Des étudiants envoient des recherches à la Station spatiale internationale

Team Seagrass au Kennedy Space Center en novembre 2022, lorsqu'ils ont présenté leur expérience. De gauche à droite : Maya Cohen, Enzo Cosio, Teya Brandes, Sadie Halvorsen, Caydin Brandes, Jersey Holeman, Naya Berman et Peyton Pelletier

Crédit média : Image reproduite avec l'aimable autorisation des écoles à charte iLEAD CA

23 mai 2023 • Par Caydin Brandes, Maya Cohen, Peyton Pelletier et Teya Brandes, auteurs collaborateurs

Cet article a été écrit par des étudiants d'iLEAD Schools, un réseau d'écoles à charte en Californie. Grâce à un partenariat entre les écoles iLEAD et le programme partenaire DreamUp des explorateurs de la station spatiale (une société dérivée de l'éducation du fournisseur de services commerciaux du laboratoire national de l'ISS Nanoracks), les étudiants iLEAD conçoivent des expériences qui sont lancées dans l'espace pour être réalisées à bord de l'ISS.

Space Station Explorers est une communauté d'éducateurs, d'apprenants et d'organisations qui tirent parti de la plate-forme unique du laboratoire national de l'ISS pour offrir des expériences éducatives précieuses en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (STEM). Pour en savoir plus sur DreamUp et les autres programmes partenaires de Space Station Explorers, visitez www.ISSNationalLab.org/STEM.

Pendant le verrouillage de la pandémie, les étudiants de l'iLEAD California Charter School ont eu la possibilité de participer à un iLEAD DreamUp to Space Experiment Design Challenge de huit semaines. Grâce au défi, les étudiants ont découvert la Station spatiale internationale (ISS), la microgravité et la conception expérimentale, et environ 50 propositions d'étudiants ont été soumises. Notre proposition, mettant en vedette Zostera Marina, un type d'herbier qui pousse au large de la côte californienne, était l'une des deux propositions d'expériences sélectionnées par un panel d'experts en aérospatiale pour être lancées vers l'ISS.

Après la sélection, les jumeaux de cinquième année Teya et Caydin, les chercheurs principaux qui ont conçu notre expérience, ont interviewé et choisi six élèves de quatrième et cinquième année (Maya, Naya, Sadie, Enzo, Jersey et Peyton), qui représentaient trois écoles iLEAD Californie différentes, pour rejoindre l'équipe Seagrass. Ces huit apprenants se sont réunis pour envoyer des herbiers vers l'ISS.

Optimiser notre expérience

L'équipe s'est entraidée pour sortir de la boue tout en collectant des échantillons d'herbes marines à marée basse King dans la réserve nationale de recherche estuarienne d'Elkhorn Slough.

Crédit média : Image reproduite avec l'aimable autorisation des écoles à charte iLEAD CA

L'herbe de mer, ou son nom latin, Zostera Marina, présente de nombreux avantages fascinants, notamment sa capacité à niveler le pH, à améliorer la clarté de l'eau et à absorber le dioxyde de carbone 35 fois plus rapidement que la forêt amazonienne ! C'est aussi un organisme fondamental de l'écosystème estuarien. En fait, une parcelle d'herbes marines située dans la mer Méditerranée est considérée comme l'organisme vivant le plus ancien, tandis qu'une autre parcelle d'herbes marines trouvée au large des côtes australiennes est considérée comme le plus grand organisme de la planète.

L'expérience que nous avons développée comprenait l'observation des lacunes (bulles de gaz situées à l'intérieur des pales de la Zostera Marina qui permettent à la plante de flotter debout) pour voir si elles changeaient de forme ou de taille lorsqu'elles étaient exposées à la microgravité, car les bulles d'air et de gaz se comportent différemment dans l'espace. Si l'absence de gravité modifiait les lacunes et rendait l'herbe incapable de flotter, cela réduirait potentiellement les avantages que les herbiers marins pourraient avoir dans un environnement spatial. En tant qu'espèce fondamentale, les herbiers marins pourraient aider à créer un écosystème pour l'expérimentation et l'observation des milieux aquatiques ainsi qu'à fournir de l'oxygène à une station spatiale.

De 2021 à 2023, nous avons étudié les herbiers marins et les estuaires (l'écosystème dans lequel ils poussent) et avons continué à en apprendre davantage sur la microgravité et le processus scientifique d'optimisation des expériences. Nous avons trouvé et fréquemment travaillé avec des experts qui nous ont appris non seulement sur les herbiers marins, mais aussi sur les estuaires, la faune et les écosystèmes côtiers de Californie. Nous avons également parlé avec des scientifiques de la NASA et les avons rencontrés pour déterminer comment optimiser notre expérience et obtenir les meilleurs résultats.

Envoi de notre projet dans l'espace

Pour préparer notre projet, nous avons visité la réserve nationale de recherche estuarienne d'Elkhorn Slough en Californie centrale. Notre équipe était animée par Kenton Parker, directeur de l'éducation de la réserve d'Elkhorn Slough (retraité), et Peggy Foletta, spécialiste de l'éducation de la réserve d'Elkhorn Slough et formatrice principale du programme GLOBE. Nous avons pu visiter les vasières à marée basse pour collecter des échantillons tout en explorant et en découvrant le marécage et les défis environnementaux de la restauration et du maintien d'une réserve d'estuaire. Nous avons aussi travaillé dans les labos ! Nous avons même eu l'occasion d'en savoir plus sur le lien entre les loutres et les herbiers grâce à l'écologiste responsable du repeuplement des loutres à l'état sauvage dans le nord de la Californie. Ce furent des expériences amusantes et uniques!

Crédit média : Image reproduite avec l'aimable autorisation des écoles à charte iLEAD CA

Avant le lancement, notre équipe s'est de nouveau rendue à Elkhorn Slough pour recueillir des échantillons d'herbes marines fraîches à marée basse King. Nous avons ensuite chargé notre échantillon frais dans un tube spécial appelé Mixstix (fourni par Nanoracks), qui a ensuite été envoyé pour être chargé sur le vaisseau spatial Dragon pour la 26e mission de services de réapprovisionnement commercial de SpaceX. Toute notre équipe et nos familles se sont rendues en Floride pour assister au lancement fin novembre 2022. Malheureusement, le lancement a été annulé quelques minutes avant le décollage. Certaines familles ont dû rentrer chez elles pour Thanksgiving tandis que quelques-unes sont restées et ont regardé le lancement de notre expérience une semaine plus tard.

Pour faire notre analyse après le vol, notre équipe s'est réunie à Elkhorn Slough. Nous avons constaté que l'échantillon spatial flottait mieux dans l'eau que l'échantillon terrestre. Cependant, les herbiers de l'espace n'ont pas survécu et étaient dans un état de décomposition, ce qui était surprenant car ils avaient survécu pendant de nombreuses semaines lors de l'optimisation de notre expérience. Si nous avions une chance d'envoyer à nouveau des herbiers dans l'espace, nous voudrions utiliser une centrifugeuse et n'introduirons pas d'alcool dans le processus de stérilisation.

Partager notre expérience

Ce projet nous a fourni de nombreuses occasions de prendre la parole en public et de partager nos expériences en tant que scientifiques en microgravité. Nous avons présenté aux côtés d'autres scientifiques qui ont envoyé des expériences à l'ISS, y compris d'autres étudiants des États-Unis et des étudiants diplômés de l'Union européenne. Certains d'entre nous ont également présenté notre affiche scientifique à la conférence 2022 de l'American Society for Gravitational and Space Research, où les autres présentateurs étaient tous des lycéens et des étudiants ! Nous avons appris des techniques de prise de parole en public et des stratégies pour surmonter nos peurs car, pour certains d'entre nous, c'était la première fois que nous parlions en public !

Ensuite, nous présenterons notre expérience au GLOBE Pacific Symposium 2023 ! Nous savons maintenant que quel que soit votre âge, vous avez la capacité de réaliser vos rêves et d'exercer n'importe quel emploi. Par exemple, nous étions des enfants de 11 et 12 ans qui avons fait quelque chose que beaucoup de gens n'ont jamais fait : nous avons envoyé une expérience dans l'espace et avons écrit un article à ce sujet pour le Laboratoire national de l'ISS !

Nous avons reçu les conseils et le soutien de Kathrine Beheshti, chercheuse adjointe au Marine Science Institute de l'Université de Californie à Santa Barbara et de Jacob Cohen, scientifique en chef de la NASA Ames, ainsi que de nos mentors iLEAD, Kathleen Fredette, directrice des initiatives STEAM, et Shawna Melville, spécialiste du programme STEAM.