Expérience belge de cristallisation à bord de l’ISS

Lors de cette mission STS-119, Discovery s'est arrimée à la station spatiale internationale (ISS). Dans Discovery, se trouvait l’unité de traitement de l’instrument PCDF (Protein Crystallisation Diagnostic Facility) placé dans le module européen Columbus. La Belgique est responsable de la gestion de cette expérience de microgravité.

L’équipage de la mission STS-119 a donné à l’ISS la configuration finale en y installant, pour accueillir un équipage permanente de 6 astronautes et cosmonautes, une dernière aile de panneaux photovoltaïques (cellules solaires) avec des batteries supplémentaires (module S6). La capacité en énergie électrique est passée de 198 kW à 264 kW dont la moitié est disponible pour les activités et expériences à bord.

Le PCDF, qui se trouve intégré dans l’installation multi-fonctions EDR (European Drawer Rack) du module Columbus, sert à la recherche en cristallisation de protéines. Il a été vraiment mis en marche durant la 3ème semaine de mars avec l’unité de traitement (Processing Unit) qui contient les quatre réacteurs remplis de solutions de protéine dont on veut suivre la cristallisation en microgravité. Les réacteurs ont été préparés au B.USOC (Belgian User Support and Operation Centre), implanté dans le bâtiment de l’Institut d’Aéronomie Spatiale de Belgique (Plateau d’Uccle, à Bruxelles).

Pour suivre la cristallisation, le PCDF comprend 3 instruments d’observation optique (diagnostics) : une caméra qui permet d’observer la croissance des cristaux, un dispositif de lumière dynamique pour étudier le phénomène de nucléation et un système d’interférométrie pour mesurer l’indice de réfraction de la solution observée.

Opérations au B.USOC

Les opérateurs au sol, dans les locaux du B.USOC (Belgian User Support and Operation Centre), peuvent suivre et contrôler ces phénomènes en modifiant la température et la concentration des solutions dans lesquelles les molécules se trouvent. L'expérience PCDF va rester 3 mois à bord de la station spatiale. Elle reviendra sur Terre avec la navette Endeavour au terme de la mission STS-127, qui est prévue en juin.

Grâce au PCDF, les chercheurs pourront mieux connaître et comprendre les processus de formation de noyaux et de cristallisation des molécules biologiques. Ils pourront savoir comment la gravité influence ces processus. Par ailleurs, les chercheurs pourront mesurer les phénomènes physiques qui interviennent dans les réacteurs placés en microgravité.

L’unité de traitement a donné lieu à de délicats préparatifs au B.USOC. Sur son site web (http://columbus.busoc.be/fr/microgravity/pcdfpics/), un album photos permet de voir comment on a procédé pour le remplissage, l’intégration et la préparation finale des quatre réacteurs de l’unité de traitement, avant sa livraison au Kennedy Space Center. Il a fallu tenir compte du report dans le lancement du Space shuttle, pour fournir un nouvel ensemble de solutions protéiniques à tester dans le PCDF.

Par ailleurs, le B.USOC est responsable de la gestion de l’instrument Solar qui est placé sur une plate-forme à l’extérieur de Columbus : ses observations nous servent à mieux comprendre l’influence qu’exerce le Soleil sur notre planète.

Optique de Lambda-X

L’industrie belge est concernée par le fonctionnement du PCDF. Pour EADS Space Transportation, la petite entreprise Lambda-X de Nivelles était chargée de fournir le système optique, tandis que la société Verhaert Space à Kruibeke était le sous-contractant pour la partie mécanique. Le système optique, qu’il a fallu rendre compact et léger, est constitué de dispositifs d’illumination qui sont basés sur des illuminateurs LED (Light-Emitting Diode) dans différentes couleurs, sur des interféromètres quantitatifs pour mesurer la concentration autour des cristaux et un ensemble imageur qui visualise le volume de protéine sous des angles différents.

European Drawer Rack

Le PCDF se trouve intégré dans l’EDR (European Drawer Rack) qui est arrivé dans le module-laboratoire européen Columbus, installé sur la station depuis Il permet d’héberger les moyens nécessaires pour les modules d’expérimentation, grâce à des structures et caissons standardisés. Ce qui permet de changer rapidement les expériences à réaliser suivant les besoins des laboratoires au sol.

D’après les informations de l’Institut d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB)

Pour plus d’informations

Stéphanie Fratta
Communication
Institut d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB)
02/373.67.35
stephanie.fratta@aeronomie.be
Klaas Decanniere
chercheur
Vrije Universiteit Brussel (VUB)
0476/20.45.17
02/629.18.55
klaas.decanniere@vub.ac.be