Subventions et contributions gouvernementales

Peu d’attention a été accordée aux répercussions potentielles de la faible gravité (microgravité) associées aux vols spatiaux sur la santé des articulations. L’arthrose, qui est la maladie articulaire la plus courante, affecte principalement les structures mécaniques porteuses des articulations. Ses effets négatifs sur la qualité de vie des patients sont énormes. Plus de 10 % de la population canadienne souffre d’arthrose, et l’articulation la plus fréquemment touchée est le genou. L’arthrose du genou est plus fréquente chez les femmes, pour des raisons encore mal comprises aujourd’hui.

Ce projet étudiera l’utilisation de la microgravité simulée pour comprendre les raisons fondamentales de la prévalence de l’arthrose du genou chez les femmes. Les résultats de ce projet pourraient mener à la découverte de nouvelles cibles pharmacologiques pour le traitement de l’arthrose du genou afin d’alléger le fardeau de la maladie au Canada et dans le monde. De plus, le projet pourrait faire progresser l’utilisation de la microgravité simulée pour étudier d’autres troubles articulaires.

L'observation et la résolution des interactions complexes qui se produisent entre le vent solaire, l'ionosphère et l'atmosphère neutre sont essentielles pour comprendre le rôle de la haute atmosphère et de la météo spatiale dans le système Soleil-Terre.

Le présent projet, appelé Expérience de couplage ions-neutres (INCE), vise à contribuer à combler les lacunes dans notre compréhension de ces questions grâce au développement et aux essais sur le terrain d’un nouvel interféromètre de polarisation compacte et peu coûteux. Il est conçu pour observer les vents neutres thermosphériques depuis le sol et, à terme, depuis l’espace.
Ce projet prévoit la prise de mesures simultanées et coïncidentes des vents neutres à l’aide de cet instrument, et des paramètres de dérive du plasma à l’aide de l’infrastructure existante des ionosondes. Ces mesures fourniront une perspective unique et détaillée du couplage ion-neutre.

Les vols spatiaux posent un risque relativement à la santé cérébrovasculaire des astronautes, car les humains n’ont pas l’habitude de vivre dans des conditions de microgravité. Pour faciliter les évaluations de la santé cérébrovasculaire, il est essentiel de surveiller avec précision le débit sanguin cérébral.

Ce projet cherchera à faire progresser l’état des connaissances en matière de surveillance du débit sanguin cérébral chez les astronautes (et les humains sur Terre) en concevant un nouvel outil de diagnostic non invasif capable de mesurer rigoureusement le débit volumétrique à travers l’artère carotide interne qui alimente le cerveau. Ces recherches sur la physiologie spatiale et ces innovations techniques seront cruciales pour comprendre les risques des vols spatiaux habités pour la santé cérébrovasculaire, surtout lors des missions spatiales à long terme vers Mars qui nécessitent plusieurs années de voyage dans l’espace.

Nos recherches seront également directement bénéfiques pour la surveillance de la santé cérébrovasculaire sur Terre, en facilitant notamment la détection précoce de l’hypoperfusion cérébrale. Comme la population âgée est particulièrement à risque d’éprouver des problèmes de perfusion cérébrale, les résultats de ce projet serviront à combler les besoins diagnostiques dans le cadre de la promotion du vieillissement en santé des personnes âgées (et de l’ensemble de la population canadienne). De plus, l’utilisation de la technologie proposée s’avérera pertinente dans les collectivités éloignées aux ressources limitées du Canada rural. En outre, du point de vue du perfectionnement des talents, ce projet permettra à plusieurs stagiaires d’acquérir une expertise multidisciplinaire aux frontières de la physiologie spatiale et de la technologie des ultrasons. Conséquemment, cela aidera le Canada à constituer un bassin de talents exceptionnel favorisant l’innovation en matière de dispositifs médicaux.

La NASA a déclaré vouloir envoyer des humains sur la surface de Mars d’ici mi-2030. Conséquemment, l’identification et la reconnaissance de zones d’atterrissage potentielles doivent être réalisées avant qu’un premier site d’atterrissage ne soit sélectionné. La glace d’eau est la ressource in situ la plus importante pour l’homme, même avant les matériaux de construction, car elle peut être fondue et assainie puis utilisée comme eau potable ou carburant pour les fusées. De ce fait, expédier des humains à des endroits où existent des sources d’eau accessibles et abondantes permettra d'effectuer des missions avec équipage plus tôt, à moindre coût et avec moins de risques que si les véhicules devaient transporter suffisamment d'eau pour assurer une mission complète et un voyage de retour. L'objectif de la mission International Mars Ice Mapper (I-MIM) est de quantifier la présence, la profondeur, la distribution et la pureté de la glace d'eau dans des zones de reconnaissance favorables à une future exploration et colonisation humaine.

Ce projet a pour objet de quantifier le rendement du radar à synthèse d’ouverture (RSO) et du sondeur en bande L dans des sites terrestres analogues en préparation du vol du radar en bande L durant la mission I-MIM. Les principaux objectifs sont de recueillir, de valider et d’étalonner les données du RSO et du sondeur aéroportés à des endroits connus pour avoir des sédiments secs recouvrant une glace de fond épaisse – les types de matériaux qui seront recherchés sur Mars en vue de l’utilisation des ressources in situ pendant l’exploration humaine de cette planète. Afin d'atteindre ces objectifs, des données de vérité au sol seront recueillies. En outre, le développement et la validation d'un code de simulation de radar à différences finies dans le domaine temporel auront lieu dans le cadre de la validation et de la prédiction des performances du radar de Mars.

Les principales applications qui en découleront comprennent une meilleure prédiction du rendement du radar canadien, qui est la principale charge utile de l’I-MIM, et des interprétations plus rapides et plus précises des données recueillies.

La prochaine génération de missions d’astronomie spatiale dans l’infrarouge lointain (FIR) utilisera des détecteurs dont la sensibilité est supérieure de plus de deux ordres de grandeur à celle de tous ceux qui ont volé auparavant. Pour exploiter cette sensibilité élevée, un type d’architecture d’instrument fondamentalement différent est nécessaire.

Les principaux objectifs de ce projet sont de mettre au point le premier spectromètre à transformée de Fourier à polarisation post-dispersée cryogénique dans l’infrarouge lointain et d’étudier les défis associés à ce concept dans des conditions spatiales réalistes. En d'autres termes, pour multiplier par 100 la sensibilité potentielle des détecteurs de pointe, il faut caractériser l'instrument de manière correspondante. Des questions qui n'avaient pas à être prises en compte lors des missions précédentes deviendront importantes et peut-être même dominantes. Ces problèmes doivent d'abord être identifiés avant de pouvoir être atténués. Le projet s’appuie sur un long héritage de participation canadienne à des missions d’astronomie spatiale dans l’infrarouge. Il permettra de mieux comprendre le concept de spectromètre à transformée de Fourier à polarisation post-dispersée cryogénique, qui servira à réduire les risques et les coûts des missions futures. Il continuera de former du personnel hautement qualifié dans les domaines de haute technologie associés aux missions d’exploration spatiale.

L’hélicoptère Mars Ingenuity, qui a accompagné la mission de la NASA Mars 2020 Rover Perseverance, a donné une démonstration réussie de l’utilisation de petits systèmes aériens sans pilote dans les activités d’exploration planétaire. L’identification d’échantillons prioritaires sur les surfaces planétaires est généralement réalisée seulement par des rovers, ou par une mission combinant rover et orbiteur. L’un des principaux bénéfices d’utiliser des petits systèmes aériens sans pilote dans des opérations s’appuyant sur des rovers est la visibilité “locale” du terrain, de haute résolution, qu’ils permettent, laquelle fait le pont entre la couverture satellite large et la vue rapprochée fournie par les rovers.

Ce projet fournira un soutien aux stagiaires canadiens pour participer au Rover-Aerial Vehicle Exploration Network (RAVEN) (réseau d’exploration à l’aide de rovers et de véhicules aériens) financé par la NASA. Le projet RAVEN vise à tester des architectures de mission qui intègrent à la fois de petits systèmes aériens sans pilote et des rovers pour la future exploration de Mars. Les objectifs particuliers de ce projet sont de soutenir l’équipe RAVEN pendant les déploiements sur le terrain au site analogue de Holuhraun, un champ de coulée de lave situé en Islande.

L’inclusion de petits systèmes aériens sans pilote à l’exploration planétaire fournira des scénarios opérationnels nouveaux et améliorés pour des missions à la surface d’autres planètes et de lunes. Ce projet offrira également aux stagiaires canadiens la possibilité de travailler aux côtés de chercheurs de différentes disciplines venant d’autres pays, les immergeant dans des scénarios réels d’opérations scientifiques. Cette expérience donnera aux stagiaires les compétences clés nécessaires à un futur emploi dans le secteur spatial canadien. Ce projet offre également au Canada l’occasion de renforcer sa participation aux collaborations internationales dans ce domaine.

La découverte de planètes semblables à la Terre et la caractérisation de leurs atmosphères sont l’une des grandes priorités de l’astrophysique. Les étoiles d’une taille inférieure à la moitié de la masse solaire offrent potentiellement les meilleures perspectives. En conséquence, le projet de mission par microsatellite POET (Photometric Observations of Extrasolar Transits) (observations photométriques des transits extrasolaires), qui se concentre sur cette question, a été identifiée comme l’une des priorités scientifiques principales de l’astronomie.

Le projet vise à optimiser la découverte de nouvelles planètes extrasolaires semblables à la Terre grâce au projet de mission par microsatellite POET. Les principaux objectifs sont d’assembler un échantillon des 100 meilleures étoiles hôtes candidates pour détecter des planètes semblables à la Terre durant la mission POET et de tester l’utilisation de caméras infrarouges commerciales à faible coût pour améliorer la sensibilité. La validation des caméras infrarouges commerciales pour réaliser des observations précises pourrait en outre faciliter leur adoption pour la télédétection dans des disciplines qui vont bien au-delà de l’astronomie, telles que l’exploration planétaire, les sciences atmosphériques et la science du système terrestre. Les chercheurs juniors qui auront été entraînés dans le cadre du projet POET seront en bonne position pour participer à, ou même mener, ces développements technologiques et scientifiques.

Le terrain de la Lune et de Mars est constitué de régolithe granuleux incrusté de roches. Lors de la mission Apollo 15, le rover lunaire Apollo s’est enlisé dans ce type de sol, et a dû être dégagé manuellement par des astronautes. Les rovers martiens ont également été confrontés à des défis de mobilité, notamment l’enlisement dans du sol mou. À ce jour, peu de données expérimentales relatives à la mobilité ont été recueillies dans des conditions de microgravité pour étudier ce problème. Comprendre la nature des interactions avec les terrains granuleux est donc crucial pour poursuivre l’exploration de ces destinations de grand intérêt scientifique.

Ce projet a pour objet d’étudier la mobilité des rovers lunaires sur du régolithe dans un environnement à faible gravité. Les principaux objectifs sont l’élaboration de lignes directrices pour l’utilisation des tests sur Terre à une gravité de 1 g, ainsi que la modélisation et la simulation, pour prédire la mobilité dans l’environnement lunaire.

Tous les aspects de cette recherche, des essais sous faible gravité à la validation des essais et des modèles sur Terre, placent le Canada à la fine pointe de la recherche à l’aide de rovers planétaires et maintiennent sa position mondiale de chef de file en robotique spatiale. Les étudiants impliqués inspirent la prochaine génération de Canadiens à viser les étoiles. Les méthodes mises au point peuvent être appliquées à la conception du prochain rover lunaire canadien, ainsi qu’à tout autre futur rover lunaire ou planétaire conçu par les partenaires du Canada dans le monde.

Plusieurs études ont établi des liens statistiques entre la lumière artificielle nocturne (LAN) et le risque lié à certaines maladies telles que les cancers hormonaux dépendants (CHD). Des études récentes réalisées avec les images couleur prises par les astronautes de la station spatiale internationale démontrent que la composante bleue de la lumière est fortement liée à la survenue des CHD. Pour mieux caractériser le niveau de LAN ainsi que sa composante bleue, il est primordial de disposer de techniques de télédétection multi-spectrale et multi-angulaire de la LAN.

Les calculs effectués par le modèle développé au cours de ce projet permettront ultimement de déduire les risques associés à la LAN pour la santé des Canadiens et donc éventuellement de modifier les pratiques usuelles d'éclairage nocturne pour minimiser ces risques. Le projet HABLAN offre également une occasion d’augmenter la diversité des données scientifiques spatiales essentielles à la croissance propre et à la surveillance de la santé de la planète et, plus spécifiquement, des Canadiens. La télédétection de la LAN permet en effet de mieux comprendre les changements climatiques par la détermination de l’effet radiatif des aérosols, mais elle permet aussi de mieux protéger les écosystèmes et les sociétés contre les effets indésirables de la lumière nocturne sur le vivant. De plus, la problématique de la réduction de la pollution lumineuse offre de grandes possibilités en matière d’éducation et de sensibilisation de la population canadienne.

À la suite de l'avis d'offre de participation au JWST ERS et au cycle 1 GO publié le 14 juin 2021, l'ASC finance l'université par le biais d'un accord de subvention afin de mener des recherches à l'aide du JWST.

Le projet utilisera l'instrument NIRSpec pour observer la dynamique des nuages sur le chaud Jupiter HD80606 b, dont la grande excentricité induit des changements de température de l'ordre de 1000 degrés Celsius. Les observations prévues fourniront des indices importants sur la formation et l'évolution des planètes et aideront également les futures études de caractérisation de l'atmosphère des exoplanètes en fournissant un moyen d'identifier plus précisément les cibles sans nuages.