Here on Earth, the CADMOS centre for the development of microgravity applications and space operations conceives, organizes and keeps track of microgravity science and technology experiments in space.
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Key information
Key figures
- 40+ years’ expertise in human spaceflight
- 15 French astronaut missions
- 25 different scientific experiments every year
- 50-strong team
Key milestones
- 2026: First space mission of Sophie Adenot
- 2025: ACES atomic clock for PHARAO arrives on ISS
- 2024:
- New European Drawer Rack (EDR-2, operated by CADMOS) started up in Columbus module on ISS
- Euro Material Ageing experiment installed outside ISS
- 2023: Food Processor and Cerebral Ageing experiments flown to ISS
- 2021: Alpha Mission (Thomas Pesquet) with 12 CNES experiments
- 2016-2017: Proxima Mission (Thomas Pesquet) with 7 CNES experiments
- 2010: Two new CADMOS instruments on ISS: MARES and Cardiomed
- 2009: DECLIC instrument flown to ISS, start of 15 years of operations
- 2008: European Columbus module berthed to station and started up with European Physiology Module (EPM) operated by CADMOS
- 2001: Permanent crew presence on ISS
- 1998: Construction of International Space Station gets underway
- 1996: Claudie Haigneré’s Cassiopée mission on Mir space station
- 1993:
- Jean-Pierre Haigneré’s Altaïr mission on Mir space station
- Creation of CADMOS
Project in brief
CADMOS is the centre for the development of microgravity applications and space operations.
Crewed spaceflights aim to advance science and technology through experiments in microgravity conditions. Their goal is to observe physical, biological and physiological phenomena that are otherwise masked by gravity. For example, they might want to study how the cardiovascular system works, analyse the properties of certain fluids and materials or observe plant growth. The CADMOS laboratory at the Toulouse Space Centre plays a key role in this respect, helping scientists to prepare their experiments, monitoring them and collecting data. The main platforms that CADMOS scientists use for microgravity science are the International Space Station (ISS), the Airbus A300-Zero G and on occasions unmanned space capsules.
Created in 1993, CADMOS performs national and European experiments (for ESA), as well as participating in multilateral cooperation initiatives, notably with Russia and the United States. As a testament to its expertise, CADMOS is the centre performing the most experiments among the User Operations and Support Centres (USOCs) selected by ESA to help users operate equipment on the ISS.
Some examples of past or current recent experiments developed and/or operated by CADMOS on the International Space Station:
- ALI : (Alice Like Insert) : ALI permet l'étude de la transformation des fluides (SF6) de l’état de coexistence liquide/vapeur vers l’état supercritique monophasique et de l'effet piston. Après la réalisation d'une série d'expériences à bord de la station MIR avec l'équipement ALICE, il fut évident qu'il fallait continuer un tel programme de recherche à bord de l'ISS et ce programme a été jugé prioritaire d'un point de vue programmatique.
- CARDIOLAB : Cardiolab était une contribution franco-allemande au laboratoire scientifique européen Colombus arrimé depuis 2008 à la Station spatiale internationale (ISS). Intégré au sein du module EPM (European Physiology Module), il était dédié à l'étude du système cardio-vasculaire humain et à son évolution en micropesanteur. A la fois flexible et évolutif, Cardiolab était composé de senseurs mesurant les paramètres physiologiques en mode stationnaire ou ambulatoire, et d’appareils stresseurs utilisés pour appliquer des stimuli au sujet.
- CARDIOMED : Le dispositif Cardiomed avait pour objectif de suivre la santé des cosmonautes russes séjournant dans la Station spatiale internationale. Fruit d’une collaboration franco-russe, le dispositif Cardiomed regroupait 10 protocoles cliniques dédiés au suivi du système cardio-vasculaire des cosmonautes. Ses 5 instruments mesuraient des paramètres tels que l’activité musculaire du myocarde (ECG), la pression artérielle, le débit sanguin artériel, le volume du mollet... Et ce aussi bien au repos, que lors de la pratique d'exercices physiques (vélo ergomètre) ou du port d'un pantalon rigide à dépression (le Tchibis).
- CARDIOSPACE : Le dispositif médical Cardiospace a été développé dans le cadre d'une convention franco-chinoise. En 2016 Cardiospace a pris la route de l'espace à bord du module spatial chinois TianGong 2. Il ciblait en particulier l'impact de l'impesanteur sur la micro-circulation – mesurée à l’aide d’un laser Doppler – et sur la macro-circulation – observée par échographie.
- CEREBRAL AGEING : Cerebral Ageing étudie le processus de vieillissement des cellules nerveuses cérébrales à l’échelle moléculaire et cellulaire, tant au niveau radiatif, stress oxydant et effets de l’impesanteur. Cette étude est réalisée à partir de cellules souches.
- DECLIC (Dispositif d’Etudes de la Croissance et des Liquides Critiques) : Installé depuis 2009 dans un rack scientifique de la NASA, DECLIC a fait fonctionner à tour de rôle, sur des périodes de 3 à 6 mois, trois inserts expérimentaux dénommés HTI (High temperature insert) pour l'étude de l'eau à l'état critique, ALI (Alice like insert) qui est complémentaire pour l'étude des fluides autour du point critique et DSI (Directional solidification insert) pour l'étude de la solidification des alliages. Les expériences suivies et pilotées en temps réel depuis le CADMOS au CNES qui contrôle le déroulement des programmes demandés par les laboratoires scientifiques.
- MATISS (Microbial Aerosol Tethering on Innovative Surfaces in the ISS) : surfaces innovantes visant à empêcher des micro-organismes pathogènes de se déposer et de se développer. Développé à l’occasion de la mission Proxima en 2016, plusieurs versions se succèdent depuis dans l’ISS.
- FLUIDICS : mini-centrifugeuse comprenant 3 sphères représentant des réservoirs de satellites, visant à étudier le phénomène de ballotement des fluides, et les phénomènes de turbulence d’ondes capillaires. Cette expérience a fonctionné dans l’ISS de 2017 à 2023, et sera suivie de sa version linéaire, Fluidics-L.
- LUMINA : dosimètre à fibre optique mesurant les radiations ionisantes à l’intérieur de l’ISS, depuis 2021
- EMA (Euro Material Ageing) : il s’agit en fait de la combinaison de deux instruments :
- SESAME, qui concerne l’étude du vieillissement en vol de nouveaux matériaux, pour acquérir une meilleure connaissance de l’environnement spatial et de ses effets sur les matériaux
- IR COASTER, spectromètre infrarouge qui étudie l’exposition directe aux rayonnements (UV et cosmique) et au vide spatial de molécules organiques d’intérêt exobiologiques.
Ces deux expériences sont montées sur la plateforme Bartoloméo d’Airbus, à l’extérieur de l’ISS.
- SEM (Special Event Meals) : L’objectif de SEM est de procurer à l’équipage de l’ISS des aliments de qualité gastronomique pour fêter de grandes occasions : Nouvel An, arrivée de nouveaux membres d’équipage, sorties extra-véhiculaires, etc…
Ces plats ont été choisis et préparés par la société Alain Ducasse Conseil (ADC). Leur processus d’élaboration a été validé par le CNES, en conformité avec les règles de certification russe et américaine de l’ISS. L’objectif de cette collaboration (CNES/ADC) est de créer une gamme complète de repas spécifiques d’une grande valeur organoleptique, tout en étant diététiques et nutritifs.
- ECHO : Echo est un échographe téléopérable depuis le sol par des experts en échographie, via des sondes à têtes motorisées. Il a été développé par le CNES en coopération avec l’agence Spatiale Canadienne (ASC) et Européenne (ESA) pour :
- Optimiser la qualité des images échographiques et les résultats scientifiques
- Diminuer le temps astronaute nécessaire pour réaliser les sessions d’échographie
- Diminuer le temps astronaute nécessaire pour l’entraînement
Depuis la recette en vol de l’échographe télé-opéré ECHO, lors de la mission PROXIMA de Thomas Pesquet en 2017, cet équipement est utilisé de façon régulière dans le cadre d’expériences scientifiques menées dans l’ISS, dont le CADMOS est en charge des opérations :
- Vacular Echo en coopération entre le CNES, la CSA (agence spatiale canadienne). 11 sessions expérimentales ont été menées. Cette expérience est terminée, et a été remplacée par Vascular Aging
- Myotones en coopération entre le CNES et l’ESA (agence spatiale européenne). 3 sessions expérimentales ont été menées
- CIPHER (Complement of Integrated Protocols for Human Exploration Research), en coopération avec la NASA, étude sur une trentaine d’astronautes sur des missions de longue durée (jusqu’à un an)
Ces expériences visent à mieux comprendre les impacts des missions spatiales sur les modifications physiologiques des systèmes cardiovasculaire, musculaire, etc…
- GRIP : L’expérience « GRIP » s’intéresse au contrôle et à l’apprentissage moteur de plusieurs tâches de manipulation d’objets lorsque le sujet humain est confronté à la micropesanteur. Cette expérience est réalisée dans le cadre de la participation de l’Agence Spatiale Européenne à la Station Spatiale Internationale.
- METAL 3D PRINTER est une expérience de type « Démonstration Technologique » visant à démontrer que l’on serait capable de produire des pièces métalliques en autonomie dans l’Espace.
- PK-4 (Plasma Kristall-4) est un laboratoire de plasma complexe installé dans le module européen Columbus de la Station spatiale internationale (ISS).
CNES’s role
CADMOS is an operational structure of CNES that enables scientists to prepare and conduct a rich variety of experiments in microgravity, aboard the ISS, the Airbus Zero-G or automatic capsules.
It has been hosted by the Toulouse Space Centre since its inception in 1993, initially serving the needs of French missions aboard the Mir space station. But its long heritage dates back to monitoring of crewed spaceflights since the early eighties. It is today recognized for its operational and scientific expertise, for which it was made one of the USOCs (Users Support & Operational Centres) by ESA, designed to support ISS users.
CNES/CADMOS contacts
Project Leader/Manager for Crewed Spaceflights in development
Rémi Canton
E-mail: remi.canton at cnes.fr
Project Leader/Manager for Crewed Spaceflights in operation
Emmanuel Thulliez
E-mail: emmanuel.thulliez at cnes.fr