Voyager dans l’espace, c’est grave docteur ?

L’une des contraintes majeures du voyage dans l’espace est l’exposition aux radiations. Sortis de la protection de l’atmosphère terrestre et encore plus sortis de son bouclier magnétique (qui protège encore les astronautes dans l’ISS par exemple), la dose de radiation est-elle vraiment dangereuse pour l’homme ? Peut-on s’en protéger complètement ?

Trois types de radiations à éviter

Dans ce long périple spatial, les astronautes devront d’abord traverser les ceintures de Van Allen. Ces deux (parfois plus ) ceintures qui entourent la Terre et participent à sa protection contre les rayons cosmiques sont particulièrement dangereuses parce qu’elles accumulent les particules radioactives: protons dans la ceinture intérieure et électrons dans la ceinture extérieure. Le vaisseau devra donc les traverser le plus vite possible. Ensuite, dans l’espace interplanétaire, les radiations sont constituées d’une part des vents et particules solaires et d’autre part des rayons cosmiques. Il est facile de se protéger des premières en temps normal grâce à la paroi du vaisseau, à des réservoirs d’eau ou différents matériels faisant écran, mais lors d’une tempête solaire, l’équipage devra pouvoir se mettre à l’abri dans une zone de confinement prévue à cet effet et surtout être alerté de son arrivée. Pour les rayons cosmiques, c’est encore plus compliqué car les rayonnements passent à travers les matériaux et déclenchent des réactions en cascades: les radiations secondaires émises par les matériaux du vaisseau pourraient être plus délétères encore pour l’équipage. La Nasa étudie toutes les pistes de protection : création de champs de forces, nouveaux matériaux (notamment à base de nanotubes de nitrure de bore hydrogéné – BNNT) et médicaments. Et de son côté, l’ESA vient de lancer, fin septembre, un nouveau programme dédié à l’étude des radiations et à leur protection via une série d’expérience dans 5 accélérateurs de particules européens.

Grâce à la mission du Rover Curiosity encore en activité sur le sol de la planète rouge, on a évalué l’exposition probable d’un astronaute pour une mission longue, soit près de 2 ans et demi. On aboutit au total cumulé de 1,1 Sv (sievert). Si pour une exposition unique cette dose serait obligatoirement délétère, il n’y a pas aujourd’hui consensus scientifique concernant la dangerosité d’une telle dose par exposition chronique. On estime cependant qu’elle augmenterait le risque de cancer de 2% sur 30 ans. Mais, les différents boucliers et protections mis en place pendant le voyage et sur Mars devraient réduire fortement cette exposition.

Une apesanteur trop pesante ?

La deuxième grosse contrainte pour l’homme dans son périple pour Mars, c’est l’absence de pesanteur pendant de longs mois suivi par une pesanteur divisée d’un tiers sur Mars par rapport à la Terre. Les nombreux séjours d’astronautes dans l’ISS ont à présent permis d’en savoir beaucoup plus sur les effets de l’absence de gravité sur le corps humain. Perte osseuse et musculaire, troubles cardio-vasculaires, diminution des capacités sensorielles et motrices (notamment vision), mal de l’espace (trouble de l’oreille interne), perturbations immunitaire, problème de nutrition, possibilité de troubles neuro-comportementaux, d’inadaptation psychologique. Bien qu’entraînés et surpréparés, les astronautes actuels, après quelques semaines dans l’ISS mettent plusieurs jours ou semaines à recouvrer leurs capacités une fois de retour sur Terre. L’équipage vers Mars devra donc être très bien monitoré pour de nombreux paramètres médicaux et certainement avoir à son bord une ou plusieurs personnes capables d’effectuer certains actes chirurgicaux. Et il faudra prévoir une éventuelle incapacité des voyageurs à faire quoi que ce soit une fois arrivée sur place. Tout doit donc être prêt et automatisé. A ce jour aucun système réellement opérationnel ne permettant de créer une gravité artificielle n’ayant été mis au point pour un vaisseau spatial. Nasa et Esa notamment étudient les effets d’un passage temporaire ou permanent de personnes alitées dans des centrifugeuses créant une gravité artificielle pour évaluer si ce système pourrait compenser certaines perturbations de l’absence de gravité.

Facteurs humains: des erreurs à la claustrophobie

Monotonie, ennui, confinement, promiscuité… voilà les premières choses qui attendent nos voyageurs. Et plusieurs études en milieu spatial ou milieu extrêmes (bases Antarctique ou sous-marins notamment) montrent qu’au bout de seulement 30 jours on note une baisse d’énergie et une diminution des capacités intellectuelles et de la productivité, une fatigue, des états dépressifs, de l’irritabilité et de l’hostilité envers les autres. A ces manifestations bien documentées s’ajoutent des inconnues de taille : pour la première fois, des hommes seront presque totalement livrés à eux-mêmes pour une longue période hors de la planète Terre : pas de retour avant des mois, pas ou peu d’assistance à distance (le signal mettant entre 3 et 20 mn pour arriver sur Terre, il faut attendre parfois 40 min pour la réponse si elle est immédiate…). On voit là tout l’intérêt de réussir à sélectionner une équipe qui tiendra le coup… Les agences spatiales travaillent donc à étudier comment sélectionner les candidats idéaux. Différentes approches sont prônées sur le nombre de personnes idéales, sur la mixité ou non, le mélange de nationalités etc. Par ailleurs, tout un travail est aussi effectué pour pallier certains effets : on envisage par exemple d’utiliser la réalité virtuelle pour transporter régulièrement les astronautes dans des paysages terrestres et pourquoi pas avec des hologrammes de proches etc. Déjà de nombreuses simulations d’isolement en milieu ressemblant à Mars ont été menées par la Nasa (Hi-Seas de Hawai), par la Mars Society (base arctique et désert de l’Utah) ou conjointement par les Russes et les Européens (Mars 500).

Mais on voit bien qu’on est loin d’un scénario de colonisation de Mars et que l’on reste sur l’idée d’une mission technico-scientifique telle qu’on en a toujours fait dans l’espace pour l’instant.

Sophie Hoguin