La route vers Mars est pavée de périls.
Les astronautes des missions sur la planète rouge devront faire face aux radiations de l’espace lointain, aux effets de la microgravité et au stress du confinement et de l’isolement, tout cela en même temps et pendant une longue période continue. Il faut actuellement au minimum six mois pour se rendre sur Mars, après tout, et autant pour en revenir.
Et les membres d’équipage devront traverser ce gant en bon état, tant sur le plan physiologique que psychologique.
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Les vaisseaux spatiaux à bord desquels ces astronautes s’élanceront « devront leur fournir tout ce dont ils ont besoin pour leur survie de base, mais même plus que cela, car nous attendons d’eux qu’ils soient capables de faire un travail – un travail qui a des exigences cognitives, un travail qui a des exigences physiques », a déclaré Jennifer Fogarty, la scientifique en chef du Programme de recherche humaine (HRP) de la NASA, au début du mois lors d’une présentation avec le groupe de travail de l’agence sur les futures opérations dans l’espace.
De nombreux facteurs de stress
Le HRP est chargé de caractériser les effets des vols spatiaux sur les astronautes et de développer des stratégies d’atténuation. Le programme reconnaît cinq catégories de « facteurs de stress » susceptibles d’affecter de manière significative la santé et les performances de l’homme lors de missions dans l’espace lointain, a indiqué Mme Fogarty. Il s’agit des champs de gravité altérés, des environnements fermés hostiles, des radiations, de l’isolement/confinement et de la distance par rapport à la Terre (ce qui signifie que l’aide est très éloignée).
Les scientifiques du PRH et d’autres chercheurs du monde entier tentent de maîtriser tous ces facteurs de stress, en réalisant des expériences ici sur Terre et en surveillant attentivement la santé mentale et physique des astronautes vivant dans la Station spatiale internationale (ISS).
L’objectif à long terme de ces travaux est d’aider à permettre des missions avec équipage vers Mars, que la NASA veut réaliser avant la fin des années 2030. En effet, il y a quelques années, l’astronaute de la NASA Scott Kelly et le cosmonaute Mikhail Kornienko ont séjourné à bord de l’ISS pendant 11 mois – soit environ deux fois plus longtemps que la durée habituelle – afin d’aider les chercheurs à mesurer l’impact de très longues missions spatiales, comme le voyage aller-retour vers Mars.
Il est toutefois difficile de caractériser avec précision le tribut qu’un tel voyage fera payer à un astronaute. En effet, l’effet cumulatif des facteurs de stress liés aux vols spatiaux pourrait être additif ou synergique, a expliqué M. Fogarty, et il est presque impossible de réunir tous les risques dans un cadre expérimental.
Par exemple, les scientifiques effectuent des études sur les radiations sur des animaux de laboratoire ici sur Terre. Mais la microgravité ne fait pas partie de ce tableau expérimental, et l’ajouter au mélange n’est pas faisable pour le moment. (L’ISS ne peut pas fournir de données sur les rayonnements dans l’espace lointain, car elle est en orbite dans la magnétosphère protectrice de la Terre. Et installer des équipements émettant des radiations à bord du laboratoire orbital ne semble pas être une excellente idée)
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Les plus grandes inquiétudes
Certains des facteurs de stress sont plus préoccupants que d’autres. Par exemple, les chercheurs et les responsables de la NASA ont cité à plusieurs reprises les radiations comme l’un des plus grands dangers des missions sur Mars.
Une forte exposition aux radiations augmente le risque pour les astronautes de développer un cancer plus tard dans leur vie, mais il y a aussi des préoccupations plus immédiates. Par exemple, une étude récente a déterminé que les membres d’équipage d’une mission sur la planète rouge recevront probablement des doses cumulatives suffisamment élevées pour endommager leur système nerveux central. L’humeur, la mémoire et la capacité d’apprentissage des astronautes pourraient être compromises en conséquence, selon l’étude.
Fogarty a mentionné une autre question qui nécessite une attention particulière de la recherche – le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux (SANS), également connu sous le nom de déficience visuelle/pression intracrânienne (VIIP). Le SANS décrit les problèmes de vision potentiellement importants et durables que les vols spatiaux peuvent induire chez les astronautes, probablement en raison des déplacements de fluides qui augmentent la pression à l’intérieur du crâne.
Le SANS « à l’heure actuelle, en orbite basse terrestre, est très, très gérable et récupérable, mais nous ne connaissons pas assez bien le système pour prédire s’il restera ainsi pour quelque chose comme une mission d’exploration », a déclaré Fogarty. « Donc, c’est l’un de nos domaines physiologiques les plus prioritaires que nous étudions en ce moment. »
La lune comme terrain d’essai
La NASA ne prévoit pas d’aller directement sur Mars. L’agence vise à faire atterrir deux astronautes près du pôle sud lunaire d’ici 2024, puis à établir une présence durable et à long terme sur et autour de la Lune peu après.
En effet, l’objectif principal de ces activités, que la NASA mènera via un programme appelé Artemis, est d’apprendre les compétences et les techniques nécessaires pour envoyer des astronautes sur Mars, ont déclaré des responsables de l’agence.
L’une des pièces clés de l’infrastructure d’Artemis est une petite station spatiale en orbite autour de la lune appelée Gateway, qui servira de plaque tournante pour les activités de surface. Par exemple, des atterrisseurs, tant robotiques qu’avec équipage, descendront vers la surface lunaire depuis Gateway, et les astronautes à bord de l’avant-poste feront probablement fonctionner des rovers depuis là-haut également, ont déclaré des responsables de la NASA.
De nombreuses recherches seront également menées sur Gateway, et une grande partie d’entre elles porteront sur la santé et les performances des astronautes dans un véritable environnement de l’espace lointain. M. Fogarty a mentionné une stratégie de recherche qui pourrait être particulièrement utile aux planificateurs qui tracent la voie vers Mars : l’étude de petits échantillons de tissus humains à bord de l’avant-poste en orbite autour de la lune.
Ces travaux aideront les chercheurs à contourner l’un des plus grands problèmes affectant les études qui utilisent des rongeurs et d’autres animaux non humains comme organismes modèles, a déclaré M. Fogarty – celui de la « traductibilité ».
« Comment faire la différence entre un rat ou une souris et un humain ? Parce que ce n’est pas directement applicable, et cela plombe la médecine et la recherche terrestres également », a-t-elle déclaré.
« Mais avec l’invention, et la validation continue, des organes et des tissus sur une puce – ce sont de véritables tissus humains, et vous pouvez les connecter, et essentiellement vous pouvez récapituler des aspects très sophistiqués d’un humain en utilisant ces puces », a ajouté Fogarty. « Je pense que nous pouvons faire des progrès significatifs dans la compréhension de l’environnement complexe en utilisant le scénario de la puce comme organisme modèle pour interpréter vraiment où nous allons avec la limitation humaine. »
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