Il y a un problème persistant sous la surface de l'excitation entourant l'avenir des missions à long terme dans l'espace. Les effets de l'exposition aux radiations des astronautes ne sont pas entièrement compris, mais pourraient aller du mal des radiations aigu (peut-être après avoir été pris dans une tempête solaire intense pendant le transit interplanétaire) aux dommages cellulaires progressifs, augmentant considérablement le risque de cancer dans les missions à long terme. Alors, que pouvons-nous faire à ce sujet? L'humanité est très adaptative et certaines contre-mesures se réalisent progressivement. (Et oui, les Space Monkeys russes pourraient être en mesure d'aider…)
Le problème survient lorsque les humains quittent la couverture protectrice du champ magnétique terrestre. Agissant comme un immense champ de force invisible, la magnétosphère dévie la plupart des particules nocives de haute énergie provenant du Soleil. Tout ce qui pénètre cette barrière est rapidement absorbé par notre atmosphère épaisse. Même à haute altitude, en orbite terrestre basse, une certaine protection peut être assurée aux astronautes (bien que le rayonnement ambiant soit beaucoup plus élevé là-bas qu'ici). Ainsi, lorsque nous parlons de coloniser d'autres planètes et d'envoyer de plus en plus d'astronautes dans l'espace lointain, l'exposition aux rayonnements devient un plus grand risque.
Une préoccupation immédiate est que les astronautes peuvent être pris dans une tempête solaire, où le Soleil (généralement autour du maximum solaire) éjecte d'énormes nuages de protons hautement énergétiques. Si la tempête est suffisamment intense, d'énormes doses de rayonnement pourraient être infligées aux hommes et aux femmes dans l'espace. En gros, une dose de 500 rads ou plus tuera un humain en deux à trois heures, et une dose plus petite pourrait provoquer un mal des rayons aigu. La maladie des radiations peut être mortelle en quelques semaines si l'astronaute ne reçoit pas de soins médicaux urgents. Qu'en est-il de l'impact progressif à long terme d'une exposition prolongée à des doses de rayonnement supérieures à la normale? C'est un domaine de la médecine spatiale que nous ne comprenons pas encore complètement.
Dans une nouvelle recherche du Lombardi Comprehensive Cancer Center du Georgetown University Medical Center, la nature à haute énergie du rayonnement dans l'espace peut conduire à un vieillissement prématuré et à un stress oxydatif prolongé dans les cellules. Cela suggère également que les astronautes courent un risque plus élevé que la normale de cancers, tels que le cancer du côlon, en s'exposant au rayonnement «à transfert d'énergie linéaire élevé» (LET). Le rayonnement LET se compose des protons de haute énergie émis par le Soleil et cause d'énormes dommages à de petites zones de tissu.
“L'exposition aux rayonnements, intentionnelle ou accidentelle, est inévitable au cours de notre vie, mais avec les plans d'une mission vers Mars, nous devons mieux comprendre la nature des rayonnements dans l'espace. Il n'y a actuellement aucune information concluante pour estimer le risque que peuvent rencontrer les astronautes.»- Kamal Datta, M.D., professeur adjoint à Lombardi et auteur principal.
Avec le projet Constellation de la NASA à l'horizon, l'accent a été mis sur les effets à long terme du rayonnement interplanétaire. En fin de compte, ce projet vise à envoyer des humains sur la Lune et sur Mars, mais il existe de solides indicateurs que les astronautes seront confrontés à une augmentation du risque de cancer et à une réduction de la durée de vie, un obstacle majeur à une mission s'étalant sur plusieurs mois ou un proto-établissement florissant.
C'est là que les souris de laboratoire nous aident. La quantité de «radicaux libres» (molécules hautement réactives souvent liées au cancer et au vieillissement cellulaire) a été mesurée et a révélé que les souris développaient des voies gastro-intestinales hautement oxydantes (c.-à-d. Pleines de molécules de radicaux libres) lorsqu'elles étaient exposées à un rayonnement de type LET élevé semblable à l'espace. Le groupe Lombardi a conclu que les souris avaient développé un risque élevé de divers cancers, en particulier des cancers gastro-intestinaux. Ils ont également remarqué qu'après l'exposition (même après deux mois), les souris vieillissaient prématurément, ce qui signifie que l'effet des dommages causés par les radiations peut persister longtemps après l'exposition à un environnement à LET élevé.
Alors, que pouvons-nous faire? Plusieurs plans sont en cours pour tester plus avant les effets des rayonnements sur les humains et pour prédire quand les astronautes seront en danger. Cette semaine, la Russie a annoncé son intention (controversée) de renvoyer des singes dans l'espace, peut-être jusqu'à Mars. Une fois que le choc de cette proposition «dépassée» s'est dissipé (le précédent programme russe sur les singes spatiaux a manqué de financement dans les années 1990), il est devenu très clair de ce que l'agence spatiale russe espère réaliser: mieux comprendre le exposition à long terme à un environnement à LET élevé sur la physiologie humaine. Beaucoup diront que cette pratique est cruelle et inutile, mais d'autres diront que les singes sont utilisés dans les expériences tous les jours, pourquoi ne devraient-ils pas nous aider dans le monde ultra-moderne du voyage spatial? Le jury n'a toujours pas participé à ce débat, mais il existe de nombreuses façons d'enquêter et de contrer l'effet des radiations sur les humains.
Il existe également de nombreux systèmes en place pour protéger l'humanité des assauts des tempêtes solaires. À l'aide de l'Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO) et d'autres engins situés entre la Terre et le Soleil, un système d'alerte précoce a été mis en place pour donner aux astronautes en orbite un certain temps pour se mettre à l'abri si une éruption solaire était lancée à destination de la Terre. Ce système est pleinement opérationnel et a déjà fait ses preuves. Récemment, j'ai joué avec l'idée d'un système d'alerte précoce similaire basé sur Mars, fournissant aux futures colonies de Mars un préavis d'environ 40 minutes d'une tempête solaire entrante.
Le blindage est une autre mesure de protection évidente. Les colonies lunaires et martiennes vont très probablement utiliser de grandes quantités de régolithe pour bloquer les particules entrantes. Seuls quelques mètres de régolithe localement déterré fourniront une excellente protection. Mais qu'en est-il du voyage vers Mars? Comment les astronautes de projets tels que Constellation seront-ils protégés? Peut-être qu'un «bouclier ionique» avancé pourrait fonctionner?
Quel que soit l'effet du rayonnement sur l'homme dans l'espace, il semble évident que nous sommes à un stade de vol spatial et que nous nous attaquons déjà à certains des problèmes les plus difficiles. Au cours des prochaines années, beaucoup d'efforts seront concentrés sur la santé des astronautes, en espérant trouver des réponses au problème du rayonnement spatial.
Source d'origine: Georgetown University Medical Center
