Quelles sont les barrières à l’établissement d’une colonie humaine dans l’espace ?

Comment les agences spatiales classent-t-elles les dangers de l’espace ?

 

 

Grâce à des décennies de recherche et d’ingénierie, de nombreux êtres humains ont survécu à
l’espace, mais cette prouesse n’a rien à voir avec une quelconque adaptation du vivant. Nous avons
tout simplement réussi à recréer en espace confiné une partie de l’environnement que nous avons
sur terre. Dans la station spatiale internationale, la pression et les températures n’ont rien d’extrême,
on trouve de l’oxygène dans l’air et les conditions de radiation sont acceptables à la condition de ne

pas séjourner trop longtemps. Donc, survivre dans un environnement confiné dans l’espace est
possible.

Mais comment les agences spatiales classifient-t-elle les dangers qui freinent l’expansion humaine dans l’espace ?

La classification de la NASA.

La mythique agence spatiale américaine classifie les risques que rencontreront les astronautes lors
d’une mission spatiale à long terme en 5 catégories :

Les radiations : Le danger invisible.

C’est la barrière la plus dangereuse car elle est invisible. Dans l’espace, les astronautes sont frappés par la radioactivité du soleil (notamment lors d’éruptions solaires) et surtout de radiation de l’espace profond qu’on appelle les « rayons cosmiques ». En plus d’être invisibles, les radiations sont extrêmement dangereuses. En effet,
en dehors de la protection naturelle de la terre, les radiations peuvent causer d’extrêmes dégâts sur le système nerveux, augmenter le risque de cancer, réduire la motricité ainsi qu’altérer les fonctions cognitives et causer des troubles comportementaux. Les laboratoires de la NASA étudient actuellement le type de radiation auquel seront confronté les astronautes au-dessus de l’orbite basse terrestre. Pour ce qui est de la station spatiale internationale,
ou ISS, elle se situe sur l’orbite basse terrestre et a donc la chance d’être protégée par la
magnétosphère terrestre. L’équipage de l’ISS « encaisse » 10 fois plus de radiation en orbite basse,
qu’ici-bas, sur le plancher des vaches. Cette dose reste néanmoins relativement faible par rapport
aux doses de radiations que nous réserve l’espace profond.

Pour atténuer les effets des radiations, les véhicules destinés à l’espace profond seront équipés de
boucliers de protection, de dosimètres et de systèmes d’alerte. Des recherches sont aussi menées

dans le champ médical pour mettre au point des contre-mesures sous forme de traitements
médicaux pour aider le corps humain à se défendre contre les radiations.

Isolation et confinement : Comment ne pas devenir fou ?

Les équipages sont soigneusement sélectionnés et soutenus de manière à
s’assurer qu’ils puissent travailler efficacement en équipe pendant des mois
voire des années dans l’espace. Mais, même avec beaucoup d’entraînement,
les problèmes de comportement ne tardent pas à apparaître parmi les membres d’un groupe
entassés dans un petit espace sur une longue période. En effet, ces problèmes comportementaux
sont quasiment inévitables.
Sur Terre, il suffit de sortir son téléphone ou son ordinateur pour être connecté à internet, et donc,
instantanément connecté à ses proches. Ce confort serait impossible dans le cadre, par exemple,
d’un voyage sur Mars. Lors de cet hypothétique voyage vers la planète rouge, les membres de
l’équipage feront l’expérience de ce qui sera avec certitude, le moment de solitude le plus profond
jamais connu par l’espèce humaine.
En réponse à ce danger, les agences spatiales se mobilisent pour mettre en place des méthodes de
surveillance de la santé comportementale et des technologies permettant de détecter et traiter les
facteurs de risque précoces. Des recherches sont également menées sur la charge de travail et la
performance, la luminothérapie pour l’alignement circadien, le déphasage et la vigilance.

Distance de la terre : Problème de ravitaillement, que faire en cas d’urgence ?

 

C’est le danger qui parait le plus évident. Quand on parle de voyages spatiaux, les distances qui entrent en compte
paraissent inhumaines. Mars est à en moyenne 76 millions de km (Distance minimale 56 millions de km, distance maximale 99 millions de km), un hypothétique voyage sur Mars, avec les technologies actuelles, durerait environ 3 ans, contre 3 jours pour un voyage lunaire. La différence entre un voyage martien et un voyage lunaire est donc colossale.

D’après la NASA, les expéditions de l’ISS constituent une base approximative pour l’impact attendu sur la planification logistique d’une telle expédition.
La planification et l’autosuffisance sont les clés essentielles d’une mission martienne réussie. Avec
une latence de communication pouvant atteindre jusqu’à 20 minutes et la possibilité de pannes
d’équipements ou d’urgence médicale, les astronautes doivent être capables de faire face à un
éventail de situations sans le soutien de leurs collègues sur Terre.

Gravité : Ou plutôt, le manque de gravité.

Le manque de gravité constitue la 4 ème barrière.
Par exemple, à leur arrivée sur Mars, les astronautes devraient subir trois huitièmes de la gravité terrestre. Au premier abord, cela paraît être un avantage pour les astronautes. Mais il ne faut pas oublier que durant les 3 années de voyage les astronautes seront en apesanteur totale.

Cette apesanteur totale cause de l’ostéoporose (affaiblissement musculaire), les os, les muscles et le système cardiovasculaire sont touchés par des années sans gravité « standard ». En effet, on observe chez les astronautes de retour d’un long séjour sur l’ISS une incapacité totale de se déplacer lors de leur retour sur terre. Se pose alors le problème suivant :
Comment les astronautes pourront prendre en charge l’installation de leur première colonie sur
Mars alors qu’ils seront dans l’incapacité totale de se déplacer ?Alors que sur Terre, le retour d’un astronaute ne peut se faire sans l’intervention de sauveteurs (Cf photo de Thomas Pesquet de retour sur Terre ci-dessus) , comment peut-on résoudre cette problématique sur le sol martien ?

Milieu Clos : Que faire en cas de panne ?

Les astronautes, lors d’un voyage spatial, sont complètement dépendants de la « machine » dans
laquelle ils vivent. Une défaillance qui peut paraître anodine sur Terre, peut être catastrophique à des milliers de kilomètres de celle-ci.
Le système vie est alors d’une importance capitale. La NASA comprend que l’écosystème à
l’intérieur d’un véhicule joue un grand rôle dans la vie quotidienne des astronautes. Les facteurs
d’habitabilité importants comprennent la température, la pression, l’éclairage, le bruit et la quantité
d’espace. Il est essentiel que ces facteurs soient pris en compte pour le bon déroulement d’une
mission.
La technologie vient à notre rescousse pour remplir ces conditions. Tout est surveillé, de la qualité de
l’air aux éventuels habitants microbiens. Les micro-organismes qui vivent naturellement sur votre
corps se transmettent plus facilement dans un milieu clos. Les astronautes fournissent également des

points de données via des échantillons d’urine et de sang et peuvent révéler des informations
essentielles. L’équipage est également invité à fournir des informations sur leur environnement de
vie, les impressions physiques et les sensations, afin que l’évolution des engins spatiaux puisse
continuer à répondre aux besoins des humains dans l’espace. Un recyclage intensif des ressources
que nous considérons comme acquise sur Terre est également un impératif pour la conquête
spatiale : Oxygène, eau, dioxyde de carbone, et même nos déchets.

Quel est l’avis de la France sur le sujet ?

Entrée nord du centre spatial de Toulouse

 

Pour analyser cette classification d’un point de vue français, nous avons fait appel à Mr Bernard
Comet, ingénieur aérospatiale au MEDES, plus précisément à la Clinique spatiale de l’Institut de
médecine et de physiologie spatiale.
D’après Bernard Comet, les institutions spatiales françaises partagent le point de vue de la NASA,
même si ici en France on considère que le risque de radioactivité est largement maîtrisable grâce aux
technologies mises au point. En France, plus précisément a la clinique spatiale de Toulouse, on
travaille surtout sur les risques liés au manque de gravité.
D’après lui, les expériences menées au sein de la clinique spatiale de Toulouse recouvrent plusieurs
thèmes mais surtout des mesures de prévention comme des contre-mesures pour la déminéralisation osseuse, la perte musculaire, le risque de déficit d’alimentation. Ces expériences tentent de trouver des mesures qui permettent de contrôler ces risques.
En matière d’expérience c’est surtout les « bedrest » (alitement prolongé) et les immersions pour recréer le manque de gravité qui permet d’étudier ce phénomène de perte osseuse et musculaire.
« Il y a eu des progrès, on arrive à contrôler de mieux en mieux la perte osseuse et musculaire. »
assure Monsieur COMET.
Les expériences au sein de l’ISS ont permis de développer des contre-mesures. Par exemple des
exercices qui mettent en contrainte toute la charpente osseuse avec le système ARED, Advanced
Resistive Exercice qui a en partie été développé dans la clinique spatiale de Toulouse.
Mr Comet assure que ce système a apporté des résultats. On observe des Astronautes qui reviennent
au bout de 6 mois de l’ISS sans aucune perte osseuse.
En ce qui concerne le problème du « Système de vie », Bernard Comet pense que la solution se
trouve dans le recyclage total des éléments essentiels à la survie de l’homme.
Dans ce domaine, la NASA est en tête avec le programme MOXIE. Cet équipement expérimental à
utilisation de ressources in situ teste la production d’oxygène à partir du dioxyde de carbone omniprésent
dans l’atmosphère martienne. Ce type d’équipement, s’il devient opérationnel, permet d’envisager des
missions martiennes habitées ou robotiques qui reconstituent leurs réserves d’oxydant à partir des
ressources locales avant de décoller vers la Terre (dans le cas de fusée ayant besoin de comburant pour le
décollage comme l’oxygène). L’oxygène récupéré peut également servir à constituer les réserves utilisées
par les futurs astronautes martiens.
D’après Bernard Comet, le problème de la distance avec la Terre se pose seulement pour les voyages
d’exploration distant de la terre, c’est-à-dire des missions ou les Astronautes n’auront pas la
possibilité de revenir en urgence sur Terre.
« A l’heure actuelle à bord de l’ISS on peut être hospitalisé en moins de 12 heures. Pour une mission
sur la lune c’est 3 jours minimum et sur Mars l’hospitalisation terrestre n’est plus une possibilité. Il
faudra donc être complètement autonome sur place » assure Bernard Comet.

Donc les expéditions de l’ISS ne constituent pas vraiment une base approximative pour l’organisation
logistique d’une expédition pour Mars comme le dit la NASA, à part si cette base est vraiment
approximative…
Donc, compte tenu de ces réponses, le MEDES et la NASA s’alignent sur la même classification de
danger. Mais certains de ces dangers ne sont pas appréciés de la même manière.

En mettant sur la table l’ensemble de ces barrières, la conquête spatiale et l’établissement d’une colonie
au long terme sur Mars semble résolument hypothétique. Mais on observe également de grandes
avancées, notamment dans l’atténuation des effets du manque de gravité, avec des résultats notables,
tel que le retour d’un astronaute avec 0% de perte de masse osseuse grâce au programme ARED développé
en partie à la clinique spatiale de Toulouse.

L’espoir de voir une Terra Nova sur le sol martien n’est donc pas impossible, mais sûrement pas imminent.

 

 

 

Youssef HERDAM

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