Avant de poser le pied sur Mars, les astronautes devront terrasser un danger invisible qui relègue le problème de la fusée au second plan. Les rayons cosmiques traversent les cellules et l’ADN, et ils augmentent fortement le risque de maladies graves. Les scientifiques testent déjà des boucliers et des solutions biologiques pour réduire ces effets.
La NASA prévoit Artemis II et III pour tester la survie humaine hors de la protection terrestre. Artemis II fera le tour de la Lune avec quatre astronautes tandis qu’Artemis III permettra d’explorer sa surface pendant une semaine. Ces missions enregistreront l’exposition réelle aux radiations et évalueront l’efficacité des équipements de protection.
Dans l’espace profond, les rayons cosmiques arrivent en flux constant. Protons, ions lourds et électrons proviennent du Soleil ou d’étoiles ayant explosé il y a des millions d’années. Sur Terre, le champ magnétique et l’atmosphère filtrent la plupart de ces particules. Hors de cette bulle protectrice, l’ADN et les protéines subissent des dommages répétés, augmentant le risque de cancer et d’autres maladies graves. La chercheuse postdoctorale Zahida Sultanova note qu'« en espace profond, les rayons cosmiques peuvent briser les brins d’ADN et endommager les protéines, augmentant le risque de maladies sévères ».
Les rayons cosmiques , un danger invisible et constant pour les astronautes
Dans l’espace, chaque cellule humaine subit des collisions avec des particules à très haute énergie. Ces interactions peuvent casser l’ADN et perturber les protéines. Les rayons galactiques traversent facilement les matériaux et génèrent parfois des radiations secondaires. Le flux constant rend la protection plus complexe et les risques s’accumulent avec la durée du voyage.
Les scientifiques reproduisent certaines conditions sur Terre. Les simulateurs exposent tissus, plantes et animaux à différents types de particules. Les doses administrées en laboratoire restent concentrées, contrairement à la répartition continue dans l’espace. Ces expériences permettent de mesurer la gravité des dommages et d’identifier les zones critiques dans les cellules et organes.
Les missions Artemis fournissent des données complémentaires. Artemis II et III permettent de comparer les mesures obtenues sur Terre avec des observations réelles autour et sur la Lune. Ces informations guideront les protections nécessaires pour les missions martiennes, prévues dans les années 2030.
Boucliers physiques et stratégies biologiques pour protéger les astronautes
Les boucliers ralentissent certaines particules, mais les rayons galactiques traversent facilement les matériaux et produisent des radiations secondaires. Polyéthylène, hydrogels et eau restent utiles, mais leur efficacité seule reste limitée.
Les chercheurs explorent aussi la biologie. Les antioxydants limitent les dommages à l’ADN. Dans une expérience avec des souris, le composé CDDO-EA réduit les troubles cognitifs causés par les radiations simulées. Les souris non traitées apprennent les mêmes tâches plus lentement que celles ayant reçu le supplément.
Certains organismes présentent des résistances naturelles remarquables. Les tardigrades, petits animaux surnommés « ours d’eau », survivent à des doses extrêmes de radiation lorsqu’ils sont déshydratés. Les animaux hibernants montrent une résistance accrue pendant le sommeil prolongé. Les chercheurs tentent de comprendre ces mécanismes pour protéger les humains et d’autres organismes lors de longs voyages.
Et pour compléter l'arsenal de protection, il faut activer les défenses cellulaires. Sur Terre, des stress comme la chaleur ou la restriction alimentaire déclenchent des mécanismes qui préservent l’ADN et les protéines. Certains régimes ou médicaments pourraient reproduire ces effets dans l’espace.
Un accélérateur en construction en Allemagne reproduira simultanément plusieurs types de particules sur des tissus vivants. Ces expériences permettront de tester différentes combinaisons de boucliers physiques et de stratégies biologiques, afin de mieux protéger les astronautes avant les missions martiennes.
Source : The Conversation (en anglais)
