L’homme peut-il aller sur Mars ?

Salut

Les radiations qui emplissent l’espace séparant Mars de la Terre représentent un danger pour les astronautes. Jusqu’à quel point ? Les chercheurs de la Nasa essayent de le déterminer.

La Nasa est confronté à un grand mystère : peut-elle envoyer des hommes sur Mars ou pas ?

« C’est une question de radiations » résume Frank Cucinotta, chercheur de la Nasa qui travaille sur cette question au Centre Spatial Johnson. « Nous connaissons la quantité de radiations qui nous attend entre la Terre et Mars, mais il nous reste encore à savoir comment le corps humain va y réagir ».

Bien sûr les astronautes de la Nasa sont déjà allés dans l’espace, par intermittence, depuis 45 ans. Excepté lors de quelques rapides séjours sur la Lune, ils n’ont cependant jamais passé beaucoup de temps loin de la Terre. L’espace lointain est rempli de protons éjectés par les éruptions solaires, de rayons gamma signalant la naissance des trous noirs, et de rayons cosmiques accompagnant les explosions d’étoiles. Aussi un long voyage vers Mars, sans grosse planète dans le voisinage pour bloquer ou dévier ces radiations, promet d’être une toute nouvelle aventure.

La Nasa jauge le danger que représentent les radiations en unités de risque de cancer. Aujourd’hui, un Américain non-fumeur de 40 ans en bonne santé a 20 % de « chances » de mourir d’un cancer. Ça, c’est s’il reste sur Terre. S’il fait le voyage vers Mars, le risque augmente.

La question cruciale est : de combien ?

« Difficile à dire » reconnaît Cucinotta. Selon une étude menée en 2001 sur des populations qui ont été exposées à des doses massives de radiations, comme les survivants de la bombe atomique d’Hiroshima ou les malades du cancer soignés par radiothérapie, le risque ajouté lié à une mission martienne de 1000 jours se trouve quelque part entre 1 et 19 %. D’après Cucinotta, « La réponse la plus probable est 3,4 % ». Mais il reconnaît aussitôt que les marges d’erreur sont plutôt larges.

Les perspectives sont encore plus sombres pour les femmes. « À cause de leurs seins et de leurs ovaires, les femmes astronautes sont exposées à un risque double de celui des hommes ».

Les chercheurs responsables de ces travaux ont pris pour hypothèse que le vaisseau en partance pour Mars serait essentiellement constitué d’aluminium, soit une composition proche de celle des modules de commande des anciennes missions Apollo. Dans ces conditions, l’enveloppe du vaisseau absorberait à peu près la moitié des radiations qui la frapperaient.

« Si le risque induit ne dépasse pas quelques pour-cents… on peut y aller. Nous serions en mesure de construire un vaisseau en aluminium et de mettre le cap sur Mars. » (L’aluminium est un matériau très utilisé dans les vaisseaux spatiaux car il est relativement léger, résistant et que les ingénieurs savent le travailler à la perfection depuis le temps qu’ils l’utilisent dans l’industrie aérospatiale.)

« Mais si le vrai chiffre est plus proche de 19 %… notre astronaute dans la force de l’âge se retrouverait avec une chance de 20 % + 19 % = 39 % de développer un cancer mortel après son retour sur Terre. Ça, ça n’est tout simplement pas acceptable. »

Si les marges d’erreur sont aussi grandes, c’est pour une raison facilement compréhensible : les radiations du milieu spatial sont un mélange absolument unique de rayons gamma, de protons de haute énergie et de rayons cosmiques. Les radiations consécutives à l’explosion d’une bombe atomique ou destinées à traiter les cancers, à la base de la plupart des études, n’en constituent qu’une très mauvaise approximation.

La plus grande menace pour les astronautes en route vers Mars vient des rayons cosmiques galactiques, ou RCG pour faire court. Il s’agit de particules accélérées à une vitesse proche de celle de la lumière par de lointaines explosions d’étoiles en supernova. Les RCG les plus dangereux sont des noyaux lourds ionisés comme Fe+26.

« Ils sont beaucoup plus énergétiques (leur énergie atteint plusieurs millions de méga électrons-volt, ou MeV) que les protons typiquement éjectés par les éruptions solaires (qui eux atteignent les dizaines de milliers de MeV) » insiste Cucinotta. Les RCG déboulent à toute vitesse et, comme autant de minuscules boulets de canon, rentrent comme dans du beurre dans les coques de vaisseaux et le corps humain, y creusant des tranchées dans les brins des molécules d’ADN, endommageant les gènes et tuant les cellules.

Les astronautes ont rarement eu à rencontrer ces rayons cosmiques galactiques dans toute leur intensité. Si on prend l’exemple de la Station Spatiale Internationale, elle n’est jamais qu’à 400 km au-dessus de la surface terrestre. La masse de notre planète, occupant un volume très important, intercepte environ un tiers des rayons cosmiques galactiques qui sans cela frapperaient la station. Un autre tiers est piégé par le champ magnétique terrestre. Les astronautes à bord de la navette spatiale bénéficient des mêmes protections naturelles que ceux qui se trouvent dans l’ISS.

Les astronautes du programme Apollo qui se sont rendus sur la Lune ont absorbé des doses bien plus élevées, environ trois fois supérieures, mais pendant quelques jours seulement, et essentiellement durant le trajet de la Terre à la Lune. Selon Cucinotta, les rayons cosmiques galactiques ont pu endommager leurs yeux. Pendant leur trajet vers la Lune, les équipages d’Apollo ont rapporté avoir vu comme des éclairs alors qu’ils avaient les yeux fermés, et c’était en fait la conséquence des rayons cosmiques galactiques qui traversaient leur rétine. Et aujourd’hui, plus de trente ans après, certains d’entre eux ont développé des cataractes. Cela mis a part, ils ne semblent pas avoir trop souffert de l’exposition aux radiations. « Quelques jours passés dans l’espace lointain semblent sans graves conséquences » en conclut Cucinotta.

Mais les astronautes en partance pour Mars y passeront bien plus que quelques jours, plus d’un an au total entre l’aller et le retour. « Aujourd’hui, nous ne pouvons pas encore estimer avec une fiabilité suffisante ce que les rayons cosmiques provoqueront chez nous lorsque nous y serons exposés aussi longtemps. »

C’est pour y remédier que le Nouveau Laboratoire d’étude des Radiations Spatiales (NSRL en est l’acronyme anglais) a été mis sur pied au Laboratoire National Brookhaven du Ministère Américain de l’Energie, à New York. Il a ouvert en octobre 2003. « Au NSRL, nous avons des accélérateurs de particules qui simulent l’effet des rayons cosmiques » explique Cucinotta. Les chercheurs exposent des cellules et des tissus de mammifères au faisceau de particules, puis observent les dégats. « D’ici à 2015, notre objectif est de réduire à quelques pour-cents les marges d’incertitude dans notre estimation du risque. »

Le Plastique, c’est fantastique !

Une fois que les risque seront connus, la Nasa pourra prendre une décision quant au type de vaisseau à construire. Il se peut que les matériaux généralement utilisés comme l’aluminium aient des performances suffisantes. Et si ce n’est pas le cas, « nous avons déjà identifié quelques alternatives » avance-t-il.

Et pourquoi pas construire un vaisseau spatial en plastique ?

« Les plastiques sont riches en hydrogène, un élément qui fait du bon boulot lorsqu’il s’agit d’absorber les rayons cosmiques » justifie Cucinotta. Le polyéthylène par exemple, dans lequel sont faits les sacs poubelle, absorbe 20 % de rayons cosmiques de plus que l’aluminium. Une forme de polyéthylène renforcé développé au Centre Spatial Marshall est 10 plus résistant que l’aluminium, mais également plus léger. Il pourrait donc devenir un matériau de choix pour la conception des vaisseaux spatiaux, si cela peut être réalisé à un coût raisonnable. « Même si nous ne construisons pas tout le vaisseau en plastique, nous pourrions utiliser ce matériau pour abriter des secteurs cruciaux comme les quartiers de l’équipage. » Et de fait, c’est ce qui se fait déjà à bord de l’ISS.

Et si le plastique est encore insuffisant ? Alors on pourrait recourir à l’hydrogène pur. A poids égal, l’hydrogène liquide bloque 2,5 fois plus de rayons cosmiques que l’aluminium. Certains projets de vaisseaux avant-gardistes incluent de vastes réservoirs d’hydrogène liquide qui servirait de carburant. Aussi, « nous pourrions préserver l’équipage des radiations en plaçant les quartiers d’habitation à l’abri des réservoirs » imagine Cucinotta.

Les hommes pourront-ils un jour aller sur Mars ? Cucinotta croit bien que oui. Mais d’abord, « il nous faut comprendre combien de radiations nos corps peuvent supporter et quel type de vaisseau il nous faut construire ». Dans plusieurs laboratoires répartis aux Etats-Unis, ce travail a déjà commencé.

L'option la plus réaliste est d'envoyer des robots sur mars et de laisser les
humains la visiter en réalité virtuelle comme dans Total Recall )

Salut

Pour le moment oui, mais l'humanité ne pourra pas se retenir très longtemps afin d'y poser le pied, j'en suis certain.

Salut,

Etant donné la durée de vie du plastique, ces fusées seront-elles recyclables?

Plus serieusement, la construction d'un nouveau mode de propulsion me semble indispensable. Passer deux ans dans l'espace loin de la Terre même à l'abri des rayons cosmiques me semble suicidaire, la moindre défaillance ou erreur et c'est la mort. Il faudrait un materiel extremement fiable.
fè-fè-

A+

mouarf
franchement, t'aurais l'occasion d'aller dans l'espace, tu te soucierais des risques , toi ?
Moi, j'suis partante
Meme en ayant 1 chance sur 5 d'attraper un cancer grave.
et j'sais pas combien de chance de me désintégrer au retour...
c'est une chance unique. Qui refuserait d'être astronome, même en connaissant les risques ?

Salut

Bin si tu n'as pas peur de te recevoir une bonne bouffée de rayonnement cosmique libre à toi

Chacun ses motivation, et chacun a son propre gout du risque.

Perso, vu tout les risques, j'hesiterai longtempsavant de donner ma réponse mdr

Salut

Y aurait il de nouveaux avis sur ce sujet ?

peut etre poura t'on réduire le temps de voyager grace au nouveau moteur "ultra-ionique" ?

Salut

J'espére bien Un moteur ionique ou autre chose, je ne sais pas, mais il faut réduire le temps de trajet, c'est une évidence.

Réduire le temps du trajet implique l'augmentation de la vitesse.
Mais en astronautique, on ne peut pas croître indéfiniment la vitesse.

En effet, d'une part, c'est une nécessité que les sondes voyagent à une vitesse inférieure à la vitesse de libération du soleil, et d'autre part, une orbite solaire elliptique est le moyen le plus économe en énergie pour se déplacer d'un astre à l'autre au sein du système solaire.

Souvenez-vous que les trajectoires dans l'espace sont toujours des courbes, jamais des lignes droites.

Si une sonde était accélérée beaucoup plus que nous le faisions, à l'arrivée elle se déplacerait plus vite que la planète cible sur la même orbite, et qu'est-ce qui freinera la sonde si elle ne se déplace pas à la même vitesse que la révolution de la planète de destination ?
J'imagine le gaspillage d'ergols pour freiner désespérément, ou alors j'imagine la sonde freinée par l'atmosphère de la planète cible (s'il y a une atmosphère) mais ça ferait désintégrer la sonde.
Sans oublier que lorsqu'on double la vitesse, les impacts de poussières du vide spatial occasionnent quatre fois plus de dégâts sur les parois de la sonde, pendant la durée du voyage.

Notre vieil ami Tsiolkovsky (pionnier de l'astronautique) vous aurait expliqué la même chose.

Quant aux hommes sur Mars, il faut de bonnes raisons pour les envoyer
là-bas.Car un tel projet coûte très cher.

Cordialement.

Personnellement, je réfléchirais vachement si on me propose d'aller dans l'espace... Ce n'est pas une décision à prendre à la légère !

Sinon, je ne sais pas si envoyer des hommes sur Mars est vraiment important... C'est bien plus cher et moins sécurisé que pour des robots ! Et les robots peuvent (pour le moment) nous apprendre autant de choses que les hommes...

C'est clair qu'un homme sur Mars, c'est prestigieux. Mais que cherche-t-on... Le prestige, ou la science ?

NGC6543 a écrit:

(...)Mais que cherche-t-on?... Le prestige, ou la science ?

ni l'un ni l'autre, c'est la nature de la vie que de vouloir étendre son domaine

laurentino a écrit:

ni l'un ni l'autre, c'est la nature de la vie que de vouloir étendre son domaine

Woaw, quelle phrase ! On pourrait en faire une dissertation !

La nature de la vie ? Qu'est-ce que cela signifie ? Je ne sais pas si un végétal "veut" étendre son domaine... J'avoue que je te suis mal, je suis prête à recevoir de plus amples explications.

Sinon, je ne pense pas que le fait qu'un homme aille sur Mars dans nos conditions actuelles (en supposant qu'on aie les capacités technologiques, etc, etc...) étendra réellement notre domaine (pour reprendre tes mots).

Il viendra peut-être un temps où aucune machine ou robot, aussi perfectionné soit-il, ne pourra accomplir des tâches sur Mars. Là, peut-être, la présence humaine sera indispensable sur cette planète si on désire en savoir bien plus. Mais je pense que pour le moment, ce n'est pas le cas... Et que donc, il est toujours possible d'étendre notre domaine sans pour autant envoyer un astronaute sur la Planète Rouge.