Nous avons imaginé envoyer des gens sur Mars bien avant le premier vol spatial de Gagarine. Wernher von Braun, principal architecte du lanceur Saturn V qui a livré Neil Armstrong et Buzz Aldrin sur la Lune, a envisagé 1965 comme la date à laquelle les premiers humains pourraient arriver sur Mars. Depuis lors, plus dun millier détudes techniques différentes ont été menées, la plupart partant du principe que Mars se situe à un peu plus de 20 ans dans le futur.
Mais cest là que Mars est resté: toujours dans notre futur.
Lespace nest pas une destination unique. Lorbite terrestre, la Lune et Mars impliquent des voyages et des défis très différents. Étant donné que les dangers étaient plus immédiats et dramatiques pour les missions précédentes – des explosions catastrophiques auxquelles personne ne pouvait espérer survivre – la capacité du corps humain à sadapter aux extrêmes des environnements terrestres était largement hors de propos.
Mars, cependant, présente un défi dune ampleur et dun caractère différents: cest plus un marathon quun sprint. Ici, labsence de charge gravitationnelle prend une nouvelle dimension, passant dune nouveauté à une menace rampante, car la vie sur Terre a évolué au cours des trois derniers milliards et demi dannées dans un champ gravitationnel immuable. Dans ce contexte, cela ne devrait pas être une surprise quune grande partie de notre physiologie semble être définie par – ou dépendante – de la gravité.
Enlevez la gravité et nos corps deviennent virtuellement des étrangers pour nous .
Ceci est votre corps. Ceci est votre corps sur Mars
Dans notre vie quotidienne, la gravité est cette force physique des piétons qui nous maintient collés au sol. Vous devez sortir de votre chemin – escalader une falaise ou sauter dun avion – avant que cela ne commence à exiger votre attention.
Mais nous ressentons constamment les effets de la gravité et travaillons contre eux, en grande partie inconsciemment.
#### Kevin Fong
##### À propos de
(https://twitter.com/Kevin_Fong) est un docteur en médecine qui détient également des diplômes en astrophysique et en génie. Il est maître de conférences honoraire en physiologie à lUniversity College de Londres ainsi que fondateur et codirecteur de son Centre for Altitude, Space, and Extreme Environment Medicine. Fong a travaillé avec le bureau de ladaptation humaine et des contre-mesures de la NASA au Johnson Space Center à Houston et le groupe des opérations médicales du Kennedy Space Center à Cap Canaveral.
Sans les quadriceps, les fesses, les mollets et les épines érecteurs qui entourent la colonne vertébrale et la maintiennent debout, la force de gravité réduirait le corps humain en boule fœtale et le laisserait enroulé près du sol. Ces groupes musculaires sont sculptés par la force de gravité, dans un état dexercice constant, perpétuellement chargés et déchargés au fil de notre vie quotidienne. Cest pourquoi la masse de chair qui constitue la majeure partie de nos cuisses et qui travaille pour étendre et redresser le genou est le groupe qui dépérit le plus rapidement dans le corps.
Dans des expériences qui ont cartographié les changements dans les quadriceps de rats volés dans lespace, plus dun tiers de la masse musculaire totale a été perdu en neuf jours.
Nos os sont eux aussi façonnés par la force de la gravité. Nous avons tendance à penser que notre squelette est assez inerte – un peu plus quun échafaudage sur lequel accrocher la chair ou un système darmure biologique. Mais au niveau microscopique, il est beaucoup plus dynamique: il modifie constamment sa structure pour faire face aux forces gravitationnelles quil subit, se tisse une architecture qui protège au mieux los des contraintes. Privés de charge gravitationnelle, les os sont la proie dune sorte dostéoporose induite par les vols spatiaux. Et parce que 99% du calcium de notre corps est stocké dans le squelette, au fur et à mesure quil se gaspille, ce calcium trouve son chemin i dans la circulation sanguine, provoquant encore plus de problèmes allant de la constipation aux calculs rénaux en passant par la dépression psychotique.
Les étudiants en médecine se souviennent de cette liste comme suit: «os, calculs, gémissements abdominaux et gémissements psychiques».
Les adaptations biologiques à la gravité ne sarrêtent pas là. Lorsque nous sommes debout, notre cœur, lui-même une pompe musculaire, doit travailler contre la gravité, poussant le sang verticalement dans les artères carotides qui séloignent de notre cœur vers notre cerveau. Lorsquil est privé de la nécessité de travailler contre la force de gravité, le cœur et son système de vaisseaux se déconditionnent – prenant lentement les athlètes et les transformant en patates de canapé.
Le système daccéléromètres dans notre oreille interne, les otolithes et les canaux semi-circulaires, sont conçus pour fournir les plus petits détails sur le mouvement, partageant leurs entrées et sorties avec les yeux, les le cœur, les articulations et les muscles. Ces organes ne sont pas considérés comme «vitaux» dans le sens où ils ne sont pas nécessaires pour maintenir le corps humain en vie.En conséquence, le rôle essentiel quils jouent dans la fourniture dun sens du mouvement finement calibré est souvent négligé.
Comme toutes les meilleures choses de la vie, vous nappréciez pas vraiment ce que vous avez jusquà ce que vous le perdre. Imaginez une scène légèrement oscillante et nauséabonde à laquelle il ny a pas déchappatoire. Cest ce que lon ressent lorsque les organes de loreille interne fonctionnent mal. Et cela peut être causé par des maladies, des médicaments, des poisons et – en fait – l’absence de gravité.
Les déficiences ne sarrêtent pas là. Il existe dautres altérations moins bien comprises. Le nombre de globules rouges diminue, induisant une sorte danémie spatiale. Limmunité en souffre, la cicatrisation des plaies ralentit et le sommeil est chroniquement perturbé.
> Privé du besoin de travailler contre la force de gravité, le corps devient déconditionné – emmener des athlètes et les transformer en patates de canapé.
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Il y a un certain nombre de problèmes formidables qui accompagnent les missions de long séjour. Le premier est le maintien de la vie. Comment inventer un système capable de maintenir en vie un équipage de quatre personnes pendant près de trois ans?
Pour les stations spatiales, loxygène respirable nécessite lélectrolyse dun approvisionnement constant en eau. Mais il ny a pas de moyen facile de réapprovisionner une équipe qui se rend sur Mars, cest pourquoi un certain nombre de solutions ingénieuses à ce problème ont été proposées.
Lune dentre elles implique une approche de croissance personnelle pour le maintien de la vie et la nutrition. Il savère que si vous cultivez 10 000 plants de blé, vous pouvez générer plus quassez doxygène pour respirer tout en éliminant les gaz résiduaires humains du dioxyde de carbone. Mieux encore, vous disposez dune alimentation partielle. Pendant un certain temps, le Centre spatial a eu une équipe de quatre volontaires enfermés dans un tube hermétique, subsistant de manière assez indépendante sur ce système de survie auto-régénérant et cultivé en hydroponie.
Et cest génial – jusquà ce que vous preniez en compte la possibilité dune mauvaise récolte.
Une autre solution, discutée lors dun symposium sur lexploration spatiale humaine de lAgence spatiale européenne, consisterait à cultiver des cuves dalgues (qui pourraient être plus faciles à entretenir que le blé et qui fournissent également une source de protéines). Entre cela et les plants de blé, vous pourriez passer à mi-chemin dun régime alimentaire de type pizza – du pain enrobé dalgues aromatisées – et réduire massivement le poids et le volume de la nourriture et de lappareil de survie requis pour une mission sur Mars. Un Français spécialisé dans le domaine du maintien de la vie régénératrice ma expliqué comment cela pouvait fonctionner, allant jusquà expliquer le recyclage de lurine et lutilisation des matières fécales comme source de fertilisation.
« Vous voyez, » cria-t-il au-dessus du vacarme du bar, « ces gens qui aller sur Mars, ils vont littéralement manger leur propre merde. »
Si cela ne vous a pas déjà découragé, alors considérez le les risques radiologiques. Pour autant que quiconque puisse le dire, le rayonnement de fond auquel nous serions exposés en voyageant entre la Terre et Mars devrait être dans des limites de sécurité… à moins quil y ait une éruption solaire. Une éruption solaire est comme une bombe à neutrons qui part à côté de vous. Les particules énergétiques – noyaux dhélium chargés, neutrons, protons et autres – traverseraient notre corps, provoquant des ravages et endommageant irréversiblement les cellules. (Le plomb et les autres revêtements de métaux lourds naideraient pas lorsquil sagit de particules lourdes très énergétiques.)
Même si nous trouvons un moyen de négocier le rayonnement et de construire un système de survie au moins en partie régénérative, nous revenons toujours au problème le plus élémentaire: devoir faire face à labsence de gravité.
Dans notre vie quotidienne, notre physiologie est maintenue par une exposition intermittente à la charge gravitationnelle – la position debout et piétiner nous faisons pendant la journée. En effet, lorsque les chercheurs veulent imiter les effets de la microgravité ici sur Terre, ils envoient simplement un groupe de personnes se coucher.
De cette prise de conscience est née lidée que nous pourrions prescrire la gravité comme un médicament, en le donnant à des doses courtes mais importantes. La NASA est sortie et la construite. Les premiers résultats du projet pilote de gravité artificielle de la NASA suggéraient que le cœur et les muscles pourraient être utilement protégés de cette manière. Il serait surprenant que l’os n’en profite pas non plus. Mais l’oreille interne et ses organes d’accélérométrie sont une autre histoire.
Malheureusement, il ne semble pas que nous trouverons les réponses de si tôt. En 2009, alors que le projet de gravité artificielle était prêt à entrer dans une phase denquête plus complète, une série de coupes budgétaires a déchiré la NASA. La stratégie selon laquelle une centrifugeuse à bras court aurait fait lobjet dune enquête approfondie au sol, puis préparée pour le vol à bord de la station spatiale, a été mise en conserve.