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Le rayonnement cosmique : une préoccupation majeure pour les vols habités

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Le programme de retour à la Lune et d'envoi d'hommes vers Mars exigera des progrès significatifs dans le domaine de la protection contre les rayonnements en provenance de l'espace, selon un récent rapport.

Base martienne

La Nasa n'a jamais ignoré que les astronautes effectuant des vols de longue durée vers la Lune ou Mars seront exposés à des niveaux élevés de radiations induits par les éruptions chromosphériques solaires ou par le rayonnement cosmique, bien plus que les équipages en orbite terrestre ou à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS), qui évoluent à l'intérieur des ceintures protectrices de Van Allen. Mais les risques liés à cette irradiation peuvent s'avérer insurmontables, à moins que l'agence américaine n'effectue une avancée technologique majeure à la fois dans la connaissance de la physique solaire et des effets sur la biologie humaine, conclut un rapport intitulé "Space Radiation Hazards for the Vision of Space Exploration" émis par le National Research Council.

"En réduisant les incertitudes que nous avons au sujet des effets biologiques du rayonnement, nous pourrons probablement améliorer spectaculairement nos connaissances et augmenter la confiance des responsables de la Nasa sur ce que nous faisons et pouvons faire", déclare Daniel Baker, directeur du laboratoire de recherches atmosphériques à l'université du Colorado.

Baker, qui a présidé l'atelier de recherches du National Research Council en octobre 2005 à l'origine de cette publication, ajoute que les chercheurs en physique solaire doivent également développer de meilleurs moyens de prévision et de protection pour assurer la sûreté des astronautes durant les missions planétaires.

"Pendant l'ère Apollo, les astronautes ont passé moins de deux semaines d'affilée durant des missions lunaires," cite le rapport. "Cependant, les plans de la NASA prévoient actuellement d'envoyer des équipages sur la lune pour des séjours de plusieurs semaines, et par la suite plusieurs mois, augmentant ainsi la durée d'exposition aux événements solaires potentiellement dangereux."

Une éruption chromosphérique sérieuse a provoqué une émission de rayonnements potentiellement mortels en août 1972, entre les missions Apollo 16 et Apollo 17, bien que les équipages en orbite terrestre n'aient couru aucun risque. Cependant, il en aurait été tout autre si des hommes s'étaient trouvés à la surface de notre satellite en scaphandre, ou même à l'intérieur de leur véhicule d'alunissage (le LEM), qui n'offrait pratiquement aucune protection anti-radiations.

Les directives actuelles de la Nasa conseillent un arrêt de carrière aux astronautes ayant accumulé un niveau de radiations équivalant à une augmentation du risque de décès par cancer de trois pour cent. Ces limites varient selon l'âge et le sexe. Pour des individus de 30 ans, la limite de vol est fixée à 54 jours pour une femme et 91 jours pour un homme. A partir de 55 ans, cette limite est portée à 159 jours pour une femme et 268 jours pour un homme. Ces chiffres sont tous inférieurs à trois missions cumulées de six mois à bord de la Station Spatiale Internationale, a fortiori à une mission de 1000 jours à destination de Mars.

Une "trousse à outils anti-radiations", suggérée dans le rapport, combine plusieurs méthodes de détection de rayonnement et de réduction du risque, parmi lesquels un blindage actif et passif pour les bases lunaires ou martiennes, des abris de secours et des systèmes d'alerte en cas d'éruption solaire, des dosimètres, des programmes de prévision et divers autres dispositifs de contre-mesures potentiels.

Baker accorde aussi une importance particulière à la disposition des bases lunaires ou martiennes, dans un cadre opérationnel présentant des refuges ou abris d'urgence.

"A moins que nous n'arrivions à améliorer spectaculairement et rendre opérationnels les dispositifs de protection que nous envisageons, je pense que nous ne pourrons pas effectuer entièrement le travail planifié durant un programme d'exploration," ajoute Baker. "Nous devons accorder beaucoup d'attention à ce problème avant d'envisager un retour d'astronautes sur la Lune avec établissement de bases permanentes ou semi-permanentes, car il est impératif que le personnel ne puisse se trouver loin d'un abri où se réfugier en cas d'urgence."

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