Voyage vers Mars: ce qui peut arriver à l'astronaute sur le chemin de la planète et à sa surface

Le nouveau président américain Donald Trump, contrairement aux attentes, n'a pas réduit le budget de la NASA. En général, il a tout laissé tel quel, en signant un document sur l'allocation des fonds aux projets prévus par les experts des agences. L'un de ces projets est le vol de personnes vers Mars et l'atterrissage des premiers Marsonauts. Cela devrait se produire au plus tard en 2033.

Alors que certains scientifiques développent des moyens fiables de transporter l'homme sur Mars, d'autres explorent les dangers possibles qui attendent les astronautes et les colons sur leur chemin vers le but. Il existe de nombreux dangers de ce type tant sur le chemin de la planète qu'à sa surface. Des études récentes menées par des spécialistes du Centre de médecine régénérative de l' Université de Wake Forest montrent que, entre autres problèmes, les astronautes sont confrontés à la menace de la leucémie et d'une faible immunité.

Les résultats d'études antérieures indiquent que les marsonautes seront également menacés par la démence avec perte de mémoire due aux rayonnements ionisants. À quels problèmes les voyageurs potentiels sur Mars pourraient-ils faire face?

Par exemple, un vol peut se terminer sans vraiment commencer. Pour voyager vers Mars, vous avez besoin d'un puissant booster, qui n'a pas d'analogues. Il est développé à partir de zéro. Malgré le fait que la fusée et chacun de ses éléments soient soumis à de multiples vérifications complètes, des problèmes surviennent. Parmi les catastrophes de l'histoire récente de l'astronautique, il convient de mentionner l' explosion du lanceur Falcon 9 en raison de dommages inattendus à la paroi du matériau composite qui séparait le carburant de l'oxydant. Selon Ilon Mask, le chef de SpaceX, la société qui a développé cette fusée, l'accident a été déclenché par une série de coïncidences, une série de défaillances de matériaux et d'équipements, qui n'avaient pas d'analogues. Il est bon que dans ce cas, seuls les équipements aient été endommagés, il n'y avait personne à bord. Plus graves encore ont été les accidents de la fusée lunaire de l'URSS " N-1 ", dont les quatre tests ont échoué et ont été accompagnés de victimes.

Mais que se passerait-il si des dysfonctionnements imprévus se produisaient à bord du lanceur, qui partait pour le premier vol vers Mars de l'histoire de l'humanité? Il y aurait eu des victimes, une fusée extrêmement chère aurait été détruite et, très probablement, une grosse croix aurait été mise sur l'exploration de Mars dans un avenir proche.

Vol vers Mars

Le rayonnement

Eh bien, la fusée a décollé, il n'y a pas de problème, les gens se dirigent vers Mars. Le chemin vers la planète prend environ 9 mois dans une direction, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un véritable vol spatial à long terme. Et ici, le rayonnement menace la personne. Le fait est que la plupart des rayonnements ionisants n’atteignent pas la surface de la Terre en raison du champ magnétique de notre planète et de son atmosphère. Plus la densité de rayonnement est élevée. C'est peut-être à cause des radiations que le cosmonaute Valentin Lebedev, qui a passé 221 jours dans l'orbite de la Terre, a perdu la vue.

Les experts comparent la protection fournie par l'atmosphère contre les rayonnements ionisants à l'acier de 1 mètre d'épaisseur. Autrement dit, seules les particules de la plus haute énergie peuvent traverser une telle protection. Quant à l'ISS ou au vaisseau spatial, ici la protection n'est due qu'à l'épaisseur des parois de la coque, et au mieux de quelques centimètres. Selon les experts de la NASA, le rayonnement spatial peut conduire au développement de la maladie d'Alzheimer.

Certains experts pensent qu'il vaut mieux que les femmes ne volent pas vers Mars. «Parce que les femmes vivent généralement plus longtemps que les hommes, selon les prévisions de la NASA, elles ont plus de chances de contracter un cancer au cours de leur vie, étant exposées à la même quantité de rayonnement que les hommes. Les calculs ont montré que les femmes ne devraient pas voler du tout vers Mars, car l'effet cumulatif des rayonnements sur toute la durée du vol dépassera le risque maximal autorisé de 3% de développer un cancer », explique Dorit Donoviel, directrice adjointe du National Space Biomedical Research Institute (NSBRI).

Microgravité

Jusqu'à Mars, l'homme sera dans des conditions d'absence presque totale de gravité pendant au moins 9 mois. Et ce sont aussi des problèmes de santé. Chez les humains sur Terre, le corps est adapté à la gravité ordinaire, et différents systèmes de notre corps se débattent avec lui, essayant de fournir du sang et d'autres fluides physiologiques au sommet. Immédiatement après avoir embarqué sur l'ISS (ou la fusée), ces systèmes continuent de fonctionner, de sorte que même l'apparence des gens change quelque peu. Par exemple, en raison de la pression intracrânienne, la forme des globes oculaires change légèrement.



Le goût et l'odeur changent, les muscles du corps, y compris les muscles du cœur, sont affaiblis. Le travail de l'appareil vestibulaire est très compliqué. Chez certaines personnes, sans la force d'attraction, le goût et l'odeur disparaissent complètement ou s'affaiblissent considérablement. Sans exercice, une personne perd environ 20% de sa masse musculaire en seulement quelques semaines.

Les experts notent également la manifestation d'un effet tel que le syndrome d'adaptation spatiale. Chez certaines personnes, lorsque la microgravité est perdue, l'appétit est perdu, la migraine, des étourdissements apparaissent. En fait, nous parlons du mal de mer, qui dans ce cas est mieux appelé "cosmique".

Plus une personne reste longtemps dans l'espace, plus le tissu osseux est perdu. En raison du manque de charges habituelles, les os deviennent plus légers et plus fragiles. Environ 1,5% du tissu osseux est perdu chaque mois. Il n'est pas encore clair à quel point ce problème est grave et s'il est réversible. Bien sûr, il y a des simulateurs sur l'ISS, donc les astronautes effectuent des exercices physiques, essayant de ne pas perdre la forme. Mais un tel équipement s'intégrera-t-il dans un vaisseau spatial qui ira sur Mars?

La colonne vertébrale souffre également - la distance entre les vertèbres augmente et la personne ressent de la douleur. Les astronautes ont résolu ce problème en posant leurs mains et leurs pieds sur les murs de la station, de sorte que la colonne vertébrale s'est contractée et a suffi pendant plusieurs minutes pour soulager la douleur.

Problèmes psychologiques

Si plusieurs personnes sont enfermées dans un espace confiné pendant plusieurs mois, des problèmes surviendront sûrement. Non, cela ne s'exprimera pas nécessairement dans les conflits, mais la psyché humaine souffre à de tels moments. Certaines personnes peuvent ressentir une fatigue constante, une irritabilité et un mauvais sommeil. En raison de la violation du rythme quotidien habituel, du bruit des agrégats et d'autres facteurs, les gens ne se sentent pas très à l'aise. Certains doivent même prendre des somnifères.

Un autre problème psychologique est l'isolement du monde extérieur. Il y aura une connexion avec la Terre, mais le signal avec la distance de la planète commencera à traîner. De plus, les voyageurs martiens comprendront clairement qu'en cas de problème, personne ne viendra à leur aide. Les gens sont livrés à eux-mêmes, ce qui exerce sans aucun doute une grande pression sur le psychisme.

L'hygiène

Sur l'ISS, les gens ne peuvent pas prendre de bain ni se laver sous la douche. La même chose peut être dite du vaisseau spatial qui volera vers Mars. Des lingettes et des compositions spéciales attendent les voyageurs de l'espace tout au long du parcours. Il faut changer de sous-vêtements moins souvent, et il faudra oublier le lavage en général - les vêtements sales peuvent déjà être lavés sur Mars. Mais, très probablement, il est simplement éliminé d'une manière ou d'une autre.

Arrivée sur Mars

Descente

Ainsi, les Marsonauts, qui étaient sur la route depuis 9 mois, ont surmonté tous les problèmes et sont arrivés sur Mars. Il faut atterrir sur la planète. Mais ici aussi, ce n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Le problème réside principalement dans la descente. Le fait est que l'atmosphère de Mars est environ 100 fois moins dense que l'atmosphère de la Terre. En conséquence, lors de la descente, plus de résistance est nécessaire pour ne pas s'écraser à pleine vitesse. Les objets lourds gagnent en vitesse très élevée, il y a donc des limitations dans la masse qui peut être livrée une fois sur Mars.

Selon un employé de la NASA, Bret Drake, c'est une tonne (c'est le poids de Curiosity). «La façon dont nous descendons dans l'atmosphère demeure une tâche importante. Avec les méthodes d'atterrissage actuelles, nous ne pouvons descendre qu'une tonne métrique vers Mars. Cela ne suffit pas pour établir une colonie, il en faut plus pour la colonie », a déclaré Drake.


Les développeurs du décélérateur supersonique basse densité inspectent le bas du système

Il dit également que s'il est nécessaire d'établir une colonie sur Mars, 20 à 30 tonnes de cargaison devront être abaissées à la fois. Maintenant, la NASA et diverses sociétés privées travaillant à l'atterrissage sur Mars tentent de créer un moyen fiable de faire descendre des personnes à la surface de la planète. Ce sera peut-être un appareil en forme de disque, un décélérateur supersonique basse densité .

Froid et faim

Si tout a fonctionné avec une descente, il convient de rappeler que la température annuelle moyenne sur Mars est de moins 62 degrés Celsius. La température de l'équateur diminue progressivement jusqu'aux pôles. Il peut être chaud sur Mars pendant la journée et terriblement froid la nuit. L'ISS a également un problème de différences de température importantes. Ainsi, l'ISS chauffe jusqu'à 90 degrés Celsius, faisant face au soleil et refroidissant à -90 de son côté opposé. Les scientifiques et les ingénieurs ont trouvé un moyen de sortir de cette situation difficile, grâce à la création de systèmes de contrôle de température spécialisés.



Mais le problème est que ces systèmes sont conçus pour fonctionner dans le vide. Quant à Mars, les scientifiques réfléchissent toujours à la manière d'assurer une existence confortable aux marsonautes ou aux colons.

«Nous avons besoin d'une solution qui offre une meilleure isolation par temps froid et une autre façon d'éliminer la chaleur par temps chaud. Une combinaison spatiale dans le vide est comme un thermos, mais une combinaison spatiale sur Mars sera plus comme une tasse de café sur une table de cuisine - le café dans une tasse refroidit beaucoup plus rapidement que le café dans un thermos », a déclaré Drake.

La nourriture pour les humains sur Mars est également un problème. Si nous parlons d'atterrir avec un retour, vous pouvez vous en tirer avec les produits alimentaires lyophilisés habituels pour les astronautes. Si nous parlons de colons, alors nous devrons faire pousser de la nourriture. Comment? Il n'est pas encore complètement compris, les experts travaillent toujours sur cette question. Certains scientifiques pensent que le sol de Mars avec l'ajout de certaines substances peut être adapté à la croissance des cultures.

Dans le second cas, vous devrez surveiller la concentration d'oxygène libérée par les plantes dans l'atmosphère de la pièce où vivent les colons. Trop d'oxygène est la probabilité d'explosions spontanées ou même d'empoisonnement de l'équipage.

Rayonnement à nouveau

Des spécialistes du Département de radio-oncologie de l'Université de Californie ont mené des recherches pour tester l'impact des rayonnements ionisés sur les astronautes sur Mars. Il s'est avéré que, dans les 12 à 24 semaines suivant l'exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants (5 ou 30 doses de ⁴⁸ Ti ou ¹⁶ O) chez des animaux de laboratoire, des signes de dysfonctionnement cognitif persistent. Le problème est associé à un changement de la structure dendritique, un changement du niveau de protéines dans les synapses et une inflammation du tissu nerveux. Le problème a été identifié chez les animaux; peut-être un problème similaire se produira chez l'homme. Il existe un risque qu'en raison d'une diminution des fonctions cognitives chez l'homme sous l'influence des rayonnements ionisants, les gens ne soient tout simplement pas en mesure de gérer les systèmes qui leur sont confiés sans effectuer des tâches scientifiques et d'ingénierie ou avoir complètement oublié ce qui doit être fait.

Une autre manifestation de l'effet du rayonnement est une probabilité assez élevée de leucémie chez les personnes et une diminution de l'immunité. La raison en est le même rayonnement. Des scientifiques du Wake Forest University Center for Regenerative Medicine ont identifié le problème. Ils ont transplanté des cellules souches humaines chez des souris et exposé les animaux à de faibles rayonnements ionisants. Il s'agit d'un type spécial de cellule appelé hémacytoblastes . Ces cellules donnent naissance à toutes les autres cellules sanguines. Les cellules souches hématopoïétiques sont situées dans la moelle osseuse rouge, qui, à son tour, est située à l'intérieur des cavités de la plupart des os.

Cette étude a examiné les hématocytes d'adultes en bonne santé âgés de 30 à 55 ans. Il s'est avéré que, sous l'influence des rayonnements, la capacité de ces cellules à produire tout type de cellules sanguines a diminué de 60 à 80%. De plus, le rayonnement a entraîné des mutations dans les gènes impliqués dans le processus hématopoïétique, ce qui a entraîné une diminution de la capacité des hématocytes à produire des cellules sanguines matures.

L'étape suivante consistait à vérifier le fonctionnement des cellules exposées aux rayonnements. Il s'est avéré que, lorsqu'ils ont été transplantés chez leurs souris, ces dernières ont commencé à développer une leucémie. Les scientifiques pensent que cela peut servir de preuve que le rayonnement cosmique peut provoquer une leucémie.

Associée à la diminution de l'immunité déjà mentionnée ci-dessus lors d'un long séjour d'une personne dans des conditions de microgravité, elle affectera négativement le succès d'une expédition vers Mars de tout type - au moins un atterrissage temporaire d'astronautes, au moins l'arrivée de colons sur la planète.

Et après tout, il ne faut pas oublier que dans le premier cas, les gens devront également retourner sur Terre, ce qui entraînera l'influence répétée du rayonnement, de la microgravité et d'autres problèmes décrits plus haut. De plus, les experts doivent trouver un moyen fiable de décoller de la surface de Mars pour retourner sur Terre.



Quoi qu'il en soit, les experts ne perdent pas espoir de développer des mesures de sécurité fiables qui peuvent protéger les gens de certains dangers et réduire l'impact négatif des autres. Le fait que les scientifiques et les ingénieurs croient en la réussite du voyage peut être dit par le vol habité de la NASA vers Mars d'ici 2033 et les plans d'Ilon Mask pour un vol similaire et la création d'une colonie sur une planète voisine.