Les astronautes espérant participer à une mission en équipage sur Mars voudront peut-être emporter des tablettes rad supplémentaires! Bien avant que la NASA n'annonce sa proposition de «Voyage vers Mars», qui envisage de mettre des bottes sur la planète rouge d'ici les années 2030, les planificateurs de mission étaient conscients que l'un des plus grands risques pour une telle mission était lié à la menace posée par le cosmique et le rayonnement solaire.
Mais selon une nouvelle étude de l'Université du Nevada à Las Vegas, cette menace est encore pire que ce que l'on pensait auparavant. À l'aide d'un modèle prédictif, cette étude indique que les astronautes qui sont à la surface de Mars pendant de longues périodes pourraient subir des dommages cellulaires dus aux rayons cosmiques, et que ces dommages s'étendront à d'autres cellules saines - doublant efficacement le risque de cancer!
L'étude, dirigée par le scientifique de l'UNLV, le Dr Francis Cucinotta, a été publiée dans le numéro de mai de Rapports scientifiques - sous le titre de «Modèles à effets non ciblés prédisant un risque de cancer de la mission Mars significativement plus élevé que les modèles à effets ciblés». S'appuyant sur des modèles conventionnels qui prédisent que les dommages à l'ADN causés par les rayonnements conduisent au cancer, leur modèle a examiné comment ces dommages pouvaient se propager dans tout le corps.
Les rayons cosmiques galactiques (GCR) sont l'un des plus grands dangers posés par l'exploration spatiale. Ces particules, qui proviennent de l'extérieur de notre système solaire, sont essentiellement des noyaux atomiques qui ont été dépouillés de leurs électrons environnants, grâce à leur voyage à grande vitesse dans l'espace. Dans le cas des atomes de fer et de titane, ceux-ci sont connus pour causer de lourds dommages aux cellules en raison de leurs taux d'ionisation très élevés.
Ici sur Terre, nous sommes protégés de ces rayons et d'autres sources de rayonnement grâce à notre magnétosphère protectrice. Mais avec des missions qui emmèneraient les astronautes bien au-delà de la Terre, ils deviennent une menace beaucoup plus grande. Et étant donné la nature à long terme d'une mission vers Mars, les procédures d'atténuation et le blindage font l'objet d'une enquête assez approfondie. Comme Cucinotta l'a expliqué dans un communiqué de presse de l'UNLV:
«Explorer Mars nécessitera des missions de 900 jours ou plus et comprend plus d'un an dans l'espace lointain où les expositions à toutes les énergies des ions lourds des rayons cosmiques galactiques sont inévitables. Les niveaux actuels de protection contre les rayonnements réduiraient, au mieux, modestement les risques d'exposition. »
Des études antérieures ont indiqué que les effets d'une exposition prolongée aux rayons cosmiques comprennent le cancer, les effets sur le système nerveux central, les cataractes, les maladies circulatoires et les syndromes de rayonnement aigu. Cependant, jusqu'à présent, les dommages causés par ces rayons étaient censés se limiter aux cellules qu'ils traversent réellement - ce qui était basé sur des modèles qui traitent des effets ciblés du rayonnement.
Pour les besoins de leur étude, le Dr Cucinotta et le Dr Eliedonna Cacao (ingénieur chimiste à l'UNLV) ont consulté l'expérience de tumeur de la glande de Harder de souris. Il s'agit du seul ensemble de données exhaustif à ce jour qui traite des effets non ciblés (NTE) du rayonnement pour une variété de particules. À l'aide de ce modèle, ils ont suivi les effets de l'exposition chronique aux GCR et ont déterminé que les risques seraient deux fois plus élevés que ceux prévus par les modèles d'effets ciblés.
"L'exposition aux rayons cosmiques galactiques peut dévaster le noyau d'une cellule et provoquer des mutations pouvant entraîner des cancers", a expliqué Cucinotta. «Nous avons appris que les cellules endommagées envoient des signaux aux cellules environnantes non affectées et modifient probablement les micro-environnements des tissus. Ces signaux semblent inspirer les cellules saines à muter, provoquant ainsi des tumeurs ou cancers supplémentaires. »
Naturellement, toute indication qu'il pourrait y avoir un risque élevé appelle des recherches supplémentaires. Comme Cucinotta et Cacao l'ont indiqué dans leur étude, «La rareté des données avec des modèles animaux pour les tissus qui dominent le risque de cancer par rayonnement humain, y compris le poumon, le côlon, le sein, le foie et l'estomac, suggère que des études des NTE dans d'autres tissus sont nécessaires de toute urgence avant à des missions spatiales à long terme en dehors de la protection de la sphère géomagnétique de la Terre. "
Ces études devront bien entendu avoir lieu avant toute mission spatiale à long terme au-delà de la magnétosphère terrestre. En outre, les résultats soulèvent également des questions éthiques indéniables, telles que la question de savoir si ces risques pourraient (ou devraient) être levés par les agences spatiales et les astronautes. Si en fait nous ne pouvons pas atténuer ou protéger contre les dangers associés aux missions à long terme, est-il même juste de demander ou de permettre aux astronautes d'y participer?
En attendant, la NASA voudra peut-être revoir les composants de la mission du voyage vers Mars, et peut-être envisager d'ajouter une ou deux couches supplémentaires de blindage en plomb. Mieux vaut se préparer au pire, non?
