Comment rendre un voyage Terre-Mars moins dangereux pour les astronautes ?

Un trajet habité vers Mars relève-t-il d’une perspective crédible ? La réponse à cette question implique un nombre important de facteurs : la faisabilité technique d’un vaisseau spatial pouvant éprouver un tel voyage ; les moyens financiers et humains à mettre en œuvre ; la capacité à vivre en autonomie sur la planète rouge et à y mener des expériences ; la santé des astronautes. Une étude parue en août 2021 dans Space Weather s’intéresse à ce dernier problème.

« Les radiations de l’espace sont l’un des principaux problèmes pour programmer des missions spatiales à long terme », préviennent en introduction les quatre auteurs et autrices de l’étude. Il y a deux types de radiations qui s’avèrent dangereuses : les particules solaires de haute énergie et le rayonnement cosmique.

« Une telle mission est viable »

En préambule, les auteurs expliquent vouloir répondre à deux questions au travers de leurs calculs :

• Le rayonnement des particules constituerait-il une menace trop grave pour la vie humaine pendant un voyage aller-retour vers la planète rouge ?
• Les dates choisies pour une mission vers Mars pourraient-elles contribuer à protéger les astronautes et le vaisseau spatial des radiations ?

Pour la première question, les calculs des auteurs confirment selon eux qu’un tel trajet aller-retour ne pose pas de problème de sécurité pour les humains du moment que le vaisseau spatial est « suffisamment blindé » pour bloquer les radiations. Mais ils ajoutent qu’une contrainte de temps est indéniable : la limite maximale d’un tel voyage serait de quatre ans (pour l’aller-retour dans son ensemble, avec la présence sur la planète), car, au-delà de cette période, l’exposition générale aux radiations deviendrait réellement dangereuse.

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Pour la seconde question, l’étude relève que les dates du voyage ont une importance déterminante. « L’intensité et l’évolution » des deux types de radiation « dépendent de l’activité solaire », relèvent les auteurs. Effectivement, dans l’étude, ils mettent en avant le fait que c’est lorsque le Soleil est au maximum de son activité que les dates sont le plus propices à un tel voyage. Cette phase connue sous le nom de « maximum solaire » pourrait bien être finalement la moins dangereuse : c’est là qu’il serait le plus simple de protéger le vaisseau, puisque durant cette période, les particules les plus dangereuses et énergétiques provenant de lointaines galaxies et autres objets cosmiques (le rayonnement cosmique) sont « déviées » par l’activité solaire. Ce faisant, bien que le rayonnement solaire augmente légèrement, il y a énormément moins de rayonnements cosmiques — pendant 6 à 12 mois après le pic de l’activité solaire.

En d’autres termes, et aussi contre-intuitif soit-il, les calculs des auteurs suggèrent que c’est en cette période de maximum solaire que le taux global de rayonnements dangereux est le moins fort sur la route Terre-Mars. Cela rend selon eux beaucoup plus faisable la construction d’un bouclier suffisant pour protéger le vaisseau et les astronautes. Cependant, le maximum solaire intervient environ tous les 11 ans, ce qui signifie que la contrainte temporelle ne serait pas à l’échelle de tel ou tel mois de l’année choisie, mais bien à l’échelle de plusieurs années.

« Cette étude montre que, même si le rayonnement spatial impose des limites strictes quant au poids du vaisseau spatial et au moment de son lancement, et qu’il présente des difficultés technologiques pour les missions humaines vers Mars, une telle mission est viable », conclut Yuri Shprits, co-auteur du papier de recherche.