L'astronomie

Pouvons-nous voyager sur la planète Mars?

Pouvons-nous voyager sur la planète Mars?

La NASA a un mystère à résoudre: pouvons-nous envoyer des gens sur Mars ou non? C'est une question de rayonnement. Nous connaissons la quantité de rayonnement qui nous attend entre la Terre et Mars, mais nous ne savons pas comment le corps humain y réagira.

Les astronautes de la NASA sont dans l'espace, occasionnellement, depuis 45 ans. À l'exception de quelques voyages rapides sur la lune, ils ne sont jamais restés loin de la Terre pendant une longue période. L'espace profond est plein de protons causés par les éruptions solaires, les rayons gamma provenant des trous noirs du nouveau-né et les rayons cosmiques des explosions stellaires. Un long voyage vers Mars, sans grandes planètes à proximité qui agissent comme des boucliers réfléchissant ce rayonnement, va être une nouvelle aventure.

La NASA mesure le danger des radiations dans les unités à risque cancérigène. Un Américain de 40 ans en bonne santé, non-fumeur, a 20% de chances de mourir d'un cancer. Cela reste sur Terre. Si je me rendais sur Mars, le risque augmenterait. La question est combien?

Selon une étude de 2001 sur les personnes exposées à de fortes doses de rayonnement - p. e. Les survivants de la bombe atomique d'Hiroshima et, ironiquement, les patients cancéreux qui ont subi une radiothérapie - le risque inhérent à une mission habitée sur Mars d'une durée de 1000 jours se situerait entre 1% et 19%. La réponse la plus probable est de 3,4%, mais la marge d'erreur est très large. Le plus drôle, c'est que c'est encore pire pour les femmes. En raison des seins et des ovaires, le risque chez les femmes astronautes est presque le double de celui de leurs partenaires masculins.

Les chercheurs qui ont mené l'étude ont supposé que l'engin spatial sur Mars serait construit principalement en aluminium, comme la capsule Apollo. La "peau" du vaisseau spatial absorberait près de la moitié du rayonnement qui le frappait.

Si le pourcentage du risque supplémentaire n'est qu'un peu plus ... ce sera bien. Nous pourrions construire un vaisseau spatial en aluminium et nous diriger vers Mars. L'aluminium est le matériau préféré dans la construction de navires en raison de sa légèreté et de sa résistance, et de la longue expérience que les ingénieurs ont depuis des décennies dans l'industrie aérospatiale. Mais s'il était de 19%, notre astronaute de 40 ans courrait un risque de mourir de 20% de cancer plus 19%, soit 39% après son retour sur Terre. Ce n'est pas acceptable. La marge d'erreur est large, pour une bonne raison. Le rayonnement spatial est un mélange unique de rayons gamma, de protons hautement énergétiques et de rayons cosmiques. Les explosions atomiques et les traitements contre le cancer, sur lesquels se fondent de nombreuses études, ne sont pas un substitut fiable au "vrai" rayonnement.

La plus grande menace pour les astronautes en route vers Mars est celle des rayons cosmiques galactiques. Ces rayons sont composés de particules accélérées à presque la vitesse de la lumière, provenant d'explosions de supernovae éloignées. Les plus dangereux sont les noyaux fortement ionisés. Une vague de ces rayons percerait la coque du navire et la peau des humains comme de minuscules boulets de canon, brisant les brins de molécules d'ADN, endommageant les gènes et tuant les cellules.

Les astronautes ont été très rarement exposés à une dose complète de ces rayons lointains. Prenons l'exemple de la Station spatiale internationale (ISS): qui orbite à seulement 400 km au-dessus de la surface de la Terre. Le corps de notre planète, grand, n'intercepte qu'un tiers des rayons cosmiques avant d'atteindre l'ISS. Un autre tiers est détourné par la magnétosphère terrestre. Les astronautes de la navette spatiale bénéficient de réductions similaires.

Les astronautes du projet Apollo qui se sont rendus sur la Lune ont absorbé des doses plus importantes - environ 3 fois celles de l'ISS - mais seulement pendant quelques jours pendant leur voyage de la Terre à la Lune. Sur leur chemin vers la lune, les équipages d'Apollo ont rapporté avoir vu des éclairs de rayons cosmiques dans leur rétine, et maintenant, plusieurs années plus tard, certains d'entre eux ont développé des cataractes. En revanche, ils ne semblent pas avoir trop souffert. Mais les astronautes voyageant vers Mars seront "là-bas" pendant un an ou plus. Nous ne pouvons pas encore estimer avec fiabilité ce que les rayons cosmiques nous feront quand nous y serons exposés pendant si longtemps.

Découvrir est la mission du nouveau laboratoire de radiation spatiale de la NASA (NSRL), basé dans les locaux du Brookhaven National Laboratory, situé à New York, sous la direction du département américain de l'Énergie. UU et il a été inauguré en octobre 2003. Dans le NSRL, il existe des accélérateurs de particules qui peuvent simuler les rayons cosmiques. Les chercheurs exposent les cellules et tissus de mammifères à des faisceaux de particules, puis inspectent les dommages. L'objectif est de réduire l'incertitude dans les estimations des risques à seulement un petit pourcentage pour 2015.

Une fois que nous connaissons le risque, la NASA peut décider du type de vaisseau spatial à construire. Il est possible que les matériaux de construction ordinaires, tels que l'aluminium, ne soient pas assez bons. Que diriez-vous de fabriquer un bateau en plastique?

Les plastiques sont riches en hydrogène, un élément qui fait un excellent travail en tant qu'absorbeur de rayons cosmiques. Par exemple, le polyéthylène, le même matériau avec lequel les sacs à ordures sont fabriqués, absorbe 20% plus de rayons cosmiques que l'aluminium. Une certaine forme de polyéthylène renforcé, développée par le Marshall Space Flight Center, est 10 fois plus résistante que l'aluminium, et également plus légère. Cela pourrait devenir le matériau choisi pour la construction du vaisseau spatial, si nous pouvons le rendre assez bon marché.

Si le plastique n'était pas assez bon, la présence d'hydrogène pur pourrait être requise. Litre à litre, l'hydrogène liquide bloque les rayons cosmiques 2, 5 fois mieux que l'aluminium. Certaines conceptions de vaisseaux spatiaux avancés nécessitent de grands réservoirs d'hydrogène liquide comme carburant, afin que nous puissions protéger l'équipage des radiations en enveloppant les cabines avec les réservoirs.

Pouvons-nous aller sur Mars? Peut-être, mais d'abord, nous devons résoudre la question du niveau de rayonnement que notre corps peut supporter et du type de vaisseau spatial que nous devons construire.

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