Médecine sur Mars: comment maintenir la santé sur la planète rouge

De tous les défis liés à l’envoi d’humains sur Mars, celui que nous sommes peut-être le plus loin de résoudre n’a rien à voir avec les fusées, les habitats ou les systèmes complexes de filtration de l’eau. Le grand problème auquel nous devons faire face concerne les limites du corps humain.

Notre corps s’adapte incroyablement aux différents environnements ici sur Terre, mais pas tellement lorsqu’il s’agit de l’environnement d’autres planètes.

Nous avons discuté avec deux experts en médecine spatiale pour en savoir plus sur la manière dont vous traitez les patients malades ou blessés dans l'espace et sur ce que certains L’une des grandes questions en suspens concerne la santé des astronautes que nous prévoyons d’envoyer dans le système solaire.

Cet article fait partie de Vie sur Mars, une série en 10 parties qui explore la science et la technologie de pointe qui permettront aux humains d'occuper Mars

Le corps dans l'espace

Nous en savons déjà beaucoup sur comment le corps humain réagit aux missions spatiales grâce à plus de deux décennies d’études sur la Station spatiale internationale (ISS). L’environnement de microgravité entraîne une série de changements dans le corps, notamment une perte osseuse, une atrophie musculaire et une redistribution des fluides. (quand il n'y a pas de gravité pour attirer les fluides vers le bas, ils finissent par s'accumuler dans la partie supérieure du corps), ainsi que d'autres problèmes connexes comme une altération de l'état de santé. vision. Ces symptômes apparaissent lors des tournées typiques de six mois à un an que les astronautes effectuent sur l’ISS, ce qui est à peu près comparable au temps qu’il faudrait à une mission pour se rendre sur Mars.

La bonne nouvelle est que les chercheurs ont trouvé de nombreuses façons de contrecarrer ces effets, comme l’importance de plusieurs heures d’exercice quotidien pour éviter l’atrophie musculaire.

Filippo Castrucci, chirurgien de l'air à l'Agence spatiale européenne, a déclaré à Digital Trends qu'un un vol spatial de longue durée, comme une mission sur Mars, serait à bien des égards médicalement similaire à un séjour sur l'ISS. Et cela signifie que nous pouvons être raisonnablement sûrs que les astronautes pourront se rendre sur Mars sans qu’une urgence sanitaire ne survienne.

"Au cours des 20 années d'habitation permanente de l'ISS, aucun problème de santé nécessitant une évacuation médicale ne s'est présenté à ce jour en orbite", a-t-il déclaré, ajoutant que cela a été facilité par la sélection rigoureuse d'astronautes qui sont au sommet de leur santé et qui sont surveillés pendant au moins deux ans avant d'être envoyés sur un mission. "Par conséquent, la probabilité qu'un événement médical se produise lors d'une mission sur Mars, bien que possible, est faible, comme le montrent les preuves actuelles sur l'ISS."

Médecins à bord

Cependant, un faible risque d’urgence médicale n’est pas la même chose qu’une absence de risque d’urgence. Un équipage de mission sur Mars devrait être prêt à faire face à tout, depuis les plaintes courantes liées à l'espace jusqu'aux blessures accidentelles et aux maladies inattendues.

Chaque astronaute est formé aux compétences médicales de base, et au sein de chaque équipage, il y a généralement au moins deux membres qui reçoivent une formation médicale supplémentaire pour devenir médecins d'équipage (CMO). Les CMO sont formés à un niveau similaire à celui des ambulanciers paramédicaux et sont capables d'utiliser des fournitures médicales, de distribuer des médicaments et d'utiliser un défibrillateur.

Cependant, Castrucci affirme que même des médecins généralistes bien formés pourraient ne pas constituer un soutien médical suffisant pour une mission sur Mars, de sorte qu'une mission spatiale plus longue nécessiterait probablement des médecins qualifiés pour voyager au sein de l'équipage.

« Lors d'un voyage vers Mars sans évacuation possible, toute urgence dépassant les capacités actuelles du CMO peut réduire considérablement les chances de survie du patient. Par conséquent, une capacité de niveau médical est requise pour les missions prolongées loin de [l’orbite terrestre basse] », a-t-il déclaré. "Deux médecins urgentistes, pour assurer la redondance, possédant des compétences en chirurgie et en médecine interne devraient faire partie de l'équipe."

Traiter une urgence médicale dans l’espace

L’un des défis du traitement lors d’une potentielle mission sur Mars est le délai de communication entre l’équipage et la Terre. Lorsque les astronautes sont à bord de l’ISS, un soutien médical peut être apporté en temps réel par des médecins au sol. Mais à mesure qu’un vaisseau spatial s’éloigne de la Terre, les communications sont de plus en plus retardées, avec un délai pouvant atteindre 20 minutes entre la Terre et Mars. Cela signifie qu’un équipage sur Mars devrait opérer de manière plus autonome en cas d’urgence, de sorte que le soutien au sol prendra principalement la forme de préparations et d’instructions.

Des problèmes de procédure surviennent également lorsque l’on tente d’utiliser certains traitements dans l’espace, la formation doit donc être adaptée à un environnement en microgravité.

Castrucci a donné l'exemple des manœuvres de réanimation cardio-pulmonaire (RCR), qui sur Terre impliquent le le patient étant face vers le haut sur une surface dure afin que le secouriste puisse utiliser son poids corporel pour se comprimer sur le poitrine. Cela ne fonctionne cependant pas en microgravité.

Dans l'espace, les engins doivent être équipés de surfaces planes spéciales fixées au châssis et auxquelles un membre d'équipage blessé peut être attaché. Le sauveteur doit également se fixer au cadre afin de pouvoir comprimer la poitrine sans être repoussé. Et ils doivent pousser plus fort car ils ne peuvent pas utiliser leur poids corporel pour les compressions thoraciques.

Tout cela rend la RCP plus lente et plus difficile à réaliser dans l’espace que sur terre, et ce n’est qu’un exemple de la complexité de la médecine spatiale.

Les défis de Mars

C’est le genre de défis qui surviennent lors du traitement d’un problème médical dans l’espace, et ils sont principalement liés à la vie en microgravité. Une fois que les astronautes atteindront Mars, ils retrouveront un peu de gravité – la gravité de Mars est d’environ 40 % de celle de la Terre – mais la planète présentera ses propres défis.

Mars est un environnement extrêmement poussiéreux et cela pourrait provoquer des éruptions cutanées et des irritations oculaires, ainsi qu’une irritation et une congestion respiratoires. Sans parler de la fatigue, du stress et du mauvais sommeil que l’on peut attendre d’une mission très stressante, ainsi que du interaction entre psychologie et santé physique.

Mais le plus gros problème sur Mars est quelque chose d’invisible à l’œil nu: les radiations. Ici sur Terre, notre planète possède une magnétosphère qui nous protège des radiations des rayons cosmiques et du vent solaire, mais il n’existe rien de tel sur Mars. Le problème est aggravé par la mince atmosphère de Mars, qui ne représente qu’environ 1 % de la densité de l’atmosphère terrestre.

Les missions précédentes sur Mars, comme la sonde spatiale Mars Odyssey, ont révélé des niveaux de rayonnement 2,5 fois supérieurs à ceux de l'ISS. Et il y avait des moments où rayonnement augmenté (probablement lié à l'activité solaire) à des niveaux beaucoup plus élevés.

Alors, comment protéger les astronautes de cette menace invisible ?

Le danger invisible des radiations

Nous savons que l’exposition aux radiations expose les gens à un risque plus élevé de cancer et de maladies dégénératives, et que cela peut endommager le système nerveux. Cela peut également contribuer au développement de conditions médicales telles que cataractes ou stérilité. Tout récemment, des médecins comme Manon Meerman, une spécialiste des maladies cardiovasculaires qui étudie la santé effets des rayonnements des missions spatiales à long terme, ont découvert que le cœur et le système cardiovasculaire peut être également sensible au rayonnement spatial.

Meerman nous a dit que l’une des choses les plus inquiétantes concernant l’exposition aux radiations dans l’espace est que nous n’en savons pas assez pour prédire avec certitude quels seraient les effets sur la santé. Il est peu probable que les astronautes tombent malades ou en meurent au cours d’une mission sur Mars, mais à long terme, ils courraient un risque plus élevé de développer des maladies potentiellement mortelles comme le cancer.

Les informations dont nous disposons sur le rayonnement dans l’espace au-delà de l’orbite terrestre basse proviennent d’un minuscule échantillon: Les très rares personnes ayant visité la Lune, qui ne fournissent pas suffisamment de données pour conclusions. Nous pouvons recueillir davantage d'informations auprès de sources comparables, telles que les patients qui ont été traités avec radiothérapie ou personnes ayant été exposées à des radiations lors d'accidents nucléaires comme la catastrophe de Tchernobyl en 1986. Mais ceux-ci ne peuvent fournir qu’une comparaison limitée.

En effet, il existe deux types de rayonnements à prendre en compte pour une mission sur Mars: Premièrement, il y a les rayons cosmiques galactiques, qui entraînent une exposition continue aux ions pénétrants. Deuxièmement, il existe également des pics de rayonnement occasionnels et très puissants provoqués par les éruptions solaires. Lorsqu’il s’agit de savoir comment chaque type de rayonnement affectera la santé à long terme, il y a beaucoup de choses que nous ignorons tout simplement.

"Si nous voulons à terme étendre les voyages spatiaux vers la Lune ou vers Mars, nous devons vraiment approfondir les effets de ce type de rayonnement sur le corps humain", a déclaré Meerman.

De nouvelles méthodes de recherche

Les rayonnements étant un problème très important pour les voyages spatiaux, c’est un sujet qui a connu une croissance considérable dans la recherche ces dernières années. Outre les méthodes de recherche traditionnelles telles que les études sur les animaux, une approche sur laquelle Meerman et d’autres travaillent est la recherche sur les « organes sur puce ». Cela implique de construire une puce contenant des cellules créées en laboratoire pour simuler les réponses d’un véritable organe humain. Cela peut être utilisé pour rechercher quelles études seraient dangereuses ou impossibles à réaliser sur une personne vivante.

C'est un grand sujet de recherche actuellement en cours sur l'ISS, avec l’espoir que l’utilisation de cette méthode pourra nous en apprendre davantage sur la manière dont l’environnement spatial affecte les organes humains. À l’avenir, cela pourrait également constituer une voie prometteuse pour la recherche sur le rayonnement spatial.

Une autre approche consiste à simuler le rayonnement spatial dans des laboratoires ici sur Terre. Recréer l’environnement radiatif de l’espace n’est cependant pas facile, c’est pourquoi des laboratoires spéciaux comme le Space Radiation Lab de la NASA, qui utilise un collisionneur d’ions lourds pour simuler le rayonnement, le sont important.

Comment protéger les astronautes des radiations

Il existe des idées et des recherches sur la manière de protéger les astronautes des radiations spatiales. Actuellement, les agences spatiales limitent l’exposition des astronautes à de faibles niveaux qui ne devraient pas créer de risque excessif. Mais pour une mission vers Mars, il serait utile d’avoir plus de flexibilité en termes de temps passé par les astronautes dans l’espace.

L’approche la plus pratique pour protéger la santé des astronautes consiste à utiliser un blindage, dans lequel d’épaisses feuilles de métal sont utilisées pour arrêter les radiations et assurer la sécurité des astronautes. Un blindage peut être appliqué à un vaisseau spatial ou à un habitat, permettant aux astronautes de se déplacer librement à l'intérieur, et il y a aussi du travail effectué sur des gilets de protection ou des combinaisons dotées d'une protection intégrée si un astronaute doit sortir du coffre-fort environnement.

Le gros inconvénient du blindage est qu’il est très lourd, ce qui pose problème à la fois pour le lancement d’une fusée avec une masse minimale et pour les humains qui tentent de se déplacer tout en portant beaucoup de poids supplémentaire.

Une autre approche consiste à étudier des médicaments qui pourraient protéger les gens des effets des radiations, même si nous sommes loin d’avoir une pilule qui puisse assurer la sécurité des astronautes. Un problème soulevé par Meerman est que même si nous pouvions créer des médicaments efficaces sur Terre, nous ne savons pas comment ces médicaments fonctionneraient dans l’environnement spatial. Le corps humain subit tellement de changements dans l’espace que la manière dont les médicaments sont absorbés peut être différente, et nous je n'en sais juste pas assez pour prédire à quoi cela pourrait ressembler.

Un dernier domaine qui pourrait potentiellement aider les astronautes à rester en bonne santé consiste à trouver des moyens de renforcer leur propre système immunitaire naturel, par exemple en incluant des aliments riches en antioxydants dans leur alimentation. Il s’agit d’un concept prometteur car il est beaucoup plus facile à mettre en œuvre que d’autres solutions, même si cette recherche en est également à ses débuts.

Trop d'inconnues

Le grand problème pour les médecins comme Meerman est de savoir combien d’inconnues subsistent en ce qui concerne la santé des astronautes se rendant sur Mars. Nous ne pouvons tout simplement pas dire avec certitude quels pourraient être les effets à long terme sur la santé de l’exposition aux radiations, et nous ne disposons pas encore de moyen sûr de protéger les astronautes de ces effets potentiels.

Ainsi, même si nous sommes technologiquement prêts à envoyer des gens sur Mars dès maintenant, la question de la moralité de faire ce choix se pose alors que la recherche médicale en est encore à ses balbutiements. « Nous devrions nous demander si nous sommes prêts à voyager sur Mars sans connaître les risques exacts auxquels nous exposons les astronautes », a-t-elle déclaré. "C'est plus une question éthique que scientifique."