Mesure du rayonnement dans le cadre des missions sur Mars

Depuis un certain temps déjà, l’idée d’envoyer des hommes sur Mars trotte dans la tête des chercheurs et auteurs de livres de science-fiction. Mais de nombreux travaux de recherche seront encore nécessaires avant que le premier homme puisse mettre un pied sur la planète rouge. Un des problèmes réside dans le rayonnement auquel sont exposés les astronautes lorsqu’ils se trouvent dans l’espace interplanétaire. En effet, contrairement à nous, sur Terre, ils ne bénéficient pas de la protection contre le rayonnement cosmique et les particules solaires, riches en énergie, fournie par le champ magnétique et l’atmosphère terrestres. Les conditions sur Mars sont différentes de celles sur Terre en raison du fait que notre planète voisine la plus proche ne possède quasiment aucun champ magnétique et que son atmosphère est comparativement fine.

Afin de disposer de valeurs de référence concernant les doses de rayonnement auxquelles sont exposés les astronautes lors de leurs missions sur Mars, les chercheurs du Southwest Research Institute (SwRI), à Boulder, dans l’Etat américain du Colorado, ont développé en collaboration avec l’Université Christian-Albrecht de Kiel, en Allemagne, l’appareil de mesure de rayonnement cosmique RAD, qu’ils ont embarqué à bord du rover Curiosity en novembre 2011 à destination de Mars. L’appareil n’a pas attendu d’avoir atterri, en août 2012, pour collecter des mesures, mais a fourni des informations précieuses déjà pendant le vol, depuis l’habitacle de la sonde spatiale.

Les chercheurs du SwRI ont désormais terminé d’étudier les données recueillies au cours du voyage et des 300 premiers jours passés sur Mars. La période sous revue s’étendait d’août 2012 à juin 2013. Ainsi, les astronautes ont absorbé la dose la plus importante (environ 660 mSv) lors des voyages aller et retour étant donné qu’ils n’étaient protégés que par la capsule spatiale à ces moments-là. Avec la technologie de propulsion actuelle, les chercheurs du SwRI estiment la durée du voyage de la Terre à Mars à environ 180 jours. Et pour un séjour de 500 jours sur la planète, il faudra ajouter une dose de 330 mSv.

Les études de longue durée menées au sein des populations montrent que la probabilité de contracter un cancer augmente en raison d’une exposition au rayonnement ionisant. La dose équivalente d’1 Sv absorbée au cours d’une mission sur mars de 860 jours au total augmenterait ainsi le risque de cancer de 5% d’après le SwRI. Actuellement, l’augmentation maximale admissible du risque auquel est exposé un astronaute de la Nasa lors de ses missions à proximité de la Terre (dans l’orbite terrestre basse) est de 3%. Aucune valeur limite pour les vols spatiaux n’a encore été définie. Cependant, la Nasa s’emploie actuellement à fixer les limites autorisées en collaboration avec l’Institut de médecine des Académies nationales américain.

Don Hassler, du SwRi, explique que les mesures seront poursuivies. «L’observation des conséquences des éruptions solaires et les conditions à des instants différents du cycle du soleil continuent de nous fournir des informations précieuses pour les vols spatiaux habités.» Ainsi, les mesures recueillies ne sont pas seulement utiles à la recherche spatiale, mais elles peuvent également fournir aux chercheurs des réponses à la question de savoir si les conditions favorables à la vie ont déjà été réunies sur Mars.