Le voyage vers Mars représente un défi majeur, notamment en raison de l’exposition aux radiations cosmiques. Une nouvelle étude met en lumière les contraintes liées à la protection des astronautes lors de ces missions de longue durée.
L’exposition aux rayonnements ionisants est un facteur limitant crucial. La dose totale admissible pour un astronaute durant un voyage spatial est estimée à environ 1 Sievert (1 SV) pour des raisons de santé. Une dose de 100 mSv par an est le seuil minimal où une augmentation du risque de cancer devient clairement identifiable. Une exposition cumulative de 1000 mSv (1 Sievert) pourrait entraîner un cancer mortel chez environ 5% des personnes exposées, plusieurs années après l’exposition.
Malgré les préparatifs pour les voyages martiens, une étude récente souligne la nécessité d’une protection adéquate et d’une durée de mission optimisée, incluant un séjour de deux ans sur Mars.Le moment choisi pour la mission joue un rôle déterminant. Les scientifiques suggèrent paradoxalement que le moment idéal pour quitter la Terre serait pendant le pic d’activité solaire, appelé maximum solaire.
Des recherches menées par des scientifiques de plusieurs institutions ont analysé les effets des rayonnements solaires intenses et des rayonnements provenant de galaxies lointaines, considérés comme les principaux obstacles aux voyages vers Mars.
contrairement à la Terre, Mars ne possède pas un champ magnétique protecteur puissant ni une atmosphère suffisamment dense. Cela expose sa surface à une quantité de rayonnements spatiaux 40 à 70 fois supérieure à celle de la Terre, soit environ 150 à 300 mSV par an. À titre de comparaison, une radiographie pulmonaire expose à une dose d’environ 0,02 mSV.
Dans l’espace interplanétaire, l’intensité des rayonnements est encore plus élevée, environ 1,5 à 2 fois supérieure. Une exposition prolongée à ces rayonnements pourrait être dangereuse, voire fatale. Les agences spatiales doivent donc planifier soigneusement les expéditions habitées vers Mars.
## Le rayonnement solaire, un bouclier paradoxal
L’étude propose des recommandations, notamment sur le moment opportun pour lancer ces missions. Contre toute attente, les scientifiques recommandent de planifier les voyages pendant le maximum solaire.L’activité solaire accrue dévie une grande partie du rayonnement cosmique particulaire de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire.
De plus,le rayonnement solaire arrive dans l’espace interplanétaire par vagues plus courtes. lors des éruptions solaires, les astronautes peuvent se réfugier temporairement dans des zones du vaisseau spatial dotées d’une protection renforcée.
Avec les technologies spatiales actuelles, un voyage aller-retour vers Mars pourrait durer moins de deux ans, ce qui maintiendrait l’exposition des astronautes aux rayonnements dans des limites acceptables. la protection contre les rayonnements et le calendrier seront essentiels pour assurer la sécurité des premiers explorateurs interplanétaires.Le trajet Terre-Mars prendrait environ neuf mois avec les vaisseaux spatiaux actuels. Selon le moment du départ et la disponibilité du carburant sur Mars, une mission humaine pourrait atteindre la planète et revenir sur Terre en moins de deux ans.
## Un blindage anti-radiation trop massif peut être contre-productif
Les calculs des scientifiques montrent qu’il serait plus facile de protéger un vaisseau spatial contre les particules émises par le soleil. Cependant, c’est précisément pendant le maximum solaire que les particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire sont souvent déviées par l’activité solaire accrue.Le danger des particules de haute énergie provenant de l’espace interstellaire réside dans le fait que leur impact sur la coque du vaisseau spatial provoque un rayonnement secondaire, principalement sous forme de neutrons ou de noyaux d’hélium (particules alpha), qui est tout aussi dangereux. Même avec une coque épaisse faite de matériaux conventionnels, le blindage ne suffit pas. Au contraire, il aggrave la situation, car le rayonnement secondaire créé dans la coque est excessif.
> « Le rayonnement spatial impose des restrictions strictes sur le poids d’un vaisseau spatial, sur le moment du départ et pose d’autres problèmes technologiques pour les missions humaines sur Mars. Pourtant, une telle mission est possible dans le cadre de la santé humaine », affirme un expert en physique spatiale.
Les chercheurs recommandent des missions d’une durée maximale de quatre ans. Un séjour de deux ans sur Mars entraînerait une dose totale d’environ 0,4 SV,et les deux trajets d’environ 0,6 SV,soit la dose maximale admissible pour un astronaute au cours de sa carrière (1 SV).
Des modèles physiques ont été élaborés pour simuler l’impact des rayonnements sur les passagers,y compris les effets sur divers organes.
La modélisation a révélé qu’une coque de vaisseau spatial en aluminium relativement épais (environ 20 grammes par centimètre carré) pourrait protéger les astronautes des rayonnements. Cependant, une épaisseur excessive pourrait augmenter la quantité de rayonnement secondaire. La limite au-delà de laquelle une augmentation de l’épaisseur du blindage en aluminium devient contre-productive se situe à environ 30 grammes de matériau par centimètre carré de surface de la coque.
Une meilleure solution serait une couche d’eau plus épaisse autour du vaisseau spatial (les particules galactiques entrant en collision avec les atomes d’hydrogène produisent un minimum de rayonnement secondaire) ou un système de protection électromagnétique.
Rayonnement cosmique est un flux de particules à haute énergie provenant de l’espace. Il peut s’agir, par exemple, de protons, d’électrons, de noyaux d’atomes et d’autres particules chargées électriquement, appelées ions. Ces particules peuvent être très énergétiques et endommager les tissus vivants, l’électronique et d’autres matériaux.
il existe deux principaux types de rayonnement cosmique pertinents pour les vols spatiaux :
Rayonnement solaire (SCR) – Ce rayonnement provient du Soleil, en particulier lors des éruptions solaires, lorsque le Soleil éjecte un grand nombre de particules en même temps.
Rayonnement cosmique galactique (GCR) – Ce rayonnement provient de l’extérieur du système solaire, de notre galaxie. il s’agit d’un flux constant de particules à très haute énergie. Les deux types de rayonnement présentent un risque pour les astronautes, mais ont des propriétés légèrement différentes et nécessitent des approches de protection différentes.
Mesures de protection : La nécessité d’utiliser un blindage (les meilleurs sont les murs d’eau, le régolithe martien), de planifier les missions en tenant compte de la phase d’activité solaire et l’utilisation possible d’espaces souterrains sur Mars.
Deux principaux types de rayonnements dangereux dans l’espace sont le rayonnement cosmique solaire (SCR) et le rayonnement cosmique galactique (GCR). L’intensité de chacun dépend de la force de l’activité solaire. La probabilité et l’intensité du SCR sont les plus élevées pendant le maximum solaire et les plus faibles pendant le minimum solaire.
> « D’autre part, l’activité ou l’intensité du rayonnement cosmique galactique est la plus faible dans les six à douze mois suivant le pic d’activité solaire », explique un expert.
Les fenêtres de lancement les plus courtes pour rejoindre Mars se présenteront en 2030 et 2050, ce qui correspond aux périodes de maximum solaire souhaitées. pour un blindage optimal d’une épaisseur de 30 g/cm², la dose globale efficace de rayonnement est de 0,5 SV après 1,9 ans. La limite de dose de carrière d’un astronaute de 1 SV serait atteinte après 3,8 ans.
Défis et Solutions pour les Voyages Spatiaux : Protéger les Astronautes du Rayonnement
Table of Contents
le voyage vers Mars représente un défi majeur, notamment en raison de l’exposition aux radiations cosmiques. Cet article explore les enjeux et les solutions pour protéger les astronautes lors de ces missions de longue durée.
Comprendre les risques du Rayonnement
L’exposition aux rayonnements ionisants est un facteur limitant crucial. Les astronautes sont exposés à deux principaux types de rayonnement : le rayonnement solaire (SCR) et le rayonnement cosmique galactique (GCR). Mars, dépourvue d’un champ magnétique protecteur puissant et d’une atmosphère dense, expose sa surface à des rayonnements spatiaux 40 à 70 fois supérieurs à ceux de la Terre.
Optimiser le Calendrier : Le Paradoxe du Maximum Solaire
les scientifiques recommandent de planifier les voyages pendant le maximum solaire. L’activité solaire accrue dévie une grande partie du rayonnement cosmique galactique, protégeant ainsi des particules de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire.
La Durée de la Mission : Trouver l’Équilibre
une mission optimale inclurait un séjour de deux ans sur Mars.
Le trajet Terre-Mars prendrait environ neuf mois avec les vaisseaux spatiaux actuels, ainsi, selon le calendrier, une mission pourrait durer moins de deux ans. Il est essentiel d’équilibrer durée de mission et protection contre les rayonnements.
les chercheurs recommandent des missions d’une durée maximale de quatre ans pour respecter la dose maximale admissible de 1 SV.
Le Blindage : Trouver le Juste milieu
Un blindage trop épais peut être contre-productif. Une coque en aluminium épaisse (environ 20 g/cm²) peut protéger les astronautes, mais une épaisseur excessive augmente le rayonnement secondaire. La limite se situe à environ 30 g/cm².
des solutions alternatives incluent une couche d’eau plus épaisse ou un système de protection électromagnétique.
Tableau Récapitulatif
| Aspect | Description |
| —————— | ———————————————————————————————————————————————- |
| Types de Rayonnement | Rayonnement Solaire (SCR) et Rayonnement Cosmique Galactique (GCR) |
| Mars vs Terre | 40 à 70 fois plus de rayonnements sur Mars |
| Moment Idéal | Maximum solaire pour dévier le GCR |
| Durée de la Mission | Missions de moins de 2 ans ou jusqu’à 4 ans pour rester dans les limites de dose (1 SV) |
| Protection | Blindage approprié (eau, régolithe martien), planification de la mission pendant le maximum solaire, utilisation d’espaces souterrains sur Mars |
FAQ
Quelle est la dose maximale de rayonnement admissible pour un astronaute ?
1 Sievert (1 SV) au cours de sa carrière.
Quelle est l’importance du maximum solaire ?
Il dévie le rayonnement cosmique galactique, protégeant ainsi les astronautes.
Pourquoi un blindage trop épais est-il contre-productif ?
Il augmente le rayonnement secondaire.
Quelle est la durée optimale d’une mission martienne ?
Moins de deux ans à l’aller-retour pour une protection optimale.
Quels sont les principaux types de rayonnements dans l’espace ?
Rayonnement solaire (SCR) et rayonnement cosmique galactique (GCR).
