Il y a un manque inquiétant d'hibernation dans nos plans de navigation spatiale. Si jamais nous trouvons une sorte d'hibernation, pouvons-nous en profiter pour nous débrouiller avec des vaisseaux spatiaux plus petits?
L'Agence spatiale européenne (ESA) s'efforce de répondre à cette question.
L'ESA a ce qu'elle appelle une «équipe thématique» travaillant sur l'hibernation humaine. L’équipe thématique travaille sous l’égide de l’équipe des concepts avancés, qui étudie les idées et les technologies qui revêtent une importance à long terme pour les efforts spatiaux de l’ESA. C’est comme un groupe de réflexion qui soutient la recherche multidisciplinaire.
Si nous voulons un avenir où les missions en équipage sur d'autres planètes - ou peut-être d'autres systèmes solaires - sont une réalité, l'hibernation humaine en fera partie. Soit cela, soit un vaisseau spatial multi-générationnel, avec tous ses paramètres gourmands en ressources.
L'ESA affirme avoir «identifié l'utilisation contrôlée de la torpeur et de l'hibernation comme une technologie révolutionnaire pour les vols spatiaux humains». Ils spéculent également que l'abaissement du taux métabolique des astronautes lors de longs voyages spatiaux pourrait non seulement conserver l'air, l'eau et la nourriture, mais aussi réduire leur sensibilité aux dommages causés par les radiations.
L'ESA utilise son installation de conception simultanée (CDF), une installation multimédia qui permet à ses différentes équipes de travailler ensemble, pour examiner l'hibernation humaine pour un voyage vers une planète proche, probablement Mars. Les membres de l'équipe ont fait le point sur la technologie actuelle des voyages spatiaux pour une mission de cinq ans sur Mars qui envoie six astronautes sur la planète rouge et vice-versa. C'est la première fois qu'ils étudient l'impact que l'hibernation pourrait avoir sur la conception de la mission.
«Nous avons travaillé sur l'ajustement de l'architecture de l'engin spatial, sa logistique, sa protection contre les rayonnements, la consommation d'énergie et la conception globale de la mission», commente Robin Biesbroek du CDF.
Il y a beaucoup à penser. Divers films et livres de science-fiction ont exploré l'hibernation humaine, de sorte que la plupart d'entre nous peuvent nommer bon nombre des problèmes. Quels effets psychologiques y aura-t-il? Il serait sûrement choquant d'hiberner pendant une semaine, un mois, un an, encore plus longtemps, puis de se réveiller quelque part dans l'espace. Comment un être humain pourrait-il s'y préparer?
Et la sécurité? La science-fiction est jonchée de personnes qui se sont réveillées trop tôt, ou trop tard, de l'hibernation. Faible et vomissant, ou peut-être couvert d'une sueur froide, de nombreux protagonistes se sont réveillés au mauvais moment et ont trouvé leur vie bouleversée par un système d'hibernation défectueux.
Mais tout d'abord.
Comment la technologie d'hibernation, si nous pouvions la développer, affecterait-elle la conception des vaisseaux spatiaux?
«Nous avons examiné la meilleure façon de mettre une équipe d'astronautes en hibernation, que faire en cas d'urgence, comment gérer la sécurité humaine et même quel impact l'hibernation aurait sur la psychologie de l'équipe. Enfin, nous avons créé un premier croquis de l'architecture de l'habitat et créé une feuille de route pour parvenir à une approche validée d'hibernation des humains vers Mars d'ici 20 ans », a déclaré Biesbroek.
La première chose à noter est probablement la taille des modules d'habitation. Une équipe en hibernation pourrait utiliser un module hab beaucoup plus petit qu'une équipe éveillée, comme l'illustre cette image.
L'étude préliminaire a montré que la masse de l'engin spatial pouvait être réduite d'un tiers. L'équipage hibernait dans de petites nacelles qui serviraient de cabines pour l'équipage lorsqu'il était éveillé. L'élimination des consommables aiderait à éliminer plusieurs tonnes de masse.
L'étude portait sur une croisière de 180 jours vers Mars. Les astronautes devraient mettre de la graisse corporelle supplémentaire avant la mission et un médicament provoquerait leur hibernation, ou torpeur. Ils hibernaient à l'intérieur de leurs gousses sombres et refroidies, et lorsqu'ils se réveillaient, il y avait une période de récupération de 21 jours.
Le rayonnement est l'un des dangers les plus connus auxquels sont confrontés les astronautes lors de longs vols spatiaux. Les particules à haute énergie abondent dans l'espace et la protection de l'équipage est une préoccupation majeure. Mais parce que les membres d'équipage hiberneraient au même endroit, cela facilite la conception de la protection. Des blindages, tels que des réservoirs d'eau, pourraient être construits autour des nacelles.
L'hypothèse de base derrière l'hibernation humaine dans l'espace est construite autour de l'hibernation animale. Il existe deux types d'hibernateurs dans le règne animal: les hibernateurs obligatoires qui hibernent chaque année, quelles que soient la température ou les conditions; et les hibernateurs facultatifs qui hibernent en réponse aux facteurs de stress dans l'environnement. De nombreux types d'animaux hibernent, notamment les ours, les marsupiaux, les chauves-souris, certains rongeurs et certains écureuils.
«Depuis un certain temps, l'hibernation est proposée comme un outil révolutionnaire pour les voyages dans l'espace humain», explique Jennifer Ngo-Anh, chef d'équipe SciSpacE. «Si nous pouvions réduire le taux métabolique de base d'un astronaute de 75% - similaire à ce que nous pouvons observer dans la nature avec de grands animaux en hibernation tels que certains ours - nous pourrions nous retrouver avec des économies de masse et de coûts substantielles, faisant des missions d'exploration de longue durée plus faisable. "
C’est quand même un gros si. L'hibernation de l'ours est encore quelque peu mystérieuse. Ils recyclent leurs protéines et leur urine en hibernant. Et ils peuvent hiberner jusqu'à 7 mois sans perdre de masse osseuse. D'autres animaux en hibernation interrompent leur torpeur avec des périodes de température et de fréquence cardiaque plus typiques appelées excitations euthermiques. Comment tout cela serait géré chez l'homme, une espèce qui n'hiberne pas naturellement, est inconnue.
Il existe cependant une certaine prémisse pour l'hibernation humaine, et cela vient de la médecine moderne.
"Et l'idée de base de mettre les astronautes en hibernation de longue durée n'est en fait pas si folle: une méthode largement comparable a été testée et appliquée en tant que thérapie chez les patients souffrant de traumatismes en soins intensifs et ceux devant subir des chirurgies majeures pendant plus de deux décennies", a déclaré Ngo-Anh. «La plupart des grands centres médicaux ont des protocoles pour induire l'hypothermie chez les patients afin de réduire leur métabolisme pour gagner du temps, ce qui maintient les patients en meilleure forme qu'ils ne le seraient autrement.»
Les chercheurs ne partent donc pas de zéro. Ils ont au moins un point de départ, c'est à cela que servent ces types de groupes de réflexion.
"Nous avons l'intention de continuer sur cette lancée à l'avenir, en recherchant les voies cérébrales qui sont activées ou bloquées lors de l'initiation de l'hibernation, en commençant par les animaux et en passant par les gens", a conclu Ngo-Anh.
Plus:
- Communiqué de presse: Les astronautes en hibernation auraient besoin de plus petits vaisseaux spatiaux
- ESA: équipe des concepts avancés; Bioingénierie: hibernation
- JSTOR Daily: Les mystères de l'hibernation
