Les dangers pour la santé du voyage dans l'espace

Tourisme spatial? Pourquoi pas? Voir le monde comme vous ne l'avez jamais vu auparavant. Avec au moins 700 personnes inscrites pour des voyages commerciaux et des scientifiques qui cherchent à vivre sur Mars, l'impossible devient réel.
Les débris spatiaux constituent un réel danger, mais les urgences ne sont pas le seul problème de santé.

Y a-t-il des dangers? Bien sûr.

Comme l’a dit un chercheur: «L’espace est un environnement impitoyable qui ne tolère pas les erreurs humaines ni les défaillances techniques».

Interrogez la plupart des gens sur les dangers de l’espace, et des situations d’urgence majeures viendront à l’esprit: se perdre, mal fonctionner, être frappé par des météorites.

L’astronaute Chris Hadfield, qui a passé du temps sur la Station spatiale internationale (ISS), a déclaré qu’il n’était pas rare d’être frappé par une météorite. C'est un rappel, dit-il dans une vidéo pour le BBC, que "vous êtes en fait dans une bulle d'aluminium".

Et loin de chez soi.

Les engins spatiaux doivent être constitués de matériaux capables de fonctionner en microgravité dans l'espace, mais ils peuvent également résister à l'accélération 3G nécessaire pour décoller.

Ils ont besoin de protection contre les météorites, les vents solaires et les débris artificiels des entreprises humaines précédentes. L'ISS, voyageant à près de 17 000 miles à l'heure, est sensible aux grains de la taille d'une poussière.

Une crevaison sur le corps d'un vaisseau spatial provoquerait le vide à l'extérieur pour aspirer tout et tout le monde.

La coque en aluminium de chaque module de l'ISS est recouverte d'une "couverture" de 10 pouces d'épaisseur constituée de couches de Kevlar, de tissus céramiques et d'autres matériaux avancés. Le Kevlar est le matériau utilisé dans les gilets pare-balles.

Mais même si la sécurité des véhicules à 100% pouvait être garantie, qu'en est-il des pressions quotidiennes sur le corps humain? Quels sont les dangers auxquels les voyageurs spatiaux sont confrontés et comment peuvent-ils être surmontés?

Marcher dans les airs: la vie sans gravité

La gravité affecte, entre autres, la circulation sanguine et le système musculo-squelettique. Selon Richard Setlow, dans un article publié par l’Organisation européenne de biologie moléculaire (EMBO), les effets de la microgravité pourraient empêcher les astronautes et leurs corps d’exercer les fonctions nécessaires dans l’espace.

Sur Terre, notre système cardiovasculaire est conçu pour pomper le sang des pieds et le distribuer à toutes les parties du corps.

Dans l'espace, sans gravité, le système est moins efficace. Le sang monte vers la poitrine et la tête, rendant le visage gonflé et augmentant le risque d'hypertension. À mesure que l'apport d'oxygène devient moins efficace, le fonctionnement des organes peut être entravé. Il existe un risque accru d'arythmie cardiaque et d'atrophie.

• Les astronautes peuvent perdre jusqu'à 20% de leur masse musculaire sur les vols spatiaux de 5 à 11 jours
• La séparation des vertèbres peut ajouter 2 pouces à la taille d'une personne
• Les astronautes peuvent perdre 1,5% de la masse osseuse par mois, soit 10% sur 6 mois.

N'ayant pas à lutter contre la gravité, les muscles commencent à se gâter, en particulier les muscles antigravitaires: les muscles du mollet, les quadriceps et les muscles soutenant le dos et le cou.

Il existe un risque de tendinite et d'accumulation de graisse. La perte de force peut également nuire à la capacité de mener à bien toute activité intense qui pourrait être nécessaire en cas d’urgence lors du retour sur Terre.

La perte de force musculaire et la séparation des vertèbres contribuent à l'allongement de la colonne vertébrale, entraînant des maux de dos.

L'os est un tissu vivant, dynamique, auto-réparateur et en constante régénération. L'environnement spatial inhibe ce processus, entraînant une perte de masse osseuse et des modifications de la composition osseuse.

La NASA rapporte que les astronautes ont beaucoup plus de calcium dans leur sang lors des vols spatiaux. Dans le même temps, il y a une diminution de la densité osseuse ou de la masse osseuse. Les astronautes de la station spatiale Mir ont signalé des pertes allant jusqu’à 20%.

À leur retour sur Terre, ils courent un risque accru de fractures. La masse osseuse peut prendre 3 à 4 ans pour reprendre et la récupération totale est peu probable.

Pour contrer ces attaques sur les systèmes cardio-vasculaire et musculo-squelettique, les astronautes doivent exercer 2,5 heures par jour, 6 jours par semaine.

Récemment, une équipe de souris a été envoyée à l'ISS dans le cadre de recherches sur les facteurs responsables du gaspillage osseux et musculaire. Les résultats pourraient fournir des indices sur les maladies qui impliquent une perte osseuse et musculaire sur Terre.

L'année dernière, Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté le test dans l'espace d'une nouvelle thérapie de croissance osseuse, une molécule de formation osseuse appelée NELL-1.

À l'avenir, la gravité artificielle pourrait aider à prévenir les problèmes liés à la microgravité.

Les propositions précédentes incluaient un vaisseau spatial rotatif qui générerait sa propre gravité, mais pour bien fonctionner, il devrait avoir au moins 900 mètres de diamètre. Créer de la gravité par accélération nécessiterait des quantités excessives de carburant.

Une suggestion consiste à générer de faibles niveaux d'accélération sur une période plus longue en utilisant un système de propulsion impliquant des champs électromagnétiques, éliminant ainsi le besoin de combustion chimique ou de carburant.

Rayonnement et rayons cosmiques

Les astronautes font face à une chaleur extrême et à un froid extrême, allant de moins 200 ° F à plus 250 ° F. Les combinaisons spatiales protègent contre la chaleur et le froid et le vide de l'espace.

Le voyage dans l'espace implique également des niveaux extrêmes de rayonnement.

Le rayonnement est mesuré en millisieverts (mSv). Sur Terre, 2,4 mSv est normal. Au-dessus de 100 mSv, le cancer est probable. Les personnes sur l'ISS font face à des niveaux de 200 mSv et les niveaux de rayonnement interplanétaires sont d'environ 600 mSv. Les chercheurs pensent que le voyage vers Mars pourrait entraîner un risque de cancer de 30%.

Les rayons cosmiques, ou noyaux de rayons cosmiques ionisants à haute énergie (HZE), sont une forme de rayonnement spatial, contrairement à tout type de rayonnement sur Terre.Ils n'atteignent jamais la Terre, étant absorbés par l'atmosphère ou déviés par le champ magnétique terrestre.

Setlow les appelle "les restes d'étoiles qui s'effondrent et les explosions de supernova qui ont été jetées dans l'espace".

On pense que les rayons cosmiques provoquent les éclairs blancs que les astronautes voient parfois quand ils ferment les yeux.

Les scientifiques ont produit des noyaux HZE sur Terre et étudient leurs effets sur le matériel biologique.

Une particule, disent-ils, a le pouvoir de charger à travers les tissus humains et de détruire l'ADN, ce qui augmente le risque de mutations et de cancers. Le rayonnement cosmique peut également causer des troubles du système nerveux central.

La combinaison des effets avec ceux de la gravité est plus difficile à prévoir.

L'ISS, en orbite autour de l'ionosphère terrestre, est suffisamment protégé par ses parois épaisses, qui empêchent les rayonnements de passer.

Cependant, les engins spatiaux se déplaçant au-delà des frontières actuelles nécessiteront de nouveaux matériaux pour les protéger contre les rayonnements.

Setlow explique que les métaux, y compris le plomb et l’aluminium, feraient de mauvais blindages dans les espaces plus profonds et qu’ils seraient lourds. Il prévoit l'utilisation d'eau ou de plastique à l'avenir. D'autres suggestions incluent un écran plasma, confiné par un champ magnétique, pour réduire l'énergie des particules entrantes.

Les microbes et le système immunitaire

Tout groupe de personnes partageant un logement limité produira et partagera des bactéries. Les astronautes suivent donc des règles d'hygiène strictes, échantillonnent régulièrement les insectes et suivent des processus rigoureux de filtrage et de désinfection.

Dans le vaisseau spatial Mir, les scientifiques ont identifié 234 espèces microbiennes pouvant entraîner des infections. Un rapport suggère que les champignons, les bactéries et les micro-organismes de la peau humaine sont communs sur l'ensemble de l'ISS, mais aucun agent pathogène susceptible de provoquer une maladie grave n'a été signalé.

En outre, le vol spatial a été associé à une dysrégulation immunitaire, ce qui rend particulièrement nécessaire la nécessité de limiter les agents pathogènes potentiels.

La NASA rapporte que les changements dans le système immunitaire, y compris le comportement des cellules T, se produisent plus rapidement dans l'espace. Cela peut modifier le fonctionnement du système immunitaire. Une diminution de l'activation des lymphocytes T et une production rapide de cellules ont été observées chez les astronautes.

Sans réponses immunitaires appropriées, les virus dormants peuvent se réactiver. Un herpès latent peut apparaître et des éruptions cutanées sont fréquentes.

Les déficiences cutanées sont un problème courant lors des missions spatiales. Les recherches ont montré un amincissement de la peau pouvant atteindre 15% chez certains astronautes, mais aussi une augmentation du collagène, ce qui pourrait avoir un effet "anti-âge".

Brian Crucian, PhD, et expert en études biologiques et immunologie à la NASA, a déclaré:

«Le système immunitaire est probablement altéré par de nombreux facteurs associés à l’environnement global. Des facteurs tels que le rayonnement, les microbes, le stress, la microgravité, l’altération des cycles du sommeil et l’isolation pourraient avoir un effet sur le missions spatiales profondes, il pourrait éventuellement augmenter le risque d'infection, d'hypersensibilité ou de problèmes auto-immunes pour les astronautes d'exploration. "

Le processus dans l'espace reflète celui du vieillissement, selon la NASA, qui a suggéré d'utiliser les conditions de microgravité pour étudier le vieillissement des cellules.

Mal des transports

Tous les astronautes prennent des médicaments contre le mal des transports pour éviter le danger immédiat de tomber malade et de s'étouffer avec leurs propres vomissements. Mais le vomissement n'est pas le seul problème.

La perturbation du mouvement peut causer des problèmes sensorimoteurs, tels que la désorientation, qui peuvent nuire à la capacité de fonctionner et au contrôle de l'engin spatial.

La désorientation peut affecter la vision, la cognition, l'équilibre et le contrôle moteur. Les astronautes peuvent également perdre la conscience de l'endroit où se trouvent leurs membres, en raison de l'incapacité du corps à détecter les mouvements à l'intérieur des articulations. Ce type de conscience est connu sous le nom de proprioception.

Les astronautes reçoivent donc une formation sur des techniques telles que l’orientation du mouvement, l’aptitude spatiale et l’aptitude à la marche, afin d’éviter les erreurs d’espace pouvant entraîner des dommages ou des dysfonctionnements.

MNT ont récemment fait état de recherches suggérant que les caractéristiques génétiques pourraient rendre certaines personnes plus susceptibles d'avoir des troubles de la vision dans l'espace.

Santé comportementale et psychologique

Partager un petit espace avec un groupe restreint de personnes pendant plusieurs mois peut être difficile. Ajoutez à cela le stress et les dangers du voyage dans l'espace, et la santé comportementale, sociale et psychologique devient cruciale.

Vivre dans l'espace risque de perturber les rythmes circadiens et les habitudes de sommeil.

L’équipe Facteurs humains et performance de l’Institut national de recherche biomédicale spatiale (NSBRI) travaille avec les astronautes sur l’équilibre de la lumière, du réveil et du repos au travail afin d’assurer une performance maximale et de minimiser les erreurs.

L'équipe des facteurs neurocomportementaux et psychosociaux du NSBRI vise également à protéger la santé psychologique et à prévenir les crises avant qu'elles ne surviennent.

L'équipe fournit une formation spécifique sur les compétences en communication, la résolution de problèmes et l'élaboration de stratégies et d'interventions. Des thérapies pharmacologiques sont également proposées, par exemple pour aider les gens à dormir.

MNT précédemment signalé sur le problème de dormir suffisamment en voyageant ou travaillant dans l'espace.

Le processus de sélection aborde ces problèmes rapidement en prenant des mesures pour assurer la compatibilité entre les autres voyageurs.

Nutrition

Étant donné le stress de vivre dans un environnement spatial, une alimentation saine est une priorité absolue.

Décrivant la nourriture consommée par l'équipage dans une navette spatiale, la NASA dit:

"Les types d'aliments que mangent les astronautes de la navette spatiale ne sont pas des concoctions mystérieuses, mais des aliments préparés sur Terre, dont beaucoup sont disponibles dans le commerce sur les étagères des épiceries."

Les astronautes de l'ISS mangent trois repas par jour: le petit-déjeuner, le déjeuner et le dîner, et les aliments ressemblent à ceux de la Terre: poulet, fruits de mer, brownies, etc.

Certains restent dans leurs formes naturelles, comme les fruits et les noix, tandis que d'autres sont réhydratés.

Les nutritionnistes veillent à ce que le régime alimentaire des astronautes fournisse un apport équilibré de vitamines et de minéraux et à ce que les besoins caloriques individuels soient satisfaits, par exemple 1 900 calories par jour pour une petite femme, 3 200 calories par jour pour un homme.

En 2015, l'équipage de l'ISS a récolté sa première récolte d'aliments frais cultivés à la maison, une récolte de laitue rouge de type romaine connue sous le nom de "salade".

On espère que ce sera le premier d’une variété de cultures à être cultivées, d’abord sur l’ISS et finalement sur Mars.

Prendre soin de la santé des astronautes: l'ISS et au-delà

Que se passe-t-il si un astronaute tombe malade sur une station spatiale ou plus loin? L'équipage doit savoir prendre soin d'eux-mêmes et des autres si les choses tournent mal. Même la chirurgie ne peut être exclue.

L'équipe des technologies et systèmes médicaux intelligents de NSBRI travaille sur des systèmes médicaux intelligents et intégrés pour aider à fournir des soins de santé de qualité pendant les vols spatiaux et l'exploration.

Ces versions spécialement adaptées de mHealth rassembleront des données sur la santé et aideront à répondre aux besoins médicaux dans l’espace, contribuant ainsi au diagnostic, à la surveillance et au traitement. MNT récemment rapporté sur les applications de santé mobile ici sur Terre.

Les systèmes doivent être petits, peu puissants, non invasifs, polyvalents et hautement automatisés.

Les solutions vont des dispositifs offrant une formation juste à temps aux collègues à un "laboratoire sur puce" qui mesure les globules rouges et blancs en vol, à un dispositif d'échographie thérapeutique capable de traiter diverses conditions, telles que: comme une hémorragie interne non contrôlée et une obstruction induite par les calculs rénaux.

Les voyages dans l’espace sont dangereux et nous ne savons pas encore beaucoup de choses.

Mais les progrès incessants de la technologie et de l’expertise ont déjà permis d’atteindre une portée inimaginable il ya 70 ans.

À mesure que la curiosité humaine et la quête insatiable de nouvelles ressources et de ressources supplémentaires pousseront nos horizons plus loin, les dangers et les solutions permettant de les surmonter évolueront.

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