La Nasa envisage une forme d'hibernation des astronautes pendant leur voyage vers Mars

L'un des défis majeurs posés par une expédition humaine sur Mars est le nombre de ressources consommables à emporter pour les astronautes. Nourriture, eau, oxygène... Ces denrées nécessiteront pratiquement un lancement à elles seules. Une étude de SpaceWorks, financée par la Nasa, propose une alternative : placer l'équipage en hypothermie thérapeutique, le plongeant dans un profond sommeil pour la majorité du voyage.

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La Nasa envisage une forme d'hibernation des astronautes pendant leur voyage vers Mars

Lors du Congrès astronautique international 2014, la société de conseil en aérospatial SpaceWorks a présenté les résultats de son étude sur l'utilisation d'une forme de biostase pour réduire le coût d'une expédition humaine sur Mars. Financé par la division pour les concepts avancés innovatifs de la Nasa (NIAC), l'étude se concentre sur les avantages de placer les astronautes dans un état de sommeil profond, proche de l'hibernation, déclenché par un refroidissement contrôlé de leur température corporelle.

Le procédé employé, l'hypothermie thérapeutique, est connu du domaine médical depuis de nombreuses années, et est en usage régulier depuis 2003 dans les centres hospitaliers de pointe (typiquement pour éviter la mort dans des cas d'arrêts cardio-circulatoire). Il consiste à faire baisser la température du corps pour ralentir le métabolisme, réduisant fortement le besoin en oxygène des cellules.

Typiquement, l'hypothermie est modérée (entre 32 et 34°C) et ne dure que deux jours tout au plus, mais l'étude de SpaceWorks s'appuie sur les résultats de chercheurs chinois qui auraient démontré la viabilité d'une hypothermie durant jusqu'à deux semaines. Dans la procédure proposée par SpaceWorks, la baisse de température serait très progressive, de l'ordre de 0,6°C par heure pendant 6 heures. Elle serait induite par un système intranasal, similaire au RhinoChill développé par l'entreprise Benechill. L'avantage par rapport à un refroidissement externe : pas de risques de frissons ni de dégâts tissulaires. La phase de réchauffement serait initiée simplement en arrêtant le système de refroidissement (un réchauffement d'urgence par conduction ou convection serait également disponible), et prendrait entre deux et huit heures suivant les cas.

La durée des voyages vers Mars variant entre trois et six mois, une stase durant l'intégralité du voyage n'est pas envisageable pour le moment. L'un des cas de figure proposé verrait les astronautes veiller sur le véhicule et leurs camarades à tour de rôle. L'alimentation des membres d'équipage en stase se ferait par voie intraveineuse centrale (nutrition parentérale) à l'aide de pompes pour réguler l'administration régulière du mélange nutritif en micro-pesanteur.

L'intérêt économique d'un tel système est évident : un habitat plus petit pour l'équipage et nécessitant moins de ressources (eau, nourriture, oxygène) représenterait une économie allant de 85 à 150 tonnes de masse initiale en orbite terrestre basse (IMLEO) suivant la méthode de propulsion choisie (nucléaire ou chimique). L'autre argument avancé pour l'utilisation d'une biostase est psychologique. De longues phases de sommeil seraient préférable à un état de veille normal pour de longs séjours dans un espace confiné.

Reste le problème majeur de l'atrophie musculaire et surtout de la perte de densité osseuse lors de séjours prolongés en micro-pesanteur, sur lequel la Nasa travaille depuis déjà 50 ans. Les recherches au fil des ans ont démontré qu'un savant mix de contrôle nutritionnel et d'exercice pouvait limiter les dégâts. SpaceWorks envisage une stimulation musculaire à base d'impulsions électriques de faible intensité administrées à intervalles réguliers pour mitiger l'impact de l'inactivité sur les muscles, mais elle n'aurait pas d'impact sur la baisse de densité osseuse inhérente à la micro-pesanteur. La réponse pourrait être un concept d'habitat tournant sur lui-même pour créer une pesanteur artificielle.

Evidemment, de plus amples recherches sont nécessaires pour s'assurer de la viabilité de ce concept, mais les ingénieurs de SpaceWorks semblent confiants. Le document complet présenté par SpaceWorks peut être consulté ici.

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