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Un “écran solaire spatial” pour protéger les astronautes des radiations

Crédits : NASA / JPL-Caltech

Un nouveau biomatériau conçu par des chercheurs américains pourrait, à terme, protéger les astronautes contre les rayonnements nocifs dans le cadre des missions martiennes.

Un environnement très inhospitalier

Si l’on met de côté les défis techniques inhérents à un voyage habité vers Mars, se posent inévitablement les problèmes de rayonnement. Citons principalement les ultraviolets et les rayons gamma, produits par le Soleil, ou les rayons cosmiques provenant de l’espace interstellaire.

Sur Terre, nous sommes à l’abri de ces attaques nocives grâce à notre atmosphère épaisse. C’est pourquoi, au cours de notre évolution, nous n’avons pas développé de moyens nous permettant de nous en protéger. Sur Mars, où l’atmosphère est très fine, c’est une autre histoire. Et forcément, nos corps ne sont pas du tout préparés.

« Les doses de rayonnement accumulées dans l’espace interplanétaire seront plusieurs centaines de fois supérieures aux doses accumulées par l’Homme sur la même période sur Terre, et plusieurs fois supérieures aux doses d’astronautes et de cosmonautes travaillant à bord de l’ISS », expliquait récemment Jordanka Semkova, de l’Académie bulgare des sciences.

La science tente encore de comprendre les effets des rayons cosmiques sur l’organisme. Toutefois, nous savons déjà que ces derniers pourraient affecter nos cellules et mener au développement de cancers.

Une expérience menée en 2015 a également souligné que ces rayonnements pouvaient impacter le cerveau. D’autres simulations, faites sur des souris, ont de leur côté suggéré que les voyages dans l’espace pourraient gravement endommager les tissus gastro-intestinaux des astronautes.

Si nous devons nous rendre sur la planète rouge, et la NASA y pense déjà, il sera donc nécessaire d’imaginer de nouveaux moyens de protection. Et pour cause, les contre-mesures plus “traditionnelles” – telles que l’utilisation d’eau ou de plomb – ont tendance à être lourdes, ce qui augmentera considérablement les coûts de ces futures missions dans l’espace lointain.

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Illustration d’un rover pressurisé développé par la NASA dans le cadre des futures missions sur Mars. Crédits : NASA

Un biomatériau à base de mélanine “transformée”

Nathan Gianneschi et son équipe de la Northwestern University à Evanston (Illinois, États-Unis) se penchent depuis plusieurs années sur le développement d’une “crème solaire de l’espace” à base de mélanine.

Nous connaissons tous ces pigments naturels. Ce sont eux qui, entre autre fonctions, fournissent aux humains leurs teintes de peau et de cheveux, et qui nous protègent des rayons ultraviolets du Soleil.

Les mélanines animales se divisent en deux formes principales : l’eumélanine et la phéomélanine. La première est responsable des couleurs foncées, comme celles de la peau et des cheveux, tandis que la phéomélanine, qui contient l’élément soufre, a tendance à proposer des teintes rougeâtres.

Il faut également savoir que phéomélanine absorbe beaucoup plus efficacement les rayons X que l’eumélanine. Sachant cela, les chercheurs ont travaillé sur de la phéomélanine dérivée de plumes de coq dans le but de rendre ce pigment encore plus protecteur.

Dans le cadre de ces travaux, ils ont remplacé le soufre par du sélénium, un élément connu pour jouer un rôle dans la prévention du cancer chez les organismes. Ce faisant, ils ont créé la “sélénomélanine”.

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La planète Mars. Crédits : ESA / DLR / FU Berlin / Justin Cowart

Des résultats encourageants

Au cours d’expériences menées en laboratoire, des cellules cutanées traitées à la sélénomélanine ont alors ignoré des doses de rayons X qui, autrement, auraient été mortelles pour un être humain. La sélénomélanine, absorbée dans les cellules, formait en effet ce que les chercheurs appellent des “microparasols”, protégeant ainsi leur noyaux des cellules, où l’ADN est stocké.

De plus, des tests supplémentaires ont montré que des bactéries modifiées nourries de sélénium pouvaient elles aussi produire de la sélénomélanine. Pour les chercheurs, cela signifie que la substance peut être fabriquée directement dans l’espace. Ce qui, là encore, serait très pratique dans le cadre de missions martiennes.

Évidemment, cette nouvelle substance devra encore être testée sur des êtres humains, puis directement dans l’espace, dans le but d’évaluer son degré de protection. En cas de succès, elle pourrait alors directement intégrer les vêtements et les combinaisons spatiales des astronautes.