Des problèmes médicaux qui pourraient mettre un terme à l'exploration de l'espace lointain

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Si tel est le cas, nous vous proposons de vous familiariser avec une sélection des 20 problèmes de santé les plus probables auxquels les pionniers de l'ère de la colonisation spatiale humaine devront faire face (si nous ne les résolvons pas avant ce moment).

Problèmes de coeur

La recherche médicale occidentale et l'observation de 12 astronautes ont montré qu'avec une exposition prolongée à la microgravité, le cœur humain devient sphérique de 9,4% plus fort, ce qui peut à son tour causer divers problèmes avec son travail. Ce problème peut devenir particulièrement urgent lors de longs voyages spatiaux, par exemple vers Mars.

"Le cœur dans l'espace fonctionne différemment de ce qu'il fait dans les conditions de gravité terrestre, ce qui peut à son tour entraîner une perte de masse musculaire", a déclaré le Dr James Thomas de la NASA.

"Tout cela aura de graves conséquences après le retour sur Terre, nous recherchons donc actuellement des moyens possibles d'éviter ou au moins de réduire cette perte de masse musculaire."

Les experts notent qu'après son retour sur Terre, le cœur retrouve sa forme d'origine, mais personne ne sait comment l'un des organes les plus importants de notre corps se comportera après de longs vols. Les médecins sont déjà au courant de cas où des astronautes de retour ont ressenti des étourdissements et une désorientation. Dans certains cas, il y a un changement brusque de la pression artérielle (il y a une forte diminution), surtout lorsqu'une personne essaie de se lever. De plus, certains astronautes souffrent d'arythmies (rythmes cardiaques anormaux) pendant les missions.

Les chercheurs notent la nécessité de développer des méthodes et des règles qui permettront aux voyageurs de l'espace lointain d'éviter ce type de problèmes. Comme indiqué, de telles méthodes et règles pourraient être utiles non seulement pour les astronautes, mais aussi pour les gens ordinaires sur Terre - ceux qui souffrent de problèmes cardiaques, ainsi que ceux à qui le repos au lit est prescrit.

À l'heure actuelle, un programme de recherche de cinq ans a commencé, dont la tâche sera de déterminer le niveau de l'impact de l'espace sur l'accélération du développement de l'athérosclérose (une maladie des vaisseaux sanguins) chez les astronautes.

Ivresse et troubles mentaux

Bien qu'une enquête anonyme menée par la NASA ait dissipé les soupçons de consommation fréquente d'alcool par les astronautes, en 2007, il y a eu deux cas dans lesquels des astronautes de la NASA réellement ivres ont été autorisés à voler à l'intérieur du vaisseau spatial russe Soyouz. Dans le même temps, les gens ont été autorisés à voler même après que les médecins qui préparaient ces astronautes pour le vol, ainsi que d'autres membres de la mission, aient informé leurs supérieurs de l'état très chaud de leurs collègues.

Selon la politique de sécurité de l'époque, la NASA parlait d'une interdiction officielle de la consommation d'alcool par les astronautes 12 heures avant les vols d'entraînement. L'application de cette règle était également tacitement assumée pour la durée des vols spatiaux. Cependant, après l'incident ci-dessus, la NASA a été indignée par une telle négligence des astronautes que l'agence a décidé d'officialiser cette règle concernant les voyages spatiaux.

L'ancien astronaute Mike Mallane a dit un jour que les astronautes buvaient de l'alcool avant le vol pour déshydrater le corps (l'alcool déshydrate), afin de réduire finalement la charge sur la vessie et du coup, ne pas vouloir utiliser les toilettes au moment du lancement.

L'aspect psychologique avait aussi sa place parmi les dangers des missions spatiales. Au cours de la mission spatiale Skylab 4, les astronautes étaient tellement "fatigués" de communiquer avec le centre de contrôle des vols spatiaux qu'ils ont coupé les communications radio pendant presque une journée et ignoré les messages de la NASA. À la suite de cet incident, les scientifiques tentent d'identifier et de traiter les effets psychologiques négatifs potentiels qui pourraient découler de missions plus longues et plus stressantes sur Mars.

Le manque de sommeil et l'utilisation de somnifères

Une étude de dix ans a montré que les astronautes ne dormaient clairement pas suffisamment au cours des dernières semaines avant le lancement et pendant le début des missions spatiales. Parmi les répondants, trois sur quatre ont admis qu'ils utilisaient des médicaments qui les aidaient à dormir, même si l'utilisation de tels médicaments pouvait être dangereuse lors du pilotage du vaisseau spatial et lors du travail avec d'autres équipements. La situation la plus dangereuse dans ce cas pourrait être lorsque les astronautes prenaient le même médicament en même temps. Dans ce cas, lors d'une situation d'urgence qui nécessite une solution urgente, ils pourraient simplement s'endormir.

Malgré le fait que la NASA ait assigné à chaque astronaute à dormir au moins huit heures et demie par jour, la plupart d'entre eux n'ont pris qu'environ six heures de repos par jour pendant les missions. La gravité de cette charge sur le corps a été aggravée par le fait qu'au cours des trois derniers mois d'entraînement avant le vol, les gens ont dormi moins de six heures et demie par jour.

"Les futures missions vers la Lune, Mars et au-delà nécessiteront des mesures plus efficaces pour lutter contre la privation de sommeil et optimiser les performances humaines dans les vols spatiaux", a déclaré le chercheur principal, le Dr Charles Kzeiler.

"Ces mesures pourraient inclure des modifications de l'horaire de travail, qui seront effectuées en tenant compte de l'exposition d'une personne à certaines ondes lumineuses, ainsi que des modifications de la stratégie comportementale de l'équipage pour entrer plus confortablement dans l'état de sommeil, ce qui est impératif pour retrouver la santé, la force et la bonne humeur dès le lendemain.".

Perte d'audition

La recherche a montré que depuis l'époque des missions de la navette spatiale, certains astronautes ont subi une perte auditive temporaire importante et moins importante. Ils ont été observés le plus souvent lorsque les personnes étaient exposées à des fréquences sonores élevées. Les membres d'équipage de la station spatiale soviétique Saliout-7 et du Mira russe ont également eu des effets de perte auditive mineurs ou très importants après leur retour sur Terre. Encore une fois, dans tous ces cas, la cause de la perte auditive temporaire partielle ou complète était l'exposition à des fréquences sonores élevées.

L'équipage de la Station spatiale internationale est tenu de porter des bouchons d'oreille tous les jours. Pour réduire le bruit à bord de l'ISS, entre autres mesures, il a été proposé d'utiliser des joints spéciaux d'insonorisation à l'intérieur des murs de la station, ainsi que l'installation de ventilateurs plus silencieux.

Cependant, en plus du bruit de fond, d'autres facteurs peuvent affecter la perte auditive: par exemple, l'état de l'atmosphère à l'intérieur de la station, une augmentation de la pression intracrânienne et un niveau accru de dioxyde de carbone à l'intérieur de la station.

En 2015, la NASA prévoit, avec l'aide de l'équipage de l'ISS, de commencer à explorer les moyens possibles d'éviter les effets de la perte auditive lors de missions d'un an. Les scientifiques veulent voir combien de temps ces effets peuvent être évités et connaître le risque acceptable associé à la perte auditive. La tâche principale de l'expérience sera de déterminer comment minimiser complètement la perte auditive, et pas seulement pendant une mission spatiale spécifique.

Pierres dans les reins

Une personne sur dix sur Terre développe tôt ou tard un problème de calculs rénaux. Cependant, cette question devient beaucoup plus aiguë en ce qui concerne les astronautes, car dans l'espace, les os du corps commencent à perdre des substances utiles encore plus rapidement que sur Terre. Des sels (phosphate de calcium) sont sécrétés à l'intérieur du corps, qui pénètrent dans la circulation sanguine et s'accumulent dans les reins. Ces sels peuvent être compactés et prendre la forme de pierres. Dans le même temps, la taille de ces pierres peut varier de microscopique à assez grave - jusqu'à la taille d'une noix. Le problème est que ces calculs peuvent bloquer les vaisseaux sanguins et autres flux qui alimentent l'organe ou éliminer les substances en excès des reins.

Pour les astronautes, le risque de développer des calculs rénaux est plus dangereux car dans des conditions de microgravité, le volume de sang à l'intérieur du corps peut diminuer. De plus, de nombreux astronautes ne boivent pas 2 litres de liquide par jour, ce qui, à son tour, pourrait fournir une hydratation complète de leur corps et empêcher les calculs de stagner dans les reins, en éliminant leurs particules avec l'urine.

Il est à noter qu'au moins 14 astronautes américains ont développé un problème de calculs rénaux presque immédiatement après la fin de leurs missions spatiales. En 1982, un cas de douleur aiguë a été enregistré chez un membre d'équipage à bord de la station soviétique Salyut-7. L'astronaute souffrait de vives douleurs pendant deux jours, tandis que son compagnon n'avait d'autre choix que d'assister impuissant à la souffrance de son collègue. Au début, tout le monde pensait à une appendicite aiguë, mais au bout d'un moment, un petit calcul rénal est sorti avec l'urine du cosmonaute.

Les scientifiques développent depuis très longtemps une machine à ultrasons spéciale de la taille d'un ordinateur de bureau, capable de détecter les calculs rénaux et de les éliminer à l'aide d'impulsions d'ondes sonores. Il semble qu'à bord du vaisseau à côté de Mars, une telle chose pourrait certainement être utile …

Les maladies pulmonaires

Malgré le fait que nous ne sachions pas encore avec certitude quels effets négatifs sur la santé peuvent être causés par la poussière d'autres planètes ou astéroïdes, les scientifiques sont toujours conscients de certaines conséquences très désagréables qui peuvent se manifester à la suite d'une exposition à la poussière de lune.

L'effet le plus grave de l'inhalation de poussière est susceptible d'être sur les poumons. Cependant, des particules incroyablement pointues de poussière de lune peuvent causer de graves dommages non seulement aux poumons, mais aussi au cœur, provoquant en même temps tout un tas de maladies diverses, allant de l'inflammation grave des organes au cancer. Par exemple, l'amiante peut provoquer des effets similaires.

Les particules de poussière tranchantes peuvent non seulement endommager les organes internes, mais aussi provoquer une inflammation et des écorchures de la peau. Pour la protection, il est nécessaire d'utiliser des matériaux spéciaux multicouches de type Kevlar. La poussière de lune peut facilement endommager la cornée des yeux, ce qui à son tour peut être l'urgence la plus grave pour les humains dans l'espace.

Les scientifiques regrettent de constater qu'ils sont incapables de modéliser le sol lunaire et d'effectuer l'ensemble des tests nécessaires pour déterminer les effets de la poussière lunaire sur le corps. L'une des difficultés pour résoudre ce problème est que sur Terre, les particules de poussière ne sont pas dans le vide et ne sont pas constamment exposées au rayonnement. Seules des études supplémentaires de la poussière directement à la surface de la Lune elle-même, et non en laboratoire, peuvent fournir aux scientifiques les données nécessaires pour développer des méthodes efficaces de protection contre ces minuscules tueurs toxiques.

Défaillance du système immunitaire

Notre système immunitaire change et réagit à tous les changements, même les plus petits, de notre corps. Le manque de sommeil, un apport insuffisant en nutriments ou même un stress normal peuvent tous affaiblir notre système immunitaire. Mais c'est sur Terre. Un changement du système immunitaire dans l'espace peut éventuellement se transformer en rhume ou entraîner un danger potentiel de développement de maladies beaucoup plus graves.

Dans l'espace, la répartition des cellules immunitaires dans le corps ne change pas beaucoup. Une menace beaucoup plus grande pour la santé peut être causée par des changements dans le fonctionnement de ces cellules. Lorsque le fonctionnement de la cellule diminue, les virus déjà supprimés dans le corps humain peuvent se réveiller. Et pour le faire pratiquement secrètement, sans la manifestation des symptômes de la maladie. Lorsque les cellules immunitaires deviennent plus actives, le système immunitaire réagit de manière excessive aux stimuli, provoquant des réactions allergiques et d'autres effets secondaires tels que des éruptions cutanées.

"Des choses comme les radiations, les germes, le stress, la microgravité, les troubles du sommeil et même l'isolement peuvent tous affecter le fonctionnement du système immunitaire des membres d'équipage", explique l'immunologue de la NASA Brian Krushin.

"Les missions spatiales à long terme augmenteront le risque d'infections, d'hypersensibilité et de problèmes auto-immuns chez les astronautes."

Pour résoudre les problèmes du système immunitaire, la NASA prévoit d'utiliser de nouvelles méthodes de protection anti-radiation, une nouvelle approche d'une alimentation et d'une médecine équilibrées.

Menaces radiologiques

L'absence actuelle très inhabituelle et très prolongée d'activité solaire pourrait contribuer à des changements dangereux du niveau de rayonnement dans l'espace. Rien de tel ne s'est produit depuis près de 100 ans.

"Alors que de tels événements ne sont pas nécessairement un facteur d'arrêt pour de longues missions vers la Lune, les astéroïdes, ou même Mars, le rayonnement cosmique galactique lui-même est un facteur qui peut limiter le calendrier prévu de ces missions", explique Nathan Schwadron de l'Institut terrestre, exploration océanique et spatiale.

Les conséquences de ce type d'exposition peuvent être très différentes, allant du mal des rayons au développement d'un cancer ou de lésions des organes internes. De plus, des niveaux dangereux de rayonnement de fond réduisent d'environ 20 % l'efficacité de la protection anti-rayonnement de l'engin spatial.

Au cours d'une seule mission sur Mars, un astronaute peut être exposé aux 2/3 de la dose de rayonnement sans danger à laquelle une personne peut être exposée dans le pire des cas pendant toute sa vie. Ce rayonnement peut provoquer des changements dans l'ADN et augmenter le risque de cancer.

"En ce qui concerne la dose cumulative, c'est la même chose que de faire un scanner complet du corps tous les 5 à 6 jours", explique le scientifique Carey Zeitlin.

Problèmes cognitifs

En simulant l'état d'être dans l'espace, les scientifiques ont découvert que l'exposition à des particules hautement chargées, même à petites doses, rend les rats de laboratoire beaucoup plus lents à réagir à leur environnement et, ce faisant, les rongeurs deviennent plus irritables. L'observation des rats a également montré un changement dans la composition de la protéine dans leur cerveau.

Cependant, les scientifiques constatent rapidement que tous les rats n'ont pas montré les mêmes effets. Si cette règle est vraie pour les astronautes, alors, selon les chercheurs, ils pourraient identifier un marqueur biologique qui indique et prédit la manifestation précoce de ces effets chez les astronautes. Peut-être que ce marqueur permettrait même de trouver un moyen de réduire les effets négatifs de l'exposition aux rayonnements.

La maladie d'Alzheimer est un problème plus grave.

"L'exposition à des niveaux de rayonnement équivalents à ceux subis par les humains lors d'un vol vers Mars peut contribuer au développement de problèmes cognitifs et accélérer les changements de la fonction cérébrale qui sont le plus souvent associés à la maladie d'Alzheimer", explique le neurologue Kerry O'Banion.

"Plus vous restez longtemps dans l'espace, plus le risque de développer la maladie est grand."

L'un des faits réconfortants est que les scientifiques ont déjà réussi à enquêter sur l'un des scénarios les plus malheureux d'exposition aux rayonnements. Ils ont exposé des souris de laboratoire à un moment donné à un niveau de rayonnement qui serait caractéristique de tout le temps d'une mission sur Mars. À leur tour, les personnes volant vers Mars seront exposées à des radiations à dose mesurée, pendant les trois années du vol. Les scientifiques pensent que le corps humain peut s'adapter à de si petites doses.

De plus, il est à noter que les plastiques et les matériaux légers peuvent offrir aux personnes une radioprotection plus efficace que l'aluminium actuellement utilisé.

Perte de vue

Certains astronautes développent de graves problèmes de vision après avoir été dans l'espace. Plus la mission spatiale dure longtemps, plus le risque de conséquences désastreuses est probable.

Parmi au moins 300 astronautes américains qui ont subi un examen médical depuis 1989, 29 % des personnes ayant effectué des missions spatiales de deux semaines dans l'espace et 60 % des personnes ayant travaillé à bord de la Station spatiale internationale pendant plusieurs mois ont eu des problèmes de vision. …

Des médecins de l'Université du Texas ont effectué des scanners cérébraux de 27 astronautes qui étaient dans l'espace depuis plus d'un mois. Chez 25 pour cent d'entre eux, une diminution du volume de l'axe antéropostérieur d'un ou deux globes oculaires a été observée. Ce changement conduit à l'hypermétropie. Encore une fois, il a été noté que plus une personne est longtemps dans l'espace, plus ce changement est probable.

Les scientifiques pensent que cet effet négatif peut s'expliquer par la remontée de fluide vers la tête dans des conditions de migrogravité. Dans ce cas, le liquide céphalo-rachidien commence à s'accumuler dans le crâne et la pression intracrânienne augmente. Le liquide ne peut pas s'infiltrer à travers l'os, par conséquent, il commence à créer une pression à l'intérieur des yeux. Les chercheurs ne savent pas encore si cet effet diminuera chez les astronautes arrivant dans l'espace pendant plus de six mois. Cependant, il est bien évident qu'il faudra le savoir avant le moment où les gens sont envoyés sur Mars.

Si le problème est causé uniquement par la pression intracrânienne, alors l'une des solutions possibles serait de créer des conditions de gravité artificielle, tous les jours pendant huit heures, pendant que les astronautes dorment. Cependant, il est trop tôt pour dire si cette méthode sera utile ou non.

"Ce problème doit être résolu, car sinon il pourrait s'avérer être la principale raison de l'impossibilité des longs voyages dans l'espace", explique le scientifique Mark Shelhamer.

La gravité zéro tue le cerveau

Un long séjour dans l'espace en apesanteur peut provoquer de graves changements dans le cerveau, ont découvert des scientifiques sibériens en examinant l'état de souris en orbite.

Les résultats permettront de créer des systèmes de prévention et de correction de l'impact négatif de l'apesanteur sur l'organisme des astronautes. « La plus intéressante des données obtenues concerne le système dopaminergique. Nous avons vu que l'expression de ses gènes clés diminue après un mois en orbite. Cela suggère que le système dopaminergique du cerveau, qui est normalement responsable de la coordination fine des actions, et en général - pour le contrôle des mouvements, se dégrade.

À long terme, un tel changement peut conduire au développement d'un état de type parkinsonien. Parce que si votre expression d'une enzyme qui synthétise la dopamine diminue, alors le niveau du neurotransmetteur lui-même diminue également, et, finalement, un déficit moteur se développe », - cite les mots d'un chercheur du Laboratoire de neurogénomique du comportement de la Recherche fédérale. Centre Institut de Cytologie et de Génétique SB RAS, Anton Tsybko, publication officielle SB RAS "Science en Sibérie" Voir aussi Lancement du véhicule de transport habité Soyouz TMA-17M.

De plus, le scientifique a noté des changements dans une autre structure cérébrale extrêmement importante - l'hypothalamus. Ici, des signes d'apoptose (un "suicide" cellulaire programmé) ont été trouvés, ce qui est très probablement provoqué par la microgravité. C'est déjà confirmé: aussi bien en orbite que sur Terre - dans des expériences simulant l'état d'apesanteur - l'apoptose des neurones augmente. "C'est lourd d'une détérioration générale du métabolisme et bien plus encore. Étant donné qu'en apesanteur le corps est déjà attaqué, tout changement dans son fonctionnement peut avoir des conséquences assez graves", a expliqué Tsybko.

Les scientifiques ont noté que, heureusement, ces changements ne sont pas mortels et que l'activité physique les empêche complètement de se produire. Chez les animaux, l'activité physique est rétablie en une semaine. Le cerveau recommence à accumuler le temps perdu, le niveau de sérotonine, de dopamine revient assez rapidement à la normale. En un mois, la neurodégénérescence n'a pas le temps de se produire.

Lancer des souris dans l'espace plus longtemps semble toujours problématique. L'éducation physique est un sauvetage pour les cosmonautes L'étude a été menée sur des souris de laboratoire qui ont effectué un voyage spatial de 30 jours à bord du biosatellite Bion-M1. Les scientifiques notent que l'anatomie et la physiologie des souris sont à bien des égards similaires à celles des humains, nos génomes coïncident à 99%, les souris linéaires sont donc les objets les plus appropriés pour étudier les mécanismes d'adaptation à l'apesanteur. Cependant, il existe une différence significative: les astronautes, contrairement aux souris, sont capables de se forcer consciemment à bouger, ils font plus de quatre heures par jour d'exercice, ce qui signifie qu'ils stimulent les centres moteurs du cerveau et minimisent le risque d'endommager la dopamine. système.

Cependant, si vous restez en orbite pendant au moins deux semaines et n'effectuez pas d'exercices physiques particuliers, alors à votre retour sur Terre, la condition s'avère très difficile et une longue rééducation est nécessaire. "Bion" est une série de vaisseaux spatiaux soviétiques et russes développés par TsSKB-Progress et destinés à la recherche biologique. Pendant 11 vols, des expériences ont été menées sur eux avec 212 rats, 12 singes et un certain nombre d'autres animaux. Le satellite Bion-M1 a été lancé le 19 avril 2013 et est revenu sur Terre un mois plus tard.

En plus des souris, il y avait à bord des gerbilles de Mongolie, des lézards gecko, des poissons, des escargots d'eau douce et raisins, des larves de charpentier, des micro-organismes, des algues, des lichens et quelques plantes supérieures. À ce jour, l'expérience Bion-M1 est terminée. Bion-M2 doit être lancé dans les années à venir.