Le 20 juillet, 1969, L'astronaute d'Apollo 11, Buzz Aldrin, a sorti un atterrisseur lunaire sur la surface de la lune. Le paysage devant lui, qui était composé de noirs et de gris austères, ressemblait à ce qu'il appela plus tard « une magnifique désolation ».

Quand il s'agit de désolation, cependant, la lune n'a peut-être rien sur Mars.

La planète rouge tourne autour du soleil à une distance moyenne d'environ 140 millions de kilomètres de la Terre. Lorsque les gens visitent finalement ce monde, que ce soit dans 20 ou 50 ans, ils peuvent faire face à un voyage d'une durée de 1, 000 jours ou plus. L'ensemble de la mission Apollo 11, en revanche, a duré un peu plus de huit jours. Si les futurs astronautes de Mars se sentent seuls, ou si quelque chose de plus grave tourne mal, l'aide est loin.

Pour les chercheurs qui étudient comment les corps et les esprits humains réagissent aux rigueurs des voyages spatiaux, le scénario pose beaucoup d'inconnues.

"Nous n'avons jamais mis quelqu'un dans l'espace aussi longtemps, " a déclaré Allie Anderson, professeur adjoint au département des sciences de l'ingénierie aérospatiale Ann et H.J. Smead. "Il y aura beaucoup de défis que nous ne pouvons pas prévoir parce que le corps humain ne se comporte pas toujours comme nous le prédisons lorsqu'il vit dans l'espace."

Ces défis sont à nouveau à l'honneur après que la NASA a réussi à faire atterrir son plus récent astronaute non humain, un rover nommé Persévérance, à la surface de Mars le 18 février. Ils sont aussi le pain et le beurre des chercheurs qui étudient la bioastronautique, ou l'étude et l'accompagnement de la vie dans l'espace, au CU Boulder.

Anderson, par exemple, explore les vêtements de haute technologie qui peuvent surveiller la santé des astronautes lorsqu'ils vivent et travaillent sur Mars. Ses recherches, elle a ajouté, a beaucoup évolué à mesure que les gens à travers le monde se sentent de plus en plus isolés dans leur propre vie. Une deuxième équipe dirigée par l'ingénieur David Klaus étudie comment les habitats spatiaux qui utilisent « des systèmes intelligents, " comme les robots intelligents, pourrait un jour aider les humains à survivre à la surface d'un monde extraterrestre.

C'est un axe de recherche qui n'a aucune marge d'erreur, dit Klaus, professeur de sciences de l'ingénierie aérospatiale à CU Boulder.

"Aujourd'hui, si quelque chose se brise sur la Station spatiale internationale, les astronautes peuvent toujours entrer dans une capsule et rentrer à la maison, " dit-il. " Quand vous commencez à vous diriger vers Mars, tu es très loin. Vous ne pouvez pas compter sur le contrôle au sol. »

L'immobilité de l'espace

Anderson a noté que l'espace peut être un environnement dangereux mais aussi un environnement qui apporte un sentiment de tranquillité. C'est quelque chose qu'elle a pu expérimenter elle-même, ne serait-ce que quelques secondes en 2015. L'ingénieur, qui était alors chercheur postdoctoral étudiant comment les environnements à faible gravité peuvent affecter la vue humaine, eu l'occasion de monter sur l'un des célèbres vols paraboliques de la NASA - de gros avions qui volent haut dans les airs puis s'effondrent rapidement pour donner aux passagers l'impression d'être en apesanteur.

Dans une vidéo récente, Anderson a décrit un moment qu'elle a eu à elle-même à la fin de ce vol :« Je pousse doucement, et dans cette fenêtre de 20 secondes, Je peux simplement flotter et ressentir le calme et l'immobilité de l'espace."

Pour l'ingénieur, qui se définit comme une "petite martienne" à cause de sa passion pour cette planète, le sentiment a été de courte durée. Pour les astronautes de Mars, cette immobilité sera une réalité quotidienne. Même communiquer avec les amis et la famille à la maison sera une épreuve. Si vous parlez dans un microphone sur Mars, cela peut prendre de cinq à vingt minutes environ pour que quelqu'un sur Terre entende votre appel. Les interventions en santé mentale comme la psychothérapie seront presque impossibles.

"Les astronautes ne pourront pas prendre de vacances dans cet environnement, ", a déclaré Anderson.

Alors elle et ses collègues, entre autres projets de recherche, essaient de travailler dans cette incertitude. Ils conçoivent des outils et des stratégies qui pourraient un jour permettre aux professionnels de la santé sur Terre de surveiller et même de traiter les explorateurs de Mars lorsqu'ils se sentent stressés.

Katia Arquilla, un étudiant diplômé travaillant avec Anderson, voit beaucoup de parallèles avec les défis de fournir des ressources en santé mentale sur Terre.

« Un gros problème est de surmonter la stigmatisation de la santé mentale, " a-t-elle dit. " C'est un problème que nous voyons ici sur Terre tout le temps - faire comprendre aux gens qu'ils peuvent avoir une maladie mentale et demander de l'aide. "

Dans un projet, Arquilla et Anderson ont mis au point de nouvelles façons de collecter des données d'électrocardiogramme (ECG) sur des patients humains. Ces signaux cardiaques, qui sont souvent utilisés pour diagnostiquer les crises cardiaques et les problèmes de santé similaires, peut donner au personnel médical une fenêtre sur la façon dont les gens gèrent le stress. Normalement, les médecins s'appuient sur des électrodes adhésives gênantes et inconfortables pour prendre les données ECG. Arquilla, en revanche, développé et testé de nouveaux types d'électrodes tissées qui peuvent être incorporées dans le tissu d'un normal, tee-shirt moulant.

Arquilla a déclaré que sa réflexion sur le projet avait changé pendant la pandémie de COVID-19. Aujourd'hui, des millions d'Américains - pas seulement des astronautes hautement entraînés - subissent le genre de solitude et d'isolement qui pourraient attendre les futurs explorateurs de Mars. Elle espère que ses recherches pourront améliorer leur vie, trop.

"Je pense que la conversation sur la santé mentale ici aux États-Unis s'oriente enfin dans une direction saine, " dit-elle. " Avec un peu de chance, ces types de technologies peuvent être intégrés aux soins sur Terre, également."

Les habitats en tant qu'écosystèmes

Quand les gens de la Terre arrivent enfin sur Mars, ils auront besoin d'un endroit pour dormir et ces futurs espaces de vie devront être bien plus que de simples maisons, a déclaré Patrick Pischulti, un étudiant diplômé travaillant dans l'équipe de Klaus.

"Pour les astronautes, l'habitat spatial est leur écosystème, " dit-il. " Il fournit de l'oxygène. Il fournit de l'eau. Il les protège des dangers de l'environnement spatial."

Klaus, Pischulti et ses collègues se concentrent sur la façon dont la NASA et d'autres agences spatiales peuvent garder ces écosystèmes délicats "en vie" même lorsque les humains ne sont pas à bord. En d'autres termes, Comment un habitat spatial peut-il continuer à fonctionner lorsqu'il n'y a pas d'astronautes autour pour effectuer l'entretien de routine ? La recherche fait partie d'une initiative financée par la NASA appelée Habitats Optimized for Missions of Exploration (HOME) Space Technology Research Institute, qui est dirigé par l'Université de Californie, Davis.

C'est important pour l'exploration de Mars dans laquelle les habitats peuvent rester vides pendant des mois entre les missions en équipage, dit Klaus.

"À l'exception de quelques courtes durées entre les missions Skylab dans les années 1970 et au début de la phase de construction de la Station spatiale internationale, il n'y a jamais eu d'opportunité ou de besoin dans les missions de la NASA d'avoir un vaisseau spatial habité sans humain à bord, " il a dit.

La clé du développement de ces types de maisons autosuffisantes réside peut-être dans les « systèmes intelligents ». C'est un terme fourre-tout pour les machines intelligentes, des robots aspirateurs aux réseaux flottants de détecteurs d'incendie, qui peut fonctionner en tandem avec des utilisateurs humains. Nasa, par exemple, a déjà envoyé trois robots collectivement connus sous le nom d'Astrobee vers la Station spatiale internationale. L'agence spatiale teste si ces vols, des machines en forme de cube pourront aider les astronautes à accomplir leurs tâches quotidiennes, comme la navette d'objets autour de la gare.

Sur Terre, ce genre d'outils ne manque pas, dit Annika Rollock, un étudiant diplômé travaillant sur le projet HOME. Elle et ses collègues, cependant, cherchent à mieux comprendre ceux qui peuvent être essentiels pour garder les astronautes en bonne santé et en sécurité, et ceux qui pourraient seulement gêner ou, encore pire, mettre des vies humaines en danger.

"Nous devons dire, "Cette unité AC ou détecteur d'incendie fonctionne très bien dans un immeuble d'appartements, mais cela ne fonctionnera pas dans l'espace, ou ça ne vaudra pas la peine de l'envoyer dans l'espace, " dit Rollock.

Pour l'instant, travailler dans le domaine de la bioastronautique peut demander beaucoup de patience - cela peut prendre des décennies, sinon plus, avant de voir un Terrien poser le pied sur Mars. Mais Anderson a bon espoir, au moins, qu'elle verra son travail acharné arriver un jour sur la planète rouge.

"J'espère voir quelqu'un se tenir à la surface de Mars avant de mourir, " dit-elle. " Même si je pense que je serai une vieille femme quand cela arrivera. "