Comment construire un meilleur explorateur de l'espace
Nous avons certainement parcouru un long chemin depuis l'époque de Wally Schirra. Cet homme fringant était l'un des sept astronautes originaux choisis pour le projet Mercury de la NASA en 1959. Image avec l'aimable autorisation de la NASA
Que feriez-vous pour gagner une place dans une mission sur Mars ? Manger et boire vos propres excrétions corporelles ? Consommer vos propres vêtements ou des morceaux de votre vaisseau spatial ? Supporter des gens qui, à la fin du voyage, vous irritera plus que vos beaux-parents ?
Non, ce ne sont pas des défis. Ce sont de réelles solutions envisagées par la NASA pour résoudre les problèmes posés par les voyages spatiaux [source :Roach].
Dans l'espace, rien de mécanique ou de biologique ne fonctionne comme il est censé le faire. Dysfonctionnement des fusibles, et les torches de soudage projettent de dangereuses boules de métal chaud. Les odeurs corporelles et la mauvaise haleine traînent. Flotteur de nourriture et de saleté. Dans cet environnement impitoyable, même le ronflement constitue une menace potentielle, priver les coéquipiers d'un sommeil vital. Chaque jour dans l'espace est comme la semaine des finales, seules les conséquences d'un échec sont sensiblement pires.
Les ingénieurs de la NASA peuvent représenter chaque once d'équipage, carburant et cargaison sur leurs navires, mais ils sont impuissants à contrôler les bagages émotionnels. Il n'existe aucune valve fabriquée qui puisse réguler la pression émotionnelle qui se crée tout au long d'une longue mission spatiale.
Les longues excursions spatiales ont également un impact physique considérable. Près de la Terre, les astronautes en apesanteur souffrent de perte osseuse et d'atrophie musculaire, subissent des niveaux de rayonnement plus élevés que la normale et font face à un risque plus élevé de calculs rénaux. Une fois que nous envoyons des voyageurs au-delà du bouclier magnétique protecteur de la Terre, ils occuperont une zone de rayonnement beaucoup plus chaude et capricieuse.
Le blindage physique s'avérera probablement trop lourd, mais la technologie pourrait suggérer d'autres solutions. La construction d'un vaisseau spatial plus rapide réduirait l'exposition aux rayonnements; cela réduirait également le poids de la nourriture et de l'eau, réduisant ainsi les coûts. La NASA pourrait également développer une nouvelle technologie qui repousse les rayons cosmiques. De telles solutions se trouvent probablement loin dans le futur, toutefois.
Plutôt que d'attendre, certains scientifiques suggèrent d'envoyer des colons en aller simple vers la planète rouge. Paul Davies de l'Arizona State University et Dirk Schulze-Makuch de la Washington State University, dans un article de 2010 dans le Journal of Cosmology, ont estimé que la suppression du carburant et des fournitures de retour pourrait économiser 80 % du coût d'une mission sur Mars. La publication de l'article a apporté des cartes postales de plus de 1, 000 bénévoles, même si une telle mission n'existe pas [sources :Kaufman; Klotz].
Cet esprit pionnier constituera une valeur fondamentale pour tout futur colon de l'espace, mais le courage et l'enthousiasme seuls ne suffiront pas. Les programmes spatiaux fixent déjà de solides exigences de base pour les voyageurs spatiaux, mais un voyage en équipage sur une autre planète les emmènera profondément dans des eaux inexplorées.
Quand le ciel est la limite, que doit-on rechercher chez les candidats astronautes ? Si la technologie devient disponible, devrions-nous choisir des astronautes présentant un risque génétiquement plus faible de problèmes de santé liés aux rayonnements ? Pourrait-on former les gens dès l'enfance à mieux s'adapter, mentalement et physiquement, à la vie dans l'espace ?
Jusqu'où serions-nous prêts à aller pour conquérir le grand inconnu ? Peut-être même au point de changer ce que cela signifie d'être humain ?
Contenu
Cocher les cases pour devenir astronaute
Prendre un péage physique
Quelqu'un a une affaire du lundi
La folie de l'espace
Dans l'espace, L'enfer, c'est les autres
Nous avons rencontré l'ennemi, et c'est nous
Note de l'auteur
Cocher les cases pour devenir astronaute
Lors de la rédaction d'une liste de contrôle pour les futurs explorateurs de l'espace, c'est une bonne idée de consulter d'abord les personnes qui ont passé plus de 50 ans à définir « les bonnes choses ». La NASA n'utilise plus les rôles de l'ère des navettes décrits ci-dessous, mais bon nombre des exigences de base et des compétences restent inchangées pour les missions à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Ca a du sens. Après tout, les navettes spatiales, une fois lancé, servaient essentiellement de stations spatiales temporaires [source :Ross].
Au début du programme spatial, La NASA a choisi les lanceurs de fusées selon leur instinct, esprit vif et compétences de pilotage. L'agence leur a également demandé d'avoir un baccalauréat en mathématiques, l'ingénierie ou la science. Dans les dernières missions Apollo, Les gens de la NASA ont élargi leurs critères de sélection pour inclure les pilotes non-testeurs avec des diplômes avancés [source :Ross]. Harrison Schmitt d'Apollo 17, un civil titulaire d'un doctorat en géologie de l'Université Harvard, enregistré plus de 301 heures de vol spatial et 22 heures d'activités extravéhiculaires (EVA) [source :NASA].
Avec l'avènement du programme de navette, les voyages dans l'espace sont devenus plus des allers-retours, construction et expérimentation, qui a fait de la place pour un plus large éventail de capacités et a exigé un plus large éventail de compétences. Depuis 2004, La NASA avait trois types d'astronautes -- commandant/pilote , spécialiste des missions et spécialiste de la charge utile -- chacun avec des exigences différentes. La navette spatiale étant à la retraite, ces désignations pourraient changer pour correspondre à la mission évolutive de l'agence spatiale.
Traditionnellement, les pilotes et les commandants contrôlaient leurs véhicules, aidé à déployer ou récupérer des satellites et aidé dans les opérations de charge utile. L'emploi nécessitait un baccalauréat en ingénierie, Biologie, sciences physiques ou mathématiques, et 1, 000 heures de pilote commandant de bord dans les jets. Il fallait également une vision de 20/100 (corrigible à 20/20), pression artérielle de 140/90 et une hauteur de 62-75 pouces (157,5-190,5 centimètres) [source :NASA]. Le tueur bouge sur la piste de danse ? Malheureusement, pas une exigence.
Les spécialistes de la mission ont coordonné les systèmes, activités de l'équipage, consommables, expériences et charge utile. Ils ont également effectué des EVA et utilisé des télémanipulateurs. Les candidats avaient besoin d'un baccalauréat comme ci-dessus, ainsi que trois ans d'expérience professionnelle connexe, en fonction de leur niveau de diplôme. Leurs standards physiques étaient plus détendus, cependant :vision 20/200 (corrigible à 20/20), pression artérielle de 140/90 et une hauteur de 58,5 à 76 pouces (149 à 193 centimètres) [source :NASA].
Les spécialistes de la charge utile n'étaient pas des astronautes de la NASA en soi; par exemple, ils pourraient être un enseignant, un sénateur ou un dignitaire étranger. Ils devaient recevoir une nomination de la NASA, un parrain étranger, ou celui qui a sponsorisé la charge utile en question, et nécessaire de posséder une éducation et une formation appropriées, répondre à certaines exigences physiques et passer le physique spatial de la NASA [source :NASA].
En 2012, Le programme spatial américain envoie du personnel similaire sur l'ISS, mais à bord de fusées Soyouz avec des exigences physiques différentes.
Tout comme les exigences de la NASA pour ses voyageurs spatiaux ont changé au fur et à mesure de l'évolution de ses missions, le candidat idéal pour un explorateur ou un colon à long terme pourrait nécessiter de réimaginer l'astronaute idéal. La seule chose qui ne changera pas ? La nécessité pour les candidats de posséder une force physique et un courage mental à la hauteur de la tâche.
Pilote militaire =astronaute génial ?
La NASA s'est toujours beaucoup inspirée des pilotes militaires. Ils vont bien, et pas seulement en raison de leurs compétences de pilotage, affinité pour le derring-do et capacité à prendre des décisions rapides sous pression. Ils sont aussi conditionnés à suivre les ordres, habitués à passer de longues périodes loin de leur famille et habitués à des quartiers exigus avec peu d'intimité.
Prendre un péage physique
L'espace n'est pas un endroit convivial.
En réalité, les voyages spatiaux regorgent de risques pour la santé, principalement causée par les radiations et l'apesanteur. Les voyageurs spatiaux risquent la perte osseuse et musculaire, cataracte, calculs rénaux, vertige, mal des transports, l'hypotension artérielle et le cancer, pour ne citer que quelques périls courants [sources :NASA; Gardon].
Les astronautes en orbite autour de la Terre sur la Station spatiale internationale (ISS), environ 250 miles (400 kilomètres) vers le haut, subiraient environ 10 % de gravité en moins - ou le feraient, n'étaient-ils pas en chute libre presque en apesanteur. La lune exerce 16,6 % de la gravité terrestre; La gravité martienne ne s'accumule qu'à environ 37,7 % [source :NASA].
Oui, La NASA est le programme de perte de poids le plus simple et le plus garanti. C'est aussi le plus difficile d'accès mais, au prix de quelques dizaines de millions de billets verts dépensés par astronaute, c'est toujours moins cher que Jenny Craig.
Comme ce gamin bizarre assis au fond de la salle de classe mangeant ses ongles, le corps humain aime consommer des morceaux de lui-même inutiles. Pour les voyageurs de l'espace, ça pose problème, parce que - alors qu'ils restent en apesanteur - une grande partie de leur masse musculaire et osseuse tombe dans la catégorie « excédentaire ».
L'exposition à la microgravité affecte le corps comme une publicité Charles Atlas à l'envers. Les astronautes luttent pour rester déchirés - et lutter contre la perte osseuse - en faisant de l'exercice, mais la recherche suggère que les missions d'une durée supérieure à 180 jours rendent cet effort sans objet. La doublure argentée ? Pertes, qui se produisent rapidement dans les premiers stades de gravité réduite, plateau après six mois [source :Fitts].
L'exercice en microgravité est à peu près aussi efficace que les pompes sous-marines. Les appareils de musculation doivent générer de l'inertie à l'aide de volants d'inertie, et les tapis roulants doivent retenir les astronautes avec maladresse, sangles de frottement qui n'appliquent que 70 pour cent de leur poids corporel [sources :Roach; Mur]. Les astronautes passent déjà environ 2,5 heures par jour, six jours par semaine, l'exercice pendant un séjour de six mois à bord de l'ISS. Les missions plus longues nécessiteront de tirer le meilleur parti de ces heures, ne pas y ajouter [source :Wall].
Les astronautes connaissent des taux de perte de densité osseuse comparables à, ou pire que, femmes post-ménopausées (1 à 2% par mois avec exercice), en particulier dans les gros os porteurs (bassin, hanches, jambes). De retour sur Terre, la récupération de la masse osseuse et du volume peut prendre beaucoup plus de temps que la mission elle-même; même à ce moment là, les os restent moins denses et plus poreux, et les zones non porteuses pourraient ne jamais se rétablir complètement [sources :NASA ; Nimon; Gardon]. Espacer, comme la vieillesse, n'est pas pour les mauviettes.
Alors que les os se brisent, ils libèrent du calcium dans le sang et l'urine, augmentant le risque de calculs rénaux. Les astronautes peuvent tuer deux oiseaux avec un calcul rénal en utilisant bisphosphonates , ou des médicaments contre l'ostéoporose. Les tests de repos au lit - utilisés sur Terre en remplacement de l'apesanteur - ont donné des résultats positifs, et une étude ISS était en cours en avril 2012 [source :NASA].
Les bisphosphonates ont été liés à la nécrose de la mâchoire, cependant, qui pourraient influencer l'utilisation future [source :Merigo; Gardon]. Ou pas. Espacer, après tout, est un endroit hostile. Pour y aller, il faut équilibrer les risques et pour beaucoup, le billet vaut le prix.
Les cataractes radio-induites ne sont pas la seule menace pour les voyeurs des astronautes [source :NASA]. Le temps passé en apesanteur compresse les globes oculaires, gonfle les nerfs optiques et déforme la vision. Ces effets peuvent persister longtemps après le retour à la maison. Plus de temps passé dans l'espace, comme lors d'une escapade sur Mars, augmente la probabilité de problèmes de vision permanents ou même de cécité. Les solutions pourraient inclure la génération de gravité artificielle en faisant tourner tout ou partie du vaisseau spatial ou en traitant les causes avec des médicaments [source :Chang].
Toute cette agitation et cette peine, et nous n'avons même pas fait chuter la planète.
Une fois sur Mars, les explorateurs seraient confrontés à des températures glaciales et à une atmosphère de dioxyde de carbone irrespirable trop mince pour se protéger des radiations. Les voyageurs pourraient récolter l'eau des pôles ou de la glace souterraine, mais les colons auraient besoin de cultiver leur propre nourriture [source :Kaufman].
Cela semble intimidant ? Ne t'inquiète pas. Il y a de fortes chances que vous craquiez avant même d'y arriver.
Mon Dieu, C'est plein d'étoiles
Les astronautes à bord du Skylab, la navette spatiale, Mir et l'ISS ont rapporté avoir eu d'étranges éclairs de lumière émanant apparemment de l'intérieur de leurs globes oculaires. Ces flashs sont provoqués par des radiations frappant leurs rétines, générer un signal qui trompe le cerveau.