Garantir un environnement sûr aux astronautes lors de missions spatiales de longue durée telles qu'un voyage vers Mars, il est important de surveiller comment les micro-organismes tels que les bactéries s'adaptent aux conditions confinées à bord des engins spatiaux, selon une étude publiée dans la revue en libre accès Microbiome .

Dr Petra Schwendner, Université d'Édimbourg, auteur correspondant de l'étude a déclaré:"Jusqu'à présent, on savait peu de choses sur l'influence du confinement à long terme sur les micro-organismes qui vivent à l'intérieur d'habitats qui pourraient un jour être utilisés pour voyager vers d'autres planètes, et si la structure du microbiote change avec le temps. La nôtre est la première étude complète à long terme qui étudie la charge microbienne, diversité et dynamique dans un habitat fermé - une maquette de vaisseau spatial - pendant 520 jours, toute la durée d'un vol simulé vers Mars."

L'équipe de chercheurs d'Allemagne, Royaume-Uni et Autriche, dirigé par le Centre aérospatial allemand (DLR), a constaté qu'en dehors de l'équipage qui était la principale source de bactéries associées à l'homme à l'intérieur de l'habitat, le confinement est apparu comme le déclencheur le plus fort façonnant la communauté bactérienne - le microbiote - qui est restée très dynamique dans le temps.

Micro-organismes associés à l'homme, dont les espèces Bacillus et Staphylococcus étaient les plus fréquentes, indiquant que les humains étaient la principale source de dispersion microbienne, selon les chercheurs. Par exemple, Staphylocoque, qui se trouve fréquemment dans le nez, voies respiratoires, et sur la peau, a probablement été dispersé par des flocons de peau versés par l'équipage. Bien que Staphylococcus ne cause pas toujours la maladie, c'est une cause fréquente d'infections cutanées, surtout chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli.

Afin de savoir quelles espèces bactériennes peuvent être présentes dans l'air et sur les surfaces à l'intérieur des engins spatiaux et comment la composition du microbiote peut changer au cours de l'habitation humaine, un équipage de six "Marsonauts" masculins vivait à l'intérieur d'une maquette de vaisseau spatial, situé à Moscou, du 3 juin 2010 au 5 novembre 2011. Pendant la période d'isolement, les membres d'équipage sont restés entièrement confinés - ils n'ont jamais quitté l'habitat fermé. Simulation des conditions lors d'une mission habitée vers Mars, ils ont suivi un régime et un horaire stricts, qui comprenait le nettoyage de l'habitat et la réalisation d'expériences scientifiques. Ils ont collecté 360 échantillons microbiens à partir de 20 emplacements (9 air, 11 surface) à 18 points dans le temps, en utilisant des filtres à air et des écouvillons.

Alors qu'un microbiote central de la même bactérie était présent dans toutes les zones de la maquette du vaisseau spatial, les auteurs ont remarqué des signatures bactériennes spécifiques pour chaque zone individuelle, ou module, indiquant que - tout comme dans d'autres environnements intérieurs - la présence microbienne est associée à la présence humaine ainsi qu'au type d'activité pour laquelle une zone est utilisée. Espaces communs, zones de sommeil, le gymnase, et les toilettes avaient le plus grand nombre et la plus grande diversité de bactéries, tandis que les plus faibles nombres de bactéries ont été trouvés à l'intérieur du module médical.

Le Dr Schwendner a déclaré :« Nous avons également constaté l'impact des agents de nettoyage. Bien que nous ayons localisé certains points chauds microbiens, où le nombre de bactéries était beaucoup plus élevé que dans d'autres régions, nous avons été très soulagés de constater que le nombre total de bactéries se situait dans les limites acceptables. En raison de mesures de nettoyage appropriées, la communauté microbienne à l'intérieur de l'habitat était sous contrôle à tout moment avec peu ou pas de risque pour l'équipage."

Les chercheurs ont également remarqué que la diversité microbienne diminuait considérablement au fil du temps, ce qui signifie qu'il y avait moins d'espèces différentes de bactéries présentes. Cela peut indiquer des développements potentiellement problématiques au sein de la communauté microbienne lors d'un isolement de longue durée, selon les auteurs. Une diversité microbienne élevée est normalement associée à la stabilité et à la santé systémiques.

Le Dr Schwendner a déclaré:"En plus des risques potentiels pour la santé de l'équipage, certains de ces micro-organismes pourraient avoir un impact négatif sur les engins spatiaux, à mesure qu'ils grandissent et pourraient endommager le matériel du vaisseau spatial. Pour assurer la stabilité des systèmes, des contre-mesures peuvent être nécessaires pour éviter le développement de produits hautement résistants, micro-organismes adaptés, et une perte complète de la diversité microbienne. Notre étude fournit des informations précieuses sur la qualité du maintien de l'habitat et améliore la sélection d'approches appropriées de surveillance microbienne, permettant le développement de contre-mesures efficaces et adéquates. »