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Le vice-président américain, Mike Pence, a annoncé il y a quelques semaines que l’administration Trump envisageait de créer une « Force Spatiale ». Les États-Unis ont déclaré qu’ils établissaient une capacité militaire en réponse aux menaces perçues par les détecteurs spatiaux américains en provenance de la Russie et de la Chine.

En effet, les deux pays ont mis au point des lasers de grande puissance pour éliminer les équipements de communication sur les satellites. Le gouvernement américain prend au sérieux un certain nombre de ces menaces spatiales, d’où le désir d’une capacité militaire spatiale. L’annonce de Pence n’indiquait pas clairement si des troupes seraient effectivement envoyées dans l’espace, mais des e-mails incluaient le logo «Mars attend», suggéraient un soutien aux projets d’envoyer des humains sur notre planète voisine. Mais le voyage vers Mars serait périlleux.

Protéger les astronautes des radiations

Le professeur Bruce Power, de radiophysique et co-chercheur dans une équipe qui lance de nouveaux satellites pour étudier les doses de rayonnement dans l’espace, sait très bien que l’un des grands défis de l’exploration spatiale est de savoir comment protéger les astronautes et les troupes contre les champs de rayonnement élevés dans l’espace.

Par exemple, les anciens astronautes présentaient un risque plus élevé de cataracte. L’année dernière, Scott Kelly a constaté que son profil d’ADN n’était plus le même que son jumeau après un an dans l’espace. Un voyage sur Mars (et retour) prendrait des années, et les astronautes et les troupes seraient soumis à des doses de rayonnement substantiels. Les scientifiques ne comprennent pas encore tous les risques liés aux rayonnements des voyages dans l’espace.

Sur Terre, nous sommes bombardés de radiations spatiales, mais nous avons le champ magnétique terrestre et notre atmosphère pour nous protéger. Voler ou monter dans une montagne, et vous serez exposé à plus de radiations, car il y a moins d’atmosphère entre vous et l’espace. Une fois hors de l’atmosphère, les voyageurs spatiaux seront exposés à des niveaux de rayonnement plus élevés et à différents types de rayonnements.

Les combattants de la Force Spatiale seraient exposés à des champs plus élevés de neutrons, de protons et d’ions lourds, y compris des atomes ionisés d’hélium et même de fer. Une partie du rayonnement proviendrait de supernova en dehors de notre système solaire et certaines proviendraient de fortes rafales de particules solaires énergétiques provenant de notre soleil. Une partie de l’exposition aux rayonnements serait le résultat d’interactions des particules avec les matériaux des engins spatiaux. Le champ de rayonnement change avec le temps et varie également avec l’emplacement dans l’espace.

Cancer et cataracte

Les rayonnements peuvent avoir des effets biologiques graves, car ils peuvent endommager directement l’ADN ou provoquer la formation de molécules toxiques, comme le peroxyde d’hydrogène, à l’intérieur des cellules. Des études sur les survivants des bombes atomiques d’Hiroshima et de Nagasaki ont révélé une augmentation des taux de cancers et une incidence plus élevée de cataractes chez les personnes exposées à des niveaux élevés de rayonnement.

Les troupes envoyées sur Mars pourraient recevoir des doses comparables à celles de certains survivants de la bombe atomique, mais à un rythme plus lent sur une période de temps plus longue. Cependant, certains pourraient être exposés à des particules chargées lourdes qui sont plus fortement ionisantes que les rayons X. Les particules lourdes chargées ont un impact biologique plus important que les rayons X car elles déposent plus d’énergie, lorsqu’elles traversent les cellules humaines.

Il serait important que la Force Spatiale surveille ces champs de rayonnement en temps réel, de sorte que les troupes puissent porter des combinaisons de protection contre les rayonnements ou se déplacer vers des zones protégées des engins spatiaux pour se protéger pendant les épisodes de forte radiation.

La technologie canadienne

C’est là que la technologie canadienne pourrait jouer un rôle pour ces futures missions. Des co-chercheurs de l’équipe de satellites NEUDOSE, des étudiants multidisciplinaires des facultés d’ingénierie et des sciences de l’Université de McMaster, qui conçoivent et construisent un détecteur de rayonnement novateur, qu’ils prévoient de tester dans l’espace. Ce détecteur serait monté dans un petit satellite – de la taille d’une miche de pain – appelé CubeSat.

S’ils atteignent leurs objectifs, leur satellite sera lancé à partir de la Station spatiale internationale en 2021, par l’Agence spatiale canadienne. Ils ont déjà réalisé une mission utilisant un ballon en haute altitude pour la NASA et les résultats ont été concluants. En septembre, ce détecteur sera testé dans le CubeSat lors d’un deuxième lancement de la NASA HASP. Leur équipe envisage de tester leur station de réception au sol en la montant sur un camion et en traversant la campagne du Nouveau-Mexique, à la poursuite du test en ballon.

Détecteur lancé dans l’espace

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En 2017, ce détecteur a été lancé à 34 kilomètres au-dessus de la Terre par un ballon rempli d’hélium, au Nouveau-Mexique. La nouveauté de leur détecteur de rayonnement est qu’il permettra, grâce à une conception ingénieuse proposée par Andrei Hanu, un scientifique chevronné de Bruce Power, de mesurer simultanément en temps réel les particules chargées et neutres et de les distinguer. Ce détecteur est basé sur des conceptions développées par le professeur Soo Hyun Byun pour la radioprotection dans l’industrie nucléaire, adaptée au rayonnement spatial.

Le lancement du détecteur sur un CubeSat leur permettra de tester les performances du détecteur dans l’espace et fournira également plusieurs mois de données sur les champs de rayonnement dans l’orbite proche de la Terre après ce lancement. Ce satellite sera en orbite pendant neuf à douze mois.

Chaque fois qu’il passe au-dessus de McMaster, il retransmettra les données de rayonnement à une station au sol. Ces données devraient permettre d’améliorer les outils actuels de modélisation des rayonnements, ce qui facilitera la planification de futures missions dans l’espace profond, y compris sur la planète Mars.

Une nouvelle ère d’exploration spatiale

Les membres de l’équipe NEUDOSE, croient que l’humanité entre dans une nouvelle ère d’exploration. Les êtres humains pourraient bientôt partir en mission vers la lune et vers Mars. Leur espoir est que leur instrument radiologique puisse remplacer l’équipement actuel de la station spatiale internationale et être utilisé sur de futurs engins spatiaux pour identifier les zones à fortes doses dans l’espace et les tempêtes solaires. De plus, peut-être que leurs détecteurs seront-ils installés sur les premiers véhicules de la « Force Spatiale » des États-Unis.

Source : The Conversation