Dans la tête de l'astronaute
Vous voilà à l'intérieur de mon esprit. Je vais vous faire partager mes sensations, mes pensées ainsi que les contraintes de ma vie dans l’espace.
Vous savez sûrement que le sommeil est un facteur crucial au bon développement du corps ainsi qu'à la bonne santé d’un individu. Mais saviez vous que le manque de sommeil peut atteindre votre cerveau, et peut aller jusqu'à heurter et abîmer votre esprit ?
Un américain, Randy Gardner, détient le record de privation de sommeil, du temps passé sans dormir. Sans aucunes prises de substances stimulantes, il a réussi à rester éveillé pendant 264,4 h, soit 11 jours et 24 minutes !! Cette expérience a permis aux experts de déterminer plusieurs effets psychologiques liés au manque de sommeil. Le cerveau peinera à fonctionner normalement et son efficacité sera altérée. Mais le corps humain a ses défenses, des études de neuro-imagerie montrent que le cerveau, cherchant à s’opposer aux effets néfastes du manque de sommeil, va pomper davantage de sang au cortex préfrontal. On parlera alors de perte de mémoire, de destruction de cellules cérébrales, de symptômes de psychose ainsi que d’agressivité et bien d’autres encore... Randy Gardner a été victime de sauts d’humeur, d’hallucinations et de paranoïa. Vous pouvez tout à fait imaginer que si le manque de sommeil atteint l'être humain sur terre, les conséquences dans l’espace sont encore pires.
Le sommeil des astronautes est un intermédiaire direct entre leur bonne santé, leur habilité à pratiquer des sorties extravéhiculaires ou à faire des expériences et par conséquent la bonne réussite de la mission. L'astronaute a donc besoin d’un cycle de sommeil complet et régulier. Plus facile à dire qu'à faire ! En effet, dans l’espace, de nombreux facteurs vont engendrer des problèmes psychologiques et perturber le cycle de sommeil de l'équipage.
Des études récemment financées et publiées dans la revue The Lancet Neurology, par la NASA ont constaté que les astronautes, n’ayant pas un sommeil régulier, avaient tendance à utiliser des somnifères pour accélérer le phénomène de repos. En effet, la moitié des médicaments envoyés à l’ISS (Internationale Spatiale Station) sont destinés à faciliter le sommeil des astronautes en mission.
De quelles manières peut-on dormir dans l'espace ?
Sur Terre, s'allonger dans son lit et s’endormir est une activité quotidienne que l’on répète tous les soirs. En apesanteur, il est impossible de se “coucher” pour s'endormir : il n’y a ni haut ni bas dans une station spatiale. Les astronautes dorment en position verticale, comme debout, dans des compartiments de repos individuels. Il leur arrive parfois de devoir trouver un autre endroit ; ils peuvent tout à fait dormir dans le laboratoire de la station par exemple ! Il faut cependant s’assurer de bien attacher le sac de couchage et de dormir à côté d’une bouche d'aération. Bah oui ! Sans pesanteur, le dioxyde de carbone (CO2) expiré par les membres de l'équipage, pourrait potentiellement former une “bulle” autour de leur tête. Les astronautes ont fixé leurs horloges avec le fuseau zéro que l’on appelle aussi temps moyen de Greenwich (GMT), afin de leur permettre de garder un horaire régulier. Après des séjours prolongés en orbite, certains astronautes ont dit avoir l’impression, pendant quelques jours après leur retour, de “voler” au dessus de leur matelas !
A gauche Chris Hadfield un astronaute canadien.
A droite un exemple d'astronaute dans son sac de couchage au milieu du labo Destiny (labo américain)
Un des facteurs perturbant les cycles de sommeil est l’absence d’une alternance jour/nuit. Les astronautes, voyant le soleil se coucher toutes les 90 minutes, soit 16 couchers et levers de soleil par tranche de 24h, leur cycle est complètement déréglé. Comme nous le disions auparavant, le manque de sommeil peut avoir des conséquences désastreuses. David Dinges affirmait "L'espace constitue un environnement des plus hostiles"(...)"Une durée et une qualité de sommeil suffisantes sont cruciales pour garantir la performance et prévenir des erreurs fatales et des accidents". Nous pouvons de plus citer les troubles de la vigilance, de la somnolence ainsi que des dépressions. Afin de réguler ce manque de sommeil chronique et empêcher des expériences tournant potentiellement a la catastrophe, la NASA s’est intéressé aux vertus des ampoules de la Station. Sur Terre, notre horloge interne (le noyau suprachiasmatique), va, en fonction de la longueur d’onde de la lumière, contrôler la production de différentes hormones comme la mélatonine (l’hormone du sommeil). Sur Terre, c’est donc la lumière naturelle qui régule notre rythme de vie. La lumière rouge comme un coucher de soleil va stimuler la production de cette hormone et la lumière bleu va, quant à elle, la stopper. L'idée est de simuler ces variations de couleurs dans la station grâce à des lampes comportant des ampoules produisant de la lumière différentes selon l’heure terrestre. De ce fait, les astronautes ont un rythme de sommeil plus ou moins régulier et réussissent à bien leurs expérience !
La majorité des êtres humains souffrent de rester enfermé dans une chambre de 10m2, alors imaginez rester plusieurs mois dans une station, beaucoup d’entre nous deviendrons fou ! Skylab est la première station spatiale lance par la NASA en 1973. L’observation du soleil grâce à des batteries d'instruments ainsi que l'étude de l’adaptation de l’homme à l’espace fut le produit de cette mission. C’est a la suite de ce projet que la NASA a entrevue de bombarder les astronautes de travail par peur qu’il s'ennuie ou subissent un stress dû à l’isolement ou à l’enfermement. Un astronaute est même aller annoncer aux contrôleurs de l'équipage qu’il faisait grève! Avant leur départ, les astronautes ont participé à des simulations sur Terre comme Mars 500. Mais, de toute évidence, il était impossible de recréer les conditions d’une mission habitée. Les hommes ne pouvaient ignorer la Terre ainsi que la possibilité de sortie en cas de besoin extrême. Possibilité inexistante dans l’espace. Le National Space Biomedical Research Institute NSBRI, financé par la NASA est un consortium d’institutions qui étudie les risques de santé liés aux voyages de longue durée dans l’espace. Les recherches ont, par la suite évoquées l’utilisation d’outils informatiques et de robots capables de reconnaître les états émotionnels ou les expressions du visages.
Le tout nouveau système d'éclairage basé sur les bienfaits de la luminothérapie ainsi que les technologies permettant de réguler ses émotions sont des procédés ultra expérimentés créés afin de faciliter la vie des astronautes et de leur permettre de rester plus longtemps dans l’espace.
Malgré les progrès technologiques ainsi que le désir de voler qui, berce, de tout temps l'humanité, plusieurs agents néfastes vont impacter et endommager l’organisme. En effet, les chercheurs Terriens veulent s’assurer d’envoyer leurs astronautes dans les meilleurs conditions. Conditions naturelles qui ne peuvent être tout le temps clémentes. On parlera en effet de l'apesanteur….
Pourquoi est-ce que l’on s’inquiète :
Le mal de l’espace, c’est le nom du phénomène qui a été étudié depuis 1923, avant la seconde guerre mondiale. Un groupe de chercheurs de la British Interplanetary Society ont commencés à s'imaginer les scénarios les plus horribles et les effets les plus inattendus que pouvait provoquer l’état d'apesanteur aux astronautes et aux pilotes lorsqu’ils partiraient en mission. Pourquoi ces chercheurs inventèrent ces scénarios ? Et bien parce que à l’époque, personne ne connaissait vraiment l'apesanteur et comment le corps réagirait avec cet état là, on se demandait même s’il y survivrait.
La première expérience réalisée qui a pu tester le comportement d’un corps de quelque chose de vivant par rapport à l’apesanteur a été menée par les Soviétiques. Préparant la conquête de la lune, ils ont en 1957, envoyé une chienne, Laïka, dans une fusée pour étudier son comportement dans ce milieu hostile à l’homme dans lequel, elle y perdit la vie. C’est donc, en quelque sorte pour cette raison que les chercheurs ont commencés à avoir peur de ce que l'apesanteur pouvait faire au corps humain, puisque un chien n’a pas réussi à y survivre. Peu de temps après, les américains firent de même mais cette fois avec des singes mais aussi avec des vivarium portatifs contenant des bactéries, des araignées et des mouches.
Plus récemment, des civils volontaires ont participé à des programmes de recherches pour en connaitre d’avantage sur les effets liés à l’état d'apesanteur, en vivant la tête en bas durant plusieurs semaines en étant, bien évidement, sous contrôle médical.
Les effets de l’apesanteur :
A première vue, ne plus ressentir son poids et à la place de marcher, pouvoir nager dans les airs, un grand nombre de personnes pourraient rêver de tester cette apesanteur ou même de vivre en apesanteur… Mais comme nous allons le découvrir, tout ceci n’est pas sans conséquences sur l’organisme humain et sa capacité à s’adapter aux forces de notre monde sur lequel nous vivons.
Parmi les malaises qui touchent les astronautes, un des plus vu est la perte de l’équilibre dès le passage en apesanteur. L’effet produit est quasiment le même que celui du mal de mère, n’importe qui que vous soyez, le passage à l’état d’apesanteur vous donnera une désagréable envie de vomir. Ceci se passe pour quelques passages dans cette apesanteur mais si un séjour à lieu, une étrange adaptation à cet état se produit. La personne en question va se plaindre d’avoir chaud et on peut constater physiquement que les veines de son coup vont enflées et que son visage gonflera. Tous les organes augmentent de volume, même le cœur. L’astronaute à alors du mal à se déplacer et aura des difficultés à exécuter le moindre mouvement. Un peu plus tard, l’organisme souffrira d’anémies et l’astronaute se plaindra de douleurs dorsales.
Si le séjour dure plus de deux mois, ces problèmes s’aggravent mais plutôt sur le long terme, sans lourdes conséquences immédiates. Ces problèmes affectent donc les astronautes à leur retour sur terre ou alors dans un milieu à gravité contrôlée.
Un astronaute sur trois perd la connaissance à son retour sur Terre, mais cet effet dure un cours instant et est passagé contrairement aux suivants.
Le plus gros problème est à suivre… Si l’astronaute reste en apesanteur pendant une longue durée, il peut grandir durant son voyage de plusieurs centimètres, mais sa masse musculaire va ,elle au contraire diminuée, tandis que les muscles des jambes se sont atrophiés. C’est à dire qu’elle se sont raccourcies et que leur poids et leur densité osseuse auront diminuées. Ce déficit de densité osseuse n’est pas retrouvé seulement sur les jambes mais aussi sur d’autres parties du corps humain.
A gauche, on peut observer une colonne vertébrale saine.
A droite, on peut observer une colonne vertébrale souffrante d’ostéoporose.
Pour plus de détails sur l’ostéoporose vous pouvez retourner au Dico des Maladies
Toute la force qu’un astronaute pouvait donc posséder avant sa mission est en quelque sorte extrêmement diminuée car n’importe quel exercice qu’il pourrait effectuer à son retour sur Terre peut lui casser n’importe quel os. Et pourquoi est ce que l'astronaute perd toute ses forces et toute cette densité osseuse ? Et bien parce que lorsqu'il est en apesanteur, il n’a besoin de presque aucun effort pour soulever les objets ou les pousser puisque tout flotte dans les airs. Malgré les nombreux exercices répétés chaque jours par ces astronautes pour essayer de rester en bonne santé, cela ne suffit pas et ça ne leur empêche pas de devenir extrêmement faible à leur retour sur Terre.
De plus, étant potentiellement volontaires pour la mission Mars One, voyage aux limites de l'extrême, nous nous sommes penchés sur les contraintes sans précédents quant à l'échappement de la gravité terrestre. Contraintes mettant à l'épreuve les capacités d’adaptation des astronautes ainsi que la révélation de la dimension conflictuelle de la motivation de l’astronaute. Les troubles psychiques susceptibles de survenir dans cet environnement hostile qui est l’espace sont nombreux. Les volontaire se doivent de mener une réflexion psychopathologique quant a leurs engagement et leurs collaboration. Ainsi l’exploration de l’univers, non sans incidence pour l’humanité, impose un questionnement éthique.
Les sorties extra véhiculaires
La sortie extra véhiculaire désigne une activité réalisée à l’extérieur d’un véhicule spatial par un astronaute. La plupart du temps, ces sorties servent à effectuer des réparations ou de l’entretien mais certaines sorties étaient aussi effectuer pour aller sur la surface de la lune par exemple. Lors de ces sorties, les astronautes ont un nombre défini de taches à effectuer dans un temps donné car en effet, leur combinaison sont équipé de réserves d’air pour 7h00. Ces missions sont souvent difficiles à exécuter du fait des courtes journée et nuits, de l’absence de gravité mais surtout de l’épaisseur de l’équipement qui est extrêmement gênante pour l’astronaute. Pendant toute la sortie, les astronautes sont attachés à la station, mais ils sont également suivis par le centre de contrôle sur Terre qui leur indiquent comment mené à bien leur mission. Les astronautes pendant leur préparation à la mission, sur Terre, effectuent un entrainement en piscine, équipés de leur combinaison, pour ainsi reproduire la microgravité, même si dans une piscine, ils seront attirés vers le fond.
Voici une photo d'une simulation aquatique. Vous pouvez voir que les astronautes sont en combinaisons, comme lors du jour J. Les plongeurs sur le côté sont là pour aider les astronautes : certains les aident à avancer sous l'eau, d'autres portent les outils etc…
Malgré toute cette préparation, les sorties extra véhiculaires peuvent être très dangereuses aussi bien physiquement que moralement pour un astronaute.
Tout d’abord, le risque de collisions avec des débris est très faible mais il est tout à fait possible que cela arrive. Les morceaux de fusées, satellites ou les outils perdus par des astronautes peuvent atteindre 28.000 k/h et à cette vitesse, même de petits objets peuvent causer d’énorme dégâts, qu’il soient sur la station ou les astronautes.
L’espace est un endroit extrêmement dangereux pour l’être humain car il n’y a pas d’oxygène et le manque de pression entraîne l'ébullition des liquides corporels. La température est très variable (entre -100 et 120 degrés Celsius). Il y a également beaucoup de radiations. Tous ces facteurs sont les raisons pour lesquelles l’astronaute ne pourrait pas survivre une seule seconde s’il n’avait pas sa tenue et si celle-ci est percé ou que le casque à une fissure, il n’est pas possible de survivre non plus hors de la station ou de la fusée. Un autre gros problème qui pourrait arriver serait que le câble de liaison qui relie l’astronaute à la station soit pour quelconque raison cassé ou détaché de la station. Dans ce cas là, il est alors impossible à l’astronaute de se diriger car il a besoin de quelque chose qui puisse le tirer ou le pousser. Jusqu’à aujourd’hui, aucun problème de ce genre là n’a eu lieu pendant une sortie mais en début janvier 2017, deux astronautes, Shane Kimbrough et Peggy Whitson intervenaient hors de la station internationale et ont perdu une grande couverture blanche. Cette couverture devait protéger une partie exposée de l’ISS contre les températures extrêmes et les micrométéorites. Ce problème là n’est pas des plus graves mais si des astronautes perdent quelque chose de plus important, cela pourrait vite devenir extrêmement dangereux.
Pour autant, qui ne rêverait pas, plus que tout au monde, d'être témoin de la petitesse de la terre, de sentir la pesanteur, d'être capable de se déplacer sans utiliser ses jambes... Ces sentiments, ces sensations propres à l'environnement hostile qui est l’espace sont des choses que personne ne peut décrire. Seuls les astronautes en sont capables.
Un sentiment rare et propre à chaque astronaute est ce sentiment d’interconnexion au moment où l’on observe la terre depuis l’espace. Seuls eux peuvent décrire cette euphorie, cette émotion extraordinaire qui fait réaliser à quel point chaque atome est relié, d’une certaine façon dans l’univers.
Ce phénomène, appellé de “The Overview Effect” est le terme employé pour décrire le décalage de la conscience quant à l’impressionnante expérience de regarder la Terre depuis son orbite. Tous les astronautes ayant voyagé dans l’espace en ont été témoins et racontent avec émerveillement cette inexplicable euphorie. Alors, qu’est-ce qui se passe lorsque le corps humain est dans l’espace ? Est-ce que l’apesanteur crée de nouvelles connexions dans le cerveau ? Ou est-ce une réaction humaine naturelle face à l’immensité de l’espace, qui pourrait provoquer des émotions néfastes ? Quelqu’en soit la raison, il semble que, même lorsque les astronautes sont de retour sur la terre ferme, ils ont profondément changé…
“Quand vous faites le tour de la Terre en une heure et demie, vous commencez à reconnaître que votre identité ne fait qu’une avec cette chose. Cela provoque un changement… il vous traverse si puissamment que vous êtes l’élément sensible pour l’Homme.” décrivait Rusty Schweikart à bord de son module lunaire Apollo 9. Nous pouvons de plus citer Edgar Mitchell, astronaute détenant le record de la plus longue promenade sur la lune (9 h et 17 min). Il se dit être submergé par cette expérience et avoir réalisé que tous les êtres vivants faisaient partie de la même chose, d’un ensemble synergique. C'était en effet, une euphorie interconnectée.
Comme un bateau au milieu de l’ocean, la station spatiale ne représente pas moins qu’une petite étoile. En effet, sa taille va jouer un rôle primordial sur la santé psychologique des astronautes qui se doivent de vivre ensemble. Il ne faut donc pas négliger la vie privée des collègues afin d'éviter les interactions qui ne peuvent avoir lieu sur la station. Pour atténuer les problèmes de confinement pendant le vol, il faut que les contacts avec la Terre ainsi que les divertissements (films, jeux) soient variés. D’autant plus que dans le cas du voyage sur Mars, le “time-lag” sera de plus en plus prononcé au fur et à mesure que le vaisseau s'éloignera de la Terre (de 3 à 23 minutes lumière, dans un seul sens, une fois sur Mars ). Comme je l'ai souligné auparavant, une des solutions pour ne pas laisser aux astronautes le temps de s’ennuyer est donc de les surcharger de travail. En effet, à l'aller, ils devront préparer leur mission sur le sol martien, au retour, étudier et interprêter les observations et les données qu'ils auront collectées durant leur mission. Ils seront, le reste du temps, en communication avec la Terre.
Avant de se pencher sur les solutions innovantes que nous avons découvertes, nous vous proposons les résultats d’une interview exclusive avec Matthieu Komorowski, médecin spatial actuellement employé par l’ESA (agence spatiale européenne).