La première sortie privée dans l'espace est un succès ! Ce que la mission SpaceX signifie pour la science

Polaris Dawn, la mission privée de SpaceX actuellement en orbite autour de la Terre, a déjà établi plusieurs records depuis son lancement le 10 septembre. Quelques heures après son décollage, le vaisseau Crew Dragon de la mission a atteint une altitude de 1 400 kilomètres, soit l'orbite la plus élevée au-dessus de la Terre réalisée par un vaisseau spatial avec équipage et la plus grande distance parcourue par des humains depuis les missions Apollo de la NASA à la fin des années 1960 et au début des années 1970. Et plus tôt dans la journée, deux membres de l'équipage, l'entrepreneur américain Jared Isaacman et l'ingénieure de SpaceX Sarah Gillis, ont réalisé la première sortie commerciale dans l'espace à une altitude maximale de plus de 700 kilomètres.

SpaceX va lancer des astronautes et ouvrir une nouvelle ère de vols spatiaux habités privés

« De retour à la maison, nous avons tous beaucoup de travail à faire, mais d'ici, la Terre ressemble vraiment à un monde parfait », a déclaré Isaacman, debout, la tête et le torse dépassant de l'écoutille du vaisseau spatial, se préparant à ses manœuvres de sortie dans l'espace.

Bien que ces étapes soient impressionnantes, ce qui est encore plus intriguant pour les chercheurs qui se sont entretenus avec Nature Voici ce que cette mission pourrait signifier pour l'avenir de la science spatiale. Avec des vols plus fréquents et des citoyens privés qui se rendent dans l'espace, il y aura davantage d'opportunités de réaliser des expériences en microgravité et de sonder les limites des voyages spatiaux habités.

« C’est probablement la période la plus passionnante de l’histoire des vols spatiaux depuis les années 1960 », déclare Christopher Mason, généticien au Weill Cornell Medical College de New York, qui dirige le Space Omics and Medical Atlas (SOMA), un important référentiel de données biomédicales sur les astronautes. « Nous disposons désormais de combinaisons spatiales, de vaisseaux spatiaux et d’une mission [that] « Ils viennent tous d'une entreprise privée, SpaceX, ce qui est vraiment la première fois que nous avons cette organisation indépendante de vols spatiaux. »

Mécanique spatiale

La possibilité pour les civils d'effectuer une sortie dans l'espace pourrait même signifier davantage de possibilités pour réparer les équipements scientifiques dans l'espace. En 2022, Isaacman a proposé que la NASA utilise une mission habitée de SpaceX pour propulser le télescope spatial Hubble de l'agence sur une orbite plus élevée afin de prolonger sa durée de vie. Le télescope est dans l'espace depuis 34 ans et descendra progressivement jusqu'à ce qu'il se consume dans l'atmosphère terrestre. La NASA a rejeté la proposition pour l'instant, invoquant les risques potentiellement catastrophiques pour Hubble et l'équipage.

Mais avec le succès des sorties extravéhiculaires actuelles, l'idée qu'une entreprise privée puisse réaliser des opérations spatiales aussi difficiles est devenue d'autant plus plausible. « Si Polaris Dawn réussit pleinement son EVA commercial, ce sera un pas en avant, et cela pourrait suffire à convaincre la NASA », déclare Laura Forczyk, directrice exécutive du cabinet de conseil spatial Astralytical à Atlanta, en Géorgie.

En attendant, Polaris Dawn livrera des résultats scientifiques après son amerrissage dans les prochains jours, soit dans le golfe du Mexique, soit dans l'océan Atlantique. Le vaisseau spatial Crew Dragon de la mission, baptisé RésilienceL'ISS mène 36 expériences menées par 31 institutions différentes du Canada, de l'Arabie saoudite et des États-Unis, dont plusieurs sont axées sur la santé des voyageurs spatiaux. « Nous avons beaucoup à apprendre », a déclaré Isaacman lors d'une conférence de presse le 19 août. « Si nous allons sur Mars un jour, nous aimerions pouvoir revenir en assez bonne santé pour en parler aux gens. »

Plus d'équipages, plus de données

Polaris Dawn est la première des trois missions Polaris prévues, financées et dirigées par Isaacman, le directeur général de la société de traitement des paiements Shift4, basée à Center Valley, en Pennsylvanie. L'un des objectifs du programme Polaris est de contribuer à faire progresser les ambitions de vols spatiaux habités de la société SpaceX basée à Hawthorne, en Californie. La troisième mission Polaris sera le premier vol habité du Starship de SpaceX, une méga-fusée entièrement réutilisable que la NASA a engagée pour transporter des astronautes dans plusieurs années à la surface de la Lune, dans le cadre de son ambitieux programme Artemis.

Comment quelques jours dans l'espace peuvent perturber la biologie d'une personne

Avant tout cela, Polaris Dawn teste quelques éléments de base. Tout d'abord, elle a présenté la combinaison EVA de SpaceX, la première combinaison de la société conçue pour protéger les humains du vide spatial. Gillis et Isaacman ont porté ces combinaisons pendant leur sortie dans l'espace. « Nous n'avons pas perdu de vue qu'un jour quelqu'un pourrait porter une version » de la combinaison en marchant sur Mars », a déclaré Isaacman lors de la conférence de presse du 19 août.

D'autre part, la mission étudie la santé des membres de l'équipage à bord. « Les vols spatiaux sont une Source de stress énorme », explique Jimmy Wu, directeur adjoint de l'Institut de recherche translationnelle sur la santé spatiale (TRISH) du Baylor College of Medicine à Houston, au Texas, qui collecte des données médicales sur les voyageurs spatiaux commerciaux, notamment sur l'équipage de Polaris Dawn.

Les chercheurs pensent que les vols spatiaux privés avec équipage permettront d’obtenir des réponses plus rapidement sur les effets des vols spatiaux sur la santé que les missions gouvernementales avec des astronautes formés, car ils décollent plus souvent. « Il est très difficile d’étudier les astronautes, car il faut beaucoup de temps pour en faire participer 10 ou 12 au cours de missions de six mois », explique Leigh Gabel, kinésiologue à l’Université de Calgary au Canada, qui étudie les effets de la microgravité sur la santé osseuse. « Les voyages spatiaux privés pourraient nous donner un réel avantage. »

Comment le corps gère l'espace

L'équipe de Gabel prendra des radiographies haute résolution des poignets et des chevilles de l'équipage de Polaris Dawn une fois qu'ils seront de retour sur Terre, afin de mesurer les effets de plusieurs jours de microgravité sur la structure osseuse. Ses travaux précédents sur les astronautes ayant passé du temps à bord de la Station spatiale internationale ont montré que des mois de microgravité peuvent provoquer un affaiblissement de la structure interne des os porteurs, comme ceux des jambes, d'une manière qui ne guérit pas complètement même un an après le retour sur Terre¹.

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Plusieurs chercheurs utilisent également Polaris Dawn pour mieux comprendre le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux (SANS), une pathologie qui provoque des changements permanents, voire des lésions, de la vision des astronautes. Les scientifiques soupçonnent que le SANS est dû à l'accumulation de liquide dans l'œil, qui s'écoulerait normalement sous l'effet de la gravité terrestre. l'ophtalmologue Prem Subramanian et la chercheuse en santé spatiale Allie Hayman de l'université du Colorado à Boulder, les membres de l'équipage de Polaris Dawn portent chacun une lentille de contact « intelligente » qui peut enregistrer la pression du liquide dans l'œil.

D'autres chercheurs étudieront les effets de l'exposition aux radiations spatiales (particules chargées de haute énergie) sur le corps en analysant l'ADN, l'ARN et d'autres échantillons biologiques prélevés sur l'équipage de Polaris Dawn. Fait important, Polaris Dawn représente la première fois que bon nombre de ces analyses seront effectuées sur le même vaisseau spatial au cours de deux missions différentes : Isaacman a également participé aux recherches de SOMA et TRISH lorsqu'il a commandé Inspiration4, une mission orbitale entièrement civile opérée par SpaceX en 2021.

Isaacman est « l’un des êtres humains les mieux caractérisés qui ait jamais existé », affirme Mason. « Il est la meilleure chance que nous ayons de comprendre ce qui arrive au corps avant d’aller dans l’espace, et ce qui se passe ensuite à chaque fois que vous allez dans l’espace. »