Voyager dans l’espace, part 2

Bon, se déplacer du point A au point B est bien beau –et déjà assez compliqué – pour un vaisseau spatial, habité ou non ; mais cela ne règle pas le problème d’y séjourner et d’y survivre de manière sécurisée pendant le trajet. Et on ne parle même pas d’y vivre et d’y fonder un foyer avec des enfants et tout le reste !

Et là, c’est un véritable casse-tête, qu’il a bien fallu résoudre quand l’exploration spatiale, au 21^ème siècle, a cédé la place à la colonisation spatiale au cours du 22^ème siècle. Cela ne s’est pas fait sans nombre d’incidents et quelques drames et, vous allez rire, mais la plupart des problèmes et leur solution ne sont finalement que la mise en application et l’amélioration de ce qui avait déjà été formalisé pendant la première vague de l’exploration spatiale entre les 20^ème et 21^ème siècles.

Bon, et donc, comment cela se passe, alors ? On va donc en parler, en évitant, comme toujours de commencer à tomber dans la leçon de science, après tout, vous n’êtes pas là pour cela.

4- L’habitabilité spatiale

L’espace n’aime pas du tout les êtres humains : le vide spatial, c’est l’absence de toute pression, de toute atmosphère, de toute pesanteur, des radiations et des températures extrêmes. Un homme en combinaison spatiale, éclairé par le soleil, teste d’ailleurs un phénomène impressionnant, celui d’avoir son côté éclairé qui cuit, alors que le coté à l’ombre gèle. Et sur tous les corps célestes dépourvus d’atmosphère, c’est à peu près la même histoire. Sur les corps qui en ont une, même la fugace atmosphère de Mars, les conditions externes sont certes parfois plus clémentes, mais elles sont quand même toutes mortelles. L’humain n’est pas fait pour vivre hors de la Terre et, pour y parvenir, il doit emporter avec lui le plus possible des conditions terrestres et les maintenir aussi bien et aussi longtemps que possible.

L’air et l’eau

Donc, l’être humain, pour vivre dans l’espace, doit s’assurer que dans son habitat, il y a de la chaleur confortable, de la pression, de l’air, de l’eau, de la nourriture, ce qui est en gros l’essentiel de ses besoins. Mais il s’avère qu’il a aussi besoin d’avoir de la pesanteur, une protection contre les radiations et même de la lumière solaire, sans oublier qu’il doit emporter tout le nécessaire pour régler ses problèmes de santé et il va en avoir. Et tout cela prend de la place, de l’énergie et il vaut mieux que ça ne tombe pas en panne.

L’air et l’eau, ce ne furent pas de très gros problèmes : il suffit d’en emporter en quantité suffisante, ce qui assure d’ailleurs la pression atmosphérique idéale aux conditions de vie humaine et de pouvoir recycler le tout. Pour la chaleur, radiateurs et isolation ne sont pas non plus un réel souci. Les technologies nécessaires au recyclage de l’eau et de l’oxygène ont bien évolué et permettent même de traiter et recycler le CO2, ce qui fait toujours cela de moins à transporter en volume. Ceci dit, les réserves d’eau et d’oxygène liquide font partie des éléments vitaux d’un véhicule spatial habité. Le support de vie essentiel n’est pas un problème, mais en général, les systèmes de recyclage, comme les réservoirs, sont toujours redondants : il y a le plus souvent trois systèmes, indépendants, pour que deux puissent prendre le relais si l’un d’eux venait à défaillir. Ils font donc aussi partie des équipements les plus encombrants.

Ceci dit, un des systèmes privilégiés du supporte de vie, quand on a assez de place, c’est la filtration du CO2 et de l’eau par les plantes et des bactéries. Des algues bleues et des végétaux ont été sélectionnés et modifiées génétiquement pour optimiser les rendements et supporter la microgravité. Ces systèmes végétaux exigent de l’espace, de la lumière solaire, des nutriments et un petit surcroît d’eau à transporter mais ont deux gros avantages : ils ne tombent que difficilement en panne et aident à régler un autre problème, celui de la nourriture. Ceci dit, ce sont des êtres vivants qui ne sont pas copains avec les conditions extrêmes de l’espace et, en cas d’accident comme une brèche, ces systèmes peuvent vite s’effondrer. Mais dès qu’on est dans un habitat assez vaste, on trouve de ces systèmes biologiques partout, sans oublier de véritables jardins, voire des parcs complets dans certaines stations spatiales.

La nourriture

Pour la nourriture, le problème n’est pas non plus trop insoluble en général. Il pose surtout un nombre de contraintes et de difficultés annexes qui ne sautent pas forcément aux yeux. La nourriture dans l’espace, ce sont à l’origine des rations faciles à stocker, hautement énergétiques et on peut même assez facilement en prévoir, si besoin, un surplus car la version la plus élémentaire des provisions, lyophilisés, concentrées et conditionnées, ne prend guère de place et se conserve très longtemps. La forme que prennent ces rations, des sachets avec opercule étanche, pour passer directement la nourriture à la bouche, permets aussi d’éviter de se retrouver avec des déchets biologiques flottant en apesanteur et allant se glisser ici et là.

Mais le souci, c’est tout ce qu’il y a autour de la notion de se nourrir, en fait. Les rations en sachets lyophilisés prêtes à consommer, ça fait le job efficacement du point de vue apports nutritifs essentiels, mais on a très vite réalisé que pour le moral, et donc la santé mentale des résidents en habitat spatial, c’était pas du tout ça. C’est bête, mais bien manger est une constituante importante du soutien psychologique des êtres humains, et cette carence a des effets sur la santé de tout astronaute.

Et c’est là qu’entre en jeu l’une des raisons d’avoir besoin de pesanteur dans un habitat spatial : cuisiner, servir et manger un bon petit plat chaud est presque impossible en absence de gravité, pour des raisons évidentes ; sauf à vouloir faire voler de la bouffe partout dans votre habitacle et risquer de compromettre tôt ou tard votre sécurité. Et vous allez voir que ce problème, celui d’avoir une pesanteur pour faciliter les activités les plus simples d’homo sapiens, vous allez le retrouver partout. En fait, s’il y a deux choses qui ont freinés la colonisation spatiale avant tout, c’est bien, avec les radiations, le souci d’avoir une pesanteur… entre autres, pour pouvoir enfin cuisiner et manger à peu près confortablement. Et ce besoin ne s’arrête pas là, on va en parler ci-dessous.

Pour la nourriture dans les habitats spatiaux, on peut donc conclure qu’on trouve deux grands types. Il y a les produits frais et ingrédients transformables, destinés à cuisiner quand on a de la pesanteur ; il en faut un minimum, ceci dit, et en général, personne n’essaye de cuisiner à moins de 0,25 G. Et il y a les aliments prêts à consommer sous sachet étanche, qui sont destinés à s’alimenter en microgravité. En général, les seconds ne sont utiles que dans un cadre de travail ou d’industrie, où il est probable que le milieu sera parfois en microgravité. Mais la plupart des équipages spatiaux prévoient une réserve d’urgence, même dans une station spatiale. On ne sait jamais ce qui pourrait tomber en panne et combien de temps il faudra attendre les secours.

La pesanteur

Donc, sans pesanteur, pas de cuisine et vive les sachets d’eau et de rations protéinées. Mais l’impesanteur a beaucoup d’autres effets sur n’importe quel quidam, même né dans l’espace. L’organisme humain est fait pour vivre à 1G et, plus la pesanteur est faible, plus il subit de modifications et de problèmes de santé, dont certains sont immédiats.

Déjà, on commence par le mal de l’espace, qui est une nausée similaire au mal des transports et qui frappe 40% des personnes confrontés à l’absence de gravité. Rien ne permets de savoir d’avance qui sera malade (on peut avoir le parfait pied marin, et être malade comme un chien dans l’espace) et l’adaptation prends deux à trois jours, durant lesquels, même avec des traitements médicaux efficaces, l’astronaute va quelques soucis pour travailler. Le voyageur qui vient de la Terre pour un petit séjour de vacances spatiales et veut tester la gravité zéro peut très vite regretter son idée.

Ensuite, dans les effets immédiats, il y a la redistribution des fluides vitaux en absence de pesanteur : le voyageur se retrouve avec son organisme qui ne sait plus gérer entre hypervolémie et hypovolémie sanguine. Le sang monte à la tête, créant une pression qui génère maux de tête et vertiges, mais aussi des problèmes cardio-vasculaires.

Et, à moyen terme, on attaque les adaptations à la faible gravité et son lot de problèmes de santé et la liste est longue, On en parle en détail plus bas, nous n’allons donc pas nous attarder. Mais ces effets apparaissent assez vite ; il suffit d’une semaine en microgravité pour avoir le corps qui se mets à grandir (vraiment, genre six ou sept centimètres, qui seront perdus une fois revenus en gravité terrestre), une perte musculaire qui peut atteindre le système cardio-vasculaire, un début d’ostéoporose, etc. Même l’acuité visuelle est affectée par la microgravité ! Et une plaie ouverte, en impesanteur, est rapidement un cauchemar, car le sang, pour coaguler efficacement, a besoin de gravité…

Jusqu’à l’apparition de la technologie antimasse et sa capacité à permettre de générer une pesanteur artificielle, la seule solution, c’était celle d’en créer par rotation. Ça ne pose pas trop de soucis pour des grands habitacles spatiaux genre stations orbitales, mais sur de plus petits habitats, y compris des vaisseaux spatiaux, c’est nettement plus compliqué et pas forcément très efficace. Ceci dit, dès 2115, les générateurs antimasse et les piles Shisptone ont réglé ce qui a constitué un énorme problème logistique jusque-là. L’antimasse est ainsi déployée dans toutes les structures habitées dans l’espace et sur les corps célestes à faible gravité, y compris les habitats lunaires. La norme y est de 0,25 G, c’est-à-dire qu’un humain y pèse le quart de son poids sur Terre. À cette pesanteur, les activités humaines peuvent être effectuées sans handicap, pour un coût énergétique raisonnable.

Ceci dit, la gravité artificielle, cela consomme tout de même et il faut certains impératifs structurels pour les installer. Les résidents hors-sol ont donc coutume de se retrouver souvent en faible pesanteur ou en microgravité, certains secteurs de travail se passant d’antimasse si cette dernière n’est pas indispensable. C’est le cas des docks, des entrepôts, des grands chantiers navals et autres exploitations minières, etc. Même les fermes souterraines de Luna sont à la pesanteur de la Lune, quand leurs logements et lieux publiques bénéficient de l’antimasse et d’une gravité de 0,25 G. Oui, quand on circule dans l’espace, il vaut mieux ne pas oublier ses chaussures et ses gants à adhérence VW (du nom de la force de Van der Waals, qui explique la liaison entre atomes et qu’exploitent des animaux comme les geckos pour adhérer à n’importe quoi) si on ne veut pas se retrouver à flotter ici et là, sans pouvoir se diriger si on n’a pas un entrainement complet à ce genre d’acrobatie.

Et comme vous le dirait n’importe quel lunien ou ouvrier spatial : vous ne savez pas à quel point la pesanteur est une bénédiction jusqu’au jour où vous devez aller vous soulager aux toilettes en microgravité. Ceci dit, c’en est aussi une pour pouvoir dormir dans une couchette, surtout si on a le sommeil agité, ou encore si on a envie de prendre une vraie douche. Et la pesanteur, en cas d’incendie dans un habitacle spatial, fait toute la différence entre un accident et un drame catastrophique : un incendie en impesanteur est presque incontrôlable.

Les radiations

Dernière complexité à l’habitabilité dans l’espace : les radiations. Oui, l’espace a beau avoir l’air vide, il est parcouru par des particules de haute énergie, issues du rayonnement solaire et du rayonnement cosmique, qui bombardent un peu tout ce qui bouge. Pour faire simple, dans l’espace, un astronaute est exposé à 100 à 1000 fois plus de radiations que la moyenne sur Terre. Des radiations qui ne sont, on s’en doute bien, pas sans effet délétère sur la santé du dit astronaute.

Pour les gens calés en science au fond à droite, la limite légale des travailleurs exposés au rayonnement au 21^ème siècle est de 20 mSv (milliSievert) par an. La moyenne d’exposition d’un astronaute dans l’ISS (la station spatiale internationale), c’est 260 mSv/an. Pour comparaison, un passage en scanner CT du corps entier, c’est une dose de 10 à 20 mSv. À partir d’une dose de 500 mSv/an (la dose endurée par les nettoyeurs de Tchernobyl) on mesure une augmentation notable de la morbidité. À partir de 1000 mSv/an, on est officiellement atteint du mal des rayons, avec des risques de développer une affection mortelle radio-induite.  Oui, soudain, on réalise l’étendue du problème, hein ?

Et si la Terre ne connait pas ce genre de soucis, c’est que sa magnétosphère est une très efficace barrière contre ces radiations. Il y a, ailleurs dans le système solaire, d’autres corps avec des magnétosphères ; on peut citer celle de Jupiter, la plus connue. Mais celle-ci, au même titre que pour les autres géantes gazeuses, est si puissante qu’elle émet son propre champ de radiations mortelles, ce qui constitue d’ailleurs le plus grand danger pour les sondes automatisées qui frôlent ces astres. Bref, des radiations, il y en a partout et, pour vivre dans un habitat spatial à peu près sécurisé, il faut trouver comment protéger ses occupants et ses composants fragiles de ces rayonnements.

Les premières méthodes testées au 21^ème siècle consistaient à employer l’eau et les provisions de bord comme bouclier improvisé pour atténuer le rayonnement. Une autre méthode était d’améliorer les blindages en évitant un accroissement de poids. Et, pour finir, les astronautes suivaient des traitements médicaux anti-rayonnement pour ralentir l’apparition d’effets nocifs. Il y avait déjà plusieurs projets assez avancés de boucliers à plasma, une petite magnétosphère artificielle crée par un champ de plasma magnétique. Sans surprise, malgré la simplicité relative d’une telle technologie, le gros souci, c’était de trouver comment l’alléger, la blinder et l’alimenter en énergie. Et jusqu’à l’arrivée des piles Shipstone, au début du 22^ème siècle, le moins qu’on puisse dire est que le bouclier plasma restait une technologie énergivore, fragile et peu fiable, réservée uniquement aux voyages spatiaux au long cours ou des plus risqués.

De manière fort rassurante, la technologie des blindages anti-rayonnement et des boucliers plasma a particulièrement évoluée. D’une part, les matériaux modernes dotés de propriétés supraconductrices à haute température ont rendu les boucliers à plasma magnétique nettement plus stables et économes en énergie, qui aujourd’hui ne manque pas ; d’autre part, les plaquages anti-rayonnement achèvent de fournir une protection contre les radiations tout à fait efficace… en conditions normales.

Pourquoi on précise : en conditions normales ? Parce que les cas de fortes émissions, comme l’orbite basse de Jupiter, ou les tempêtes solaires, mettent les capacités de protection contre le rayonnement à rude épreuve. Les blindages antiradiations et les boucliers plasma n’offrent pas une protection suffisante en cas d’émissions exceptionnelles et ces derniers peuvent même tomber en panne sous des rayonnements trop puissants. Bref, ça fonctionne bien, mais ça ne fonctionne ni tout le temps, ni à 100% d’efficacité.

Et bien entendu, même si les scaphandres et équipements individuels sont eux aussi pourvus de ces protections améliorées, toute sortie hors d’un habitacle blindé revient à une exposition accrue aux rayonnements : Certes, cette exposition reste faible, mais elle n’en est pas moins là et tout ouvrier spatial se fait donc régulièrement irradier. Bien sûr, les traitements anti-rayonnement permettent de lutter encore contre les pires risques… mais tout le monde n’a pas forcément les moyens pour en bénéficier efficacement. Et, de temps en temps, un accident arrive, avec un astronaute qui se retrouve lourdement irradié. Ceci dit, les risques d’une exposition mortelle à bref délai pendant une opération extravéhiculaire sont très rares.

5- Les problèmes de santé

Vous commencez à avoir un bon aperçu des problèmes de santé liés à la vie hors-sol avec tout ce que nous avons abordés.  Le fait est qu’un lunien natif ou un colon de la Ceinture ou du système joviens ne sont pas épargnés par ces problèmes et les conséquences de l’adaptation à un milieu de faible gravité et de radiation élevée. Un astronaute en séjour longue durée connaitra lui-même des changements biologiques qui induiront des problèmes de santé qui ne disparaitront pas tous en claquant des doigts une fois revenu sur Terre.

Ceci dit, même si rien n’est si simple, les humains s’avèrent plutôt solide quand il s’agit de s’adapter à de nouvelles conditions et à récupérer et la médecine régénérative du 23^ème siècle est particulièrement efficace. À condition d’avoir accès à de bons traitements médicaux, les résidents des habitats spatiaux s’en tirent assez bien en moyenne. Mais leur espérance de vie en cas de séjour prolongé est affectée : l’écart moyen est de 12 à 15 ans, ce qui n’est pas négligeable. En résumé, il y a quand même des dégâts.

La faible pesanteur induit des problèmes cardio-vasculaires difficilement réversibles, une ostéoporose précoce, une altération du système immunitaire et une atrophie musculaire qui conduit à des handicaps aux longs efforts et une fatigabilité accrue. Il y a aussi une perte de la vue provoquée par la pression intracrânienne. Cette dernière n’affecte que peu les natifs, mais pour les autres, il faut des traitements spécifiques pour ne pas finir myope.

Les radiations causent l’apparition accrue de cataracte, un risque substantiel de cancers, des cas d’altération du système nerveux avec des affections cognitives, des altérations du comportement ou des fonctions motrices. Tout cela se soigne, mais certains traitements sont à vie et le risque que ces différentes affections finissent par apparaitre reste accru.

Enfin, il y a les effets psychologiques, un peu compliqués à mesurer et contenir. Mais pour les natifs, s’exposer à un monde ouvert, avec un ciel sans toit, des tas d’odeurs biologiques, du vent et un horizon sans fin occasionnent un stress important. Pour tout le monde, sans oublier les terriens qui deviennent assez vite claustrophobes dans les espaces confinés des habitats spatiaux, l’autre risque important, c’est la tension née des interactions interpersonnelles. Tout le monde doit vivre serrés les uns contre les autres et, selon la mission ou les incidents de bord, tout le monde peut soudain se retrouver sous tension, ce qui peut faire éclater tous les conflits liés à ces interactions.

La promiscuité, le manque d’intimité et d’un espace personnel vaste, le fait d’être cloitré dans des habitats nécessitant de respecter des mesures précises de sécurité, et qui sont parfois dangereux, induit des stress importants. Soit, on pourrait se dire : sauf si ces terriens sont des Parisiens du 21^ème siècle ; ça ne devrait pas les changer beaucoup, en fin de compte. Mais la promiscuité dans les habitats spatiaux est autrement plus importante que dans un pâté de maisons de Paris et, sur Terre, ce genre de villes surpeuplées et animées en permanence, où tout le monde est accoutumé à se serrer comme des rangs de sardine en boite, ça n’existe plus depuis deux siècles.

Il faut donc prévoir pas mal de moyens efficaces et sous contrôle de pouvoir lâcher prise pour éviter ce stress. Dans ce domaine, les SIRM sont un traitement recommandé, qui permet d’éviter le recours à d’autres palliatifs plus risqués, comme la mise en danger ou les drogues. Le stress et les problèmes induits sont pris au sérieux ; une des principales causes d’accidents dans l’espace ont pour cause un incident lié au stress qui n’a pas été géré à temps.

Le problème de la perpétuation

Oui, ce petit souci de santé là mérite qu’on s’y attarde, parce que, pour fonder une colonie prospère, il faut des enfants et, vous allez rire, mais ça n’a rien de trivial dans l’espace !

Un fait, étudié au cours de la fin du 21^ème siècle, mais déjà constaté dès le début de ce siècle, c’est que les enfants des astronautes, que ce fut après un bref ou un long séjour spatial, sont des filles, à 80% des cas ; un phénomène qui touche d’ailleurs aussi les pilotes d’avions de chasse. L’exposition accrue aux radiations est bien sûr la première coupable, ce qui a été vérifié et ne fait plus doute au 23^ème siècle. Ces enfants n’ont aucun souci de santé… juste que quatre sur cinq seront de sexe féminin. Et la médecine régénérative peut faire des miracles, elle n’a guère d’effet là-dessus.

Dans l’espace, la procréation par accouplement sexuel, cela donne donc des résultats franchement déséquilibrés en matière de population. La seule alternative, qui est appliquée sur Luna, c’est la procréation médicalement assistée, histoire de pouvoir trier les ambryons et éviter ce déséquilibre… ce qui complique un peu les choses du point de vue éthique, vu que les parents veulent peut-être choisir le sexe de leur futur enfant, mais est-ce prudent d’accepter, au risque d’avoir d’autres déséquilibres ?

Toujours est-il que si copuler c’est facile – encore que les gens qui ont fait l’amour en microgravité tendent à dire que ce n’est pas si génial que ça ; le moindre mouvement brusque, et hop, on est propulsé dans tous les sens et on se cogne à tout ce qui bouge – procréer, dans l’espace, c’est autrement plus compliqué –là encore, la gravité, toute la vie sur Terre s’en sert pour procréer et en impesanteur, ça devient beaucoup plus incertain et inefficace – et avec des résultats qui posent des soucis pour la perpétuation.

Pour conclure, ce fameux déséquilibre existe déjà sur Luna. Le rapport entre sexes étudié dans les CCS est de plus de 3 sur 5 et il y a une prévalence supérieure à la moyenne sur Terre d’intersexuation et de transidentité. Chez les luniens, comme partout dans l’espace, des lois limitent sévèrement la procréation non assistée pour éviter une explosion du déséquilibre. Mais dans tous les cas, le milieu spatial, même sous les dômes et les colonies souterraines de Luna, est toujours plus rayonnant que sur Terre et induit des déséquilibres qui ne peuvent être que compensés, avec un plus grand nombre d’incidents fœtaux qui conduisent à des variations plus nombreuses des genres dans les populations exposées. Pas que cela dérange trop la Nouvelle Humanité en général, elle vit très bien avec cela. Mais cela rends plus compliquée la prospérité à moyen terme de toute colonie dans l’espace.