La firme israélienne StemRad présentera sa combinaison anti-radiations sur Artemis I

La société israélienne StemRad, qui a développé des combinaisons de protection contre les radiations destinées aux astronautes, aux secouristes, aux militaires, aux employés de l’industrie nucléaire et au personnel médical, se prépare à faire une démonstration importante de sa technologie lors de la mission Artemis I de la NASA, à la fin du mois.

Le programme Artemis de la NASA, dévoilé pour la première fois en 2017, devrait envoyer des astronautes sur la surface lunaire au cours des prochaines années dans le but d’y établir une présence humaine à long terme en guise de préparation aux futures missions vers Mars. Israël a officiellement adhéré au programme Artemis au mois de janvier.

La mission Artemis I, prévue le 29 août, sera le premier vol d’essai sans équipage de la nouvelle fusée Space Launch System (SLS) de la NASA et du vaisseau Orion, lequel est censé transporter des astronautes de la Terre à l’orbite lunaire et vice-versa. Artemis II, prévu pour 2024, sera le premier vol en équipage du SLS et d’Orion. Artemis III devrait être la première mission avec équipage à se poser sur la Lune en 2025 et le premier vol en équipage de l’atterrisseur Starship HLS (Human Landing System), en cours de développement par SpaceX d’Elon Musk.

Dans le cadre de la mission Artemis I sans équipage, StemRad évaluera les qualités protectrices de l’AstroRad, une combinaison anti-radiations codéveloppée avec Lockheed Martin pour protéger les organes vitaux des rayons gamma nocifs, sur des analogues humains (ou mannequins) à bord de l’Orion.

Les mannequins humanoïdes, appelés « fantômes anthropométriques de rayonnement », sont fournis par le Centre aérospatial allemand (DLR), partenaire d’une étude sur les performances de l’AstroRad dans l’espace. Baptisée Matroshka AstroRad Radiation Experiment (MARE), l’étude fournira une analyse comparative des deux fantômes féminins – l’un appelé Zohar, qui portera l’AstroRad, et son homologue non protégé, Helga.

Les fantômes (nommés matroshkas dans le milieu aérospatial) sont constitués de matériaux qui imitent les os, les tissus mous et les organes des corps de femmes. Ils contiennent des milliers de détecteurs de rayonnement qui fourniront aux chercheurs une carte très précise de la dose de rayonnement absorbée par les humains.

Les fantômes à forme féminine Zohar (au premier plan), avec la combinaison AstroRad, et Helga (à l’arrière-plan), sans. (Crédit : NASA/StemRad)

C’est la première fois que la pénétration des rayonnements dans le corps humain sera mesurée dans l’espace lointain.

L’expérience est en cours de préparation depuis des années et constitue un grand moment pour StemRad, qui avait initialement signé pour faire partie de la mission en 2018.

Le Dr Oren Milstein, PDG et directeur scientifique de StemRad, a déclaré dimanche au Times of Israel qu’il « a eu des doutes sur la faisabilité de cette expérience, il y a eu des moments d’anxiété, mais nous sommes maintenant proches de la ligne d’arrivée.  »

S’exprimant depuis Tampa, en Floride, où il est actuellement basé pour développer le marché des produits de StemRad, Milstein a fait part de l’excitation et de la satisfaction ressenties au moment où la société espère pouvoir « valider la technologie et être en mesure de voler lors de missions avec équipage. »

Milstein a expliqué que les modèles féminins ont été choisies parce que « les femmes sont plus sensibles aux effets des radiations spatiales, et nous avons donc décidé de commencer par relever le défi le plus difficile », mais l’AstroRad est conçu pour protéger aussi bien les hommes que les femmes.

Qui plus est, la NASA a déclaré que les astronautes de l’Artemis III comprendront la première femme (et la première personne de couleur) à faire ce voyage, a-t-il noté.

La protection contre les radiations avant tout

Milstein a déclaré que StemRad était la seule entreprise au monde à se consacrer à la protection contre les radiations en utilisant des technologies avancées.

Cette société israélo-américaine a été créée après la catastrophe nucléaire de Fukushima en 2011 afin de mettre au point une protection pour les premiers intervenants exposés aux rayonnements gamma très pénétrants émis lors de tels incidents. Les combinaisons anti-radiations de StemRad sont désormais utilisées pour protéger les travailleurs des réacteurs nucléaires, les premiers intervenants en radiologie, les médecins et les militaires, ainsi que les astronautes.

L’approche de StemRad consiste non pas à protéger l’ensemble du corps, mais à protéger de manière sélective les organes particulièrement sensibles aux rayonnements, comme la moelle osseuse des hanches et des vertèbres, ainsi que le système gastro-intestinal.

Une photo de la combinaison AstroRad prise par l’équipage de l’ISS en janvier 2020. (Crédit : NASA)

L’exposition aux rayonnements gamma peut entraîner le mal des rayons (officiellement connu sous le nom de syndrome d’irradiation aiguë) – la destruction accélérée des cellules sanguines et l’incapacité de l’organisme à les reconstituer en raison des dommages subis par la moelle osseuse, indispensable pour générer de nouvelles cellules. Cinquante pour cent de la moelle osseuse du corps est située dans les zones de l’aine et du centre du corps, les parties protégées par les combinaisons StemRad, garantissant ainsi une protection contre les effets du mal des rayons tout en permettant aux opérateurs de conserver leur liberté de mouvement nécessaire pour aider les autres.

Pour l’AstroRad, StemRad a étendu la protection au torse pour protéger les tissus et les organes tels que les poumons et le côlon, afin de réduire les événements qui entraînent des décès dus à l’exposition aux rayonnements (REID), comme le cancer, et de diminuer la possibilité de maladie due aux rayonnements en raison des événements de particules solaires (SPE). Les SPE sont des phénomènes solaires au cours desquels le soleil émet des radiations pendant les orages magnétiques. Ils peuvent présenter de graves risques pour la santé des astronautes lors de mission dans l’espace.

Le noyau protecteur de l’AstroRad. (Crédit : StemRad)

Milstein a expliqué que le vaisseau spatial Orion transportant Zohar et Helga équipés de l’AstroRad traversera l’orbite terrestre basse et l’espace lointain où il sera exposé à des rayonnements intenses et peut-être à des particules solaires susceptibles de déclencher le mal des rayons afin de mieux étudier les capacités de protection de la combinaison.

Avec une protection adéquate contre les particules d’énergie solaire, les membres de l’équipage d’un vaisseau spatial pourraient continuer à travailler et à atteindre les objectifs de leur mission tout en restant protégés.

Bien qu’une rencontre avec une éruption solaire ne soit pas assurée, Orion traversera les ceintures de radiation de Van Allen, des zones de particules chargées énergétiques qui émanent des vents solaires. Situées dans la région interne de la magnétosphère terrestre, ces ceintures permettent de tester la combinaison AstroRad dans des conditions similaires à celles d’une éruption solaire.

Au cours de la mission qui durera environ 40 jours, StemRad et ses partenaires « recueilleront des données très importantes qui permettront de déterminer dans quelle mesure la combinaison protège Zohar par rapport à Helga. Nous obtiendrons des données et, avec un peu de chance, un événement de particules solaires à étudier. »

Une image fixe tirée d’une vidéo de la NASA d’une éruption solaire qui a fait irruption sur le côté droit du soleil le 2 octobre 2014. (Crédit : Wiessinger/NASA/SDO)

Ces données s’ajouteront aux recherches existantes et en cours recueillies à bord de la Station spatiale internationale (ISS), où l’équipage porte l’AstroRad depuis 2019, afin d’examiner la facilité d’utilisation du produit et de permettre à StemRad de procéder à des ajustements avant les missions Artemis avec équipage.

« Sur l’ISS, nous avons étudié les caractéristiques ergonomiques de la combinaison. Il y a des choses que vous ne pouvez voir qu’en microgravité, et nous avons une liste d’améliorations – rien de majeur – basée sur les commentaires de l’équipage », a déclaré Milstein.

Après la mission Artemis I, « nous aurons deux séries de données et nous nous réunirons en Israël et aux États-Unis pour décider de la meilleure façon d’optimiser le gilet », a-t-il expliqué.

Une photo du gilet AstroRad à bord de l’équipage de l’ISS en janvier 2020. (Crédit : NASA)

Les considérations porteront sur le confort, la facilité d’utilisation et la protection, a-t-il précisé. StemRad évaluera comment « optimiser le confort sans compromettre la protection » et décidera si un nouvel ajustement est nécessaire.

« Nous verrons si nous devons sacrifier la masse ou le blindage [de la combinaison], comment l’optimiser et le faire de la manière la moins nuisible possible », a déclaré Milstein.

StemRad dispose de bureaux à Tel Aviv et à Tampa et d’une équipe « moyenne et légère » d’environ 20 personnes, a déclaré Milstein. L’équipe compte des experts en biologie, des physiciens nucléaires, des designers industriels et une équipe scientifique comprenant trois lauréats du prix Nobel.

Selon Milstein, la petite société a travaillé dur au cours des dix dernières années pour développer sa technologie et arriver à ce stade, et a obtenu des subventions de l’Autorité israélienne de l’innovation et de Space Florida. Elle a aussi établi des liens étroits avec l’Agence spatiale israélienne, le Centre aérospatial allemand et Lockheed Martin, sous-traitant principal d’Orion.

« Toute l’équipe de StemRad a travaillé d’arrache-pied à la conception, à la mise au point et à l’amélioration d’AstroRad et nous sommes convaincus qu’elle relèvera avec brio les défis de la mission Artemis I », a déclaré Milstein dans un communiqué de presse avant le lancement.

Artemis

Plus d’une douzaine de pays – dont l’Australie, le Canada, les Émirats arabes unis, l’Italie, le Mexique, le Japon, la Corée du Sud et Israël – ont signé les accords Artemis dirigés par la NASA, un accord signé pour la première fois en octobre 2020 qui établit des partenariats avec les agences spatiales des nations dans le cadre du programme Artemis. Ce programme prévoit également la coopération avec l’Agence spatiale européenne et les opérateurs américains de vols spatiaux commerciaux.

Illustration fournie par SpaceX qui montre l’atterrisseur humain SpaceX Starship qui transportera les premiers astronautes de la NASA sur la surface de la Lune dans le cadre du programme Artemis. (Crédit : SpaceX/NASA/AP)

La NASA cherche à établir une présence durable sur la Lune et à en tirer des enseignements pour planifier un voyage avec équipage vers Mars dans les années 2030. Le programme Artemis espère construire un avant-poste permanent sur la Lune, comprenant l’Artemis Base Camp sur sa surface et Gateway, sa station en orbite lunaire.

Les accords Artemis reposent sur dix principes destinés à régir l’exploration civile de l’espace et comprennent l’exploration pacifique, la transparence, la publication de données scientifiques, l’assistance d’urgence au personnel de tous les pays et l’utilisation des ressources spatiales conformément au traité sur l’espace extra-atmosphérique de 1967, qui constitue la base du droit international de l’espace.

Shoshanna Solomon a contribué à cet article.