Maintenir les astronautes en forme lors de longues missions spatiales est l'un des défis les plus complexes de la médecine spatiale. À bord de la station spatiale internationale, les membres d'équipage doivent consacrer deux heures par jour à l'exercice physique pour contrer les effets dévastateurs de la microgravité sur leurs muscles. Mais quel est précisément le seuil de gravité en dessous duquel le corps commence à se détériorer ? C'est la question à laquelle une étude publiée dans Science Advances tente de répondre, avec des résultats qui pourraient changer notre façon d'envisager les futures missions sur la Lune et sur Mars.
Pour mener cette recherche, les scientifiques ont eu recours à des modèles murins, l'un des outils les plus fiables pour étudier les effets à long terme de la microgravité. En mars 2023, vingt-quatre souris ont été envoyées à bord de l'ISS. Grâce au centrifugeur MARS de l'agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA), elles ont été exposées pendant jusqu'à 28 jours à différents niveaux de gravité artificielle, soit 0,33g, 0,67g et 1g. En avril, 23 des animaux sont revenus vivants sur Terre, permettant aux chercheurs d'analyser leur force musculaire et les signes d'atrophie.
Les résultats sont frappants. À 0,67g (soit 67% de la gravité terrestre), les rongeurs ne présentaient aucune dégradation musculaire, ni perte de force, ni modification des fibres musculaires. En revanche, en dessous de ce seuil, des signes de détérioration apparaissaient, même si un niveau aussi bas que 0,33g suffisait à ralentir nettement le processus. Cette limite de 0,67g s'impose donc comme une donnée charnière.
Un signal d'alarme pour les futures bases lunaires et martiennes
La portée de cette découverte dépasse largement le cadre du laboratoire. La gravité sur la Lune n'est que de 0,17g, et celle de Mars atteint 0,38g (des valeurs bien en dessous du seuil identifié). Cela signifie que les astronautes séjournant de façon prolongée sur ces corps célestes risquent de subir une atrophie musculaire importante, même en dehors de la microgravité totale du voyage spatial.
Ces résultats chez la souris trouvent un écho troublant dans les recherches menées chez l'humain. Lori Ploutz-Snyder, doyenne de l'école de kinésiologie de l'université du Michigan et ancienne chercheuse principale pour le programme d'exercice de la NASA, avait identifié un seuil similaire de 0,5 à 0,75g lors d'expériences en vol parabolique. Coïncidence ou confirmation d'un phénomène universel ? Les prochaines études devraient permettre de trancher.
Vers une meilleure compréhension des besoins gravitationnels du corps humain
Avant ces travaux, la communauté scientifique était dans l'ignorance quasi totale quant au niveau de gravité nécessaire pour préserver la santé des astronautes. Ce seuil, même provisoire, offre enfin une base solide pour orienter la recherche. Les implications pratiques sont considérables. Cela permettra de déterminer si des niveaux de gravité artificielle suffisamment élevés peuvent se substituer à l'exercice intensif lors des vols longue durée, ou encore d'adapter les protocoles d'entraînement selon l'environnement gravitationnel des missions. C'est une étape clé pour la NASA, qui ambitionne d'établir une base lunaire permanente via le programme Artémis et d'envoyer des humains sur Mars dans les décennies à venir. La route vers une présence humaine durable au-delà de la Terre passe, il semblerait, par une meilleure connaissance de notre relation fondamentale à la gravité, cette force invisible qui nous maintient, littéralement, en vie.
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