Le 13 août 2026, la revue Science Advances a publié les résultats d’une expérience de mesure de radiations menée pendant un vol orbital lunaire de 25 jours : un gilet de protection individuelle de 26 kg a permis de réduire d’environ 60 % la dose effective de radiation absorbée par les astronautes lors d’une simulation de tempête solaire. Menée par le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR), l’expérience MARE démontre qu’installer la protection directement sur le corps des astronautes est bien plus efficace en termes de masse que d’envelopper un vaisseau spatial entier dans un blindage lourd.
Le défi majeur de l’exploration spatiale profonde réside dans le budget de masse extrêmement contraint des vaisseaux. Lors de missions lunaires ou vers Mars, les flux de particules chargées à haute énergie risquent de provoquer un syndrome d’irradiation aiguë. Or, le blindage traditionnel nécessite des tonnes de plomb, d’aluminium ou de réservoirs d’eau, empiétant sur le carburant et les systèmes de maintien de la vie. Développé par la start-up israélo-américaine StemRad en collaboration avec Lockheed Martin, le gilet AstroRad surmonte cette impasse grâce à une approche d’ingénierie novatrice.
Une expérience orbitale lunaire de 25 jours avec deux mannequins fantômes
En novembre 2022, la mission Artemis I a emporté à son bord deux mannequins dosimétriques féminins fabriqués en matériaux équivalents aux tissus humains. Nommés Zohar et Helga, ces modèles anatomiques étaient constitués de 38 disques transversaux intégrant 1 400 capteurs et détecteurs actifs. Durant le vol lunaire de 25 jours, Zohar portait le gilet AstroRad de 26 kg, tandis qu’Helga restait exposée à titre de groupe témoin.
Figure : Helga et Zohar dans la cabine Orion (Zohar portant le gilet AstroRad). Source : DLR, CC BY-NC-ND 3.0
Afin d’obtenir des données de mesure de haute précision, l’équipe scientifique a exploité les flux de protons à haute énergie traversés lors du passage dans la ceinture intérieure de Van Allen comme environnement de substitution. Le spectre d’énergie des protons dans cette région recoupant largement celui des événements à particules solaires (SPE), les capteurs ont enregistré d’inestimables données d’absorption. L’écart entre les données mesurées en vol et la simulation de transport de particules Monte Carlo est inférieur à 5 %, validant la précision d’ingénierie des modèles de prédiction de doses d’irradiation des organes.
Protéger 50 % de la moelle osseuse pour réduire la dose de 60 %
L’innovation clé d’AstroRad repose sur la substitution de la logique médicale à l’ingénierie mécanique classique. Les fondateurs Jordan Houri et Oren Milstein se sont appuyés sur les retours d’expérience du secours nucléaire d’urgence concernant la protection de la moelle osseuse : environ la moitié des cellules souches hématopoïétiques se concentrent dans le bassin et la hanche. En préservant ce réservoir de cellules souches, l’organisme peut maintenir sa fonction hématopoïétique et s’auto-réparer progressivement après une exposition.
Figure : Schéma de la structure du mannequin corporel (38 disques, matériaux équivalents aux tissus). Source : DLR, CC BY-NC-ND 3.0
Le gilet renonce donc à une armure lourde intégrale pour cibler précisément les zones sensibles comme les hanches, les organes reproducteurs, l’estomac, le côlon et les seins. L’intérieur du gilet est garni de milliers de tiges hexagonales dont la longueur a été calculée selon la formule de perte d’énergie de Bethe-Bloch, fabriquées en polyéthylène haute densité (HDPE), un matériau très riche en atomes d’hydrogène. Contrairement aux réservoirs d’eau, ce matériau solide ne présente aucun risque de fuite, tandis que sa structure textile en nid d’abeille garantit la souplesse nécessaire pour permettre aux astronautes de se pencher et de se déplacer malgré les 26 kg.
Tests de tempêtes solaires simulées : travailler tout en se protégeant
L’activité solaire étant demeurée calme pendant le vol d’Artemis I, les chercheurs ont réinjecté le spectre mesuré dans des modèles numériques afin de reconstituer deux tempêtes solaires historiques. Lors de la simulation de la tempête majeure d’août 1972, le gilet a réduit la dose effective absorbée par le mannequin de 222 millisieverts (mSv) à 87,5 mSv, soit une diminution de 60 %. Lors de la tempête d’octobre 1989, caractérisée par des particules plus énergétiques, le gilet a encore réduit la dose de 40 %. Cette réduction ramène ainsi l’impact d’une tempête potentiellement mortelle à un niveau assimilable par le système d’auto-guérison de la moelle osseuse.
Sur la base de la limite de dose de 600 mSv fixée par la NASA pour l’ensemble de la carrière d’un astronaute, le fait de porter ce gilet lors d’une tempête solaire équivaut à prolonger la durée de mission dans l’espace profond de 40 à 193 jours. Bien que le vaisseau Orion dispose d’un abri anti-tempête de fortune constitué de réservoirs d’eau et de caisses de ravitaillement, les astronautes confinés dans cet espace étroit ne peuvent accomplir aucune tâche de maintenance. Le gilet leur permet de bénéficier d’une protection équivalente tout en continuant d’inspecter le vaisseau et de manipuler les équipements.
Pas une solution universelle : les limites du blindage sélectif
Cette technologie possède néanmoins des limites d’ingénierie claires. AstroRad s’adresse principalement aux événements à particules solaires (SPE), de courte durée et à fort flux, mais s’avère peu efficace contre les rayons cosmiques galactiques (GCR) très énergétiques qui baignent l’univers. Les GCR étant composés d’ions lourds à haute énergie, une couche de polymère de 26 kg ne suffit pas à les stopper, et augmenter excessivement l’épaisseur du gilet aggraverait les dommages en générant des radiations secondaires.
Historiquement, la tempête d’août 1972 s’est produite entre les missions Apollo 16 et Apollo 17 ; si des astronautes s’étaient trouvés sur la Lune à ce moment-là, les conséquences auraient été catastrophiques. AstroRad se positionne ainsi comme une couche complémentaire dynamique dans l’architecture de protection spatiale, venant compléter l’abri anti-tempête du vaisseau. Cette évolution illustre le passage de l’ingénierie spatiale d’une simple recherche d’épaisseur de coque à une allocation de masse fine ciblée sur les organes.
Une architecture de protection à porter sur soi
Les données d’Artemis I confirment la mutation du modèle de protection contre les radiations dans l’espace profond. Quand chaque gramme de charge utile représente une somme colossale, construire des boucliers métalliques massifs est fondamentalement insoutenable.
De la construction de coques plus épaisses vers le port de vêtements intelligents, AstroRad démontre l’efficacité d’une protection dissymétrique. En réduisant le périmètre de sécurité de la structure du vaisseau aux organes vitaux de l’astronaute, les engins spatiaux peuvent préserver leur budget de masse pour la propulsion et la charge scientifique sans compromettre la sécurité. Lors du futur voyage vers Mars, ce gilet de 26 kg constituera une ligne de défense individuelle fiable face aux tempêtes solaires.
Liens de référence :
- Reportage d’Ars Technica
- Présentation officielle du projet DLR MARE
- Article de Science Advances
- Discussion sur la communauté Hacker News (item?id=49297150)
