01La réponse rapide
Les radiations sont l’un des plus grands risques sanitaires d’une mission martienne, mais pas un mur qui rendrait le voyage impossible. L’instrument RAD de Curiosity a mesuré les doses réelles à la fois en route vers Mars et à la surface et, si elles sont élevées, elles restent dans une plage que le blindage et la conception de la mission peuvent gérer. La conclusion honnête : avec un abri anti-tempête, un habitat blindé et une mission aussi courte que raisonnable, un équipage peut survivre aux radiations d’un voyage vers Mars — au prix d’un risque de cancer accru sur la vie plutôt que d’une condamnation à mort immédiate.
02Pourquoi Mars est si exposée
La Terre nous protège avec deux boucliers que nous tenons pour acquis : un champ magnétique global qui dévie les particules chargées et une atmosphère épaisse qui absorbe une grande partie de ce qui passe. Mars n’a ni l’un ni l’autre dans une mesure utile. Elle a perdu son champ magnétique global il y a des milliards d’années, et son atmosphère n’est qu’environ 1 % aussi dense que celle de la Terre. En conséquence, la surface martienne reçoit bien plus de rayonnement cosmique et solaire que la surface de la Terre.
Une chose aide bel et bien : la planète elle-même. Debout sur Mars, la masse de la planète bloque environ la moitié du ciel et absorbe ainsi le rayonnement qui viendrait autrement de sous l’horizon. C’est en grande partie pour cela que la dose à la surface (~0,64 mSv/jour) est nettement plus faible que la dose en espace ouvert pendant la croisière (~1,8 mSv/jour) : dans l’espace lointain, il n’y a rien derrière quoi se cacher.
Pour aller plus loin
03Deux types de radiations
Le rayonnement spatial, en route vers Mars comme sur place, se présente sous deux formes très différentes, qui appellent des défenses distinctes.
- Rayons cosmiques galactiques (GCR) : des particules de haute énergie qui arrivent en permanence depuis au-delà du Système solaire. Elles sont si énergétiques qu’il est difficile de les arrêter et, paradoxalement, elles s’intensifient quand le Soleil est calme : au minimum solaire, l’influence affaiblie du Soleil en laisse davantage atteindre le Système solaire interne. Les GCR sont la dose de fond constante qu’un équipage accumule tout simplement jour après jour.
- Particules énergétiques solaires (SEP) : des bouffées éjectées par les éruptions solaires et les éjections de masse coronale. Elles ne sont pas constantes, mais un événement majeur peut être assez intense pour devenir dangereux en quelques heures. La bonne nouvelle, c’est que les SEP sont bien plus faciles à bloquer : un abri anti-tempête dédié, entouré d’assez de masse, peut protéger un équipage pendant le pire d’un événement.
La tempête d’août 1972
En août 1972, le Soleil a produit un événement à particules solaires si intense que, si des astronautes avaient été en transit ou à la surface lunaire, un équipage non blindé aurait pu recevoir une dose dangereuse. Il est tombé pile entre les missions Apollo 16 et Apollo 17 — un quasi-accident que l’on cite encore comme l’avertissement le plus clair de la raison pour laquelle tout équipage martien a besoin d’un abri anti-tempête, et pas seulement d’un blindage moyen.
04Les chiffres réels
Avant Curiosity, les doses d’un voyage vers Mars étaient modélisées, mais jamais mesurées par un détecteur pertinent pour l’humain sur le trajet réel. RAD a changé cela : il a enregistré l’environnement radiatif à l’intérieur de l’engin en route vers Mars, puis à la surface du cratère Gale. Voici comment ces chiffres se comparent à des expositions plus familières.
| Situation | Dose | Remarque |
|---|---|---|
| Terre, fond naturel | ~2,4 mSv/an | pour comparaison |
| Astronaute de l’ISS, séjour de 6 mois | ~150–300 mSv (~0,3 Sv) | orbite terrestre basse, en partie protégée par le champ terrestre |
| Croisière vers Mars en espace lointain | ~1,8 mSv/jour | RAD de Curiosity ; ~0,66 Sv sur une croisière aller-retour |
| Surface de Mars | ~0,64 mSv/jour (~230 mSv/an) | RAD de Curiosity |
| Mission complète aller-retour | ~1 Sv (≈1000 mSv), estimé | ~180 jours dans chaque sens + ~500 jours à la surface |
Ces chiffres proviennent de l’instrument RAD de la NASA à bord de Curiosity, rapportés par Zeitlin et al. (2013) pour la croisière vers Mars et Hassler et al. (2014) pour la surface du cratère Gale. Le total aller-retour d’environ 1 Sv suppose à peu près 180 jours de transit dans chaque sens plus quelque 500 jours à la surface — la forme naturelle d’une mission calée sur les fenêtres de lancement. Modifiez la durée de la mission ou le blindage et le total bouge, mais l’ordre de grandeur est fixé par ces mesures.
05Ce que cette dose fait au corps
La préoccupation dominante à long terme n’est pas une maladie aiguë mais un risque de cancer accru sur la vie. Une dose approchant 1 Sv, accumulée sur des mois, ne provoque pas les effets spectaculaires d’une unique exposition massive — elle augmente plutôt la probabilité statistique qu’un membre d’équipage développe un cancer plus tard. C’est un coût réel et mesurable, et c’est la principale raison pour laquelle les limites de radiation sont formulées autour du risque de cancer plutôt que des symptômes immédiats.
Au-delà du cancer, les chercheurs étudient encore d’autres effets possibles d’une exposition de longue durée : atteintes du système nerveux central, cataractes des yeux et effets sur le système cardiovasculaire. Ils sont moins certains et restent des domaines de recherche actifs plutôt que des faits établis. Et dans un scénario, le danger devient immédiat : une forte tempête solaire surprenant un équipage sans blindage adéquat pourrait délivrer une dose suffisante assez vite pour provoquer un syndrome d’irradiation aiguë. C’est précisément le cas qu’un abri anti-tempête est conçu pour éviter.
06Les limites de radiation de la NASA
La NASA ne considère pas la radiation des astronautes comme illimitée. Historiquement, elle plafonnait le risque de carrière d’un astronaute à un « risque de décès induit par l’exposition » (REID) de 3 % : aucune mission ne devait accroître de plus de 3 % la probabilité qu’un membre d’équipage meure d’un cancer induit par les radiations. En 2021, l’agence est passée à une limite de carrière unique et plus simple, d’environ 600 mSv de dose efficace pour tous les astronautes.
Comparons maintenant avec les chiffres ci-dessus. Un aller-retour vers Mars est estimé à environ 1 Sv — soit à peu près 1000 mSv, bien au-delà de la limite de carrière de ~600 mSv. Autrement dit, une seule mission martienne approcherait ou dépasserait la dose que la NASA autorise aujourd’hui un astronaute à accumuler sur toute une carrière. Cet écart n’est pas une raison qui rendrait la mission impossible ; c’est précisément pourquoi la radiation est traitée comme un problème central de conception à réduire par l’ingénierie, et pourquoi les équipages devront peut-être accepter un risque formellement accru.
07Comment blinder une base martienne
À la surface, le bouclier le plus économique et le plus efficace est déjà là : le sol. Toutes les approches de référence consistent à placer de la masse entre l’équipage et le ciel.
- Couverture de régolithe : entasser plusieurs mètres de sol martien sur un habitat, afin que l’équipage vive sous une épaisse couche de blindage naturel plutôt que sous une fine coque pressurisée.
- Construire sous terre : enterrer purement et simplement les habitats, ce qui stabilise aussi la température face à l’énorme écart jour-nuit.
- Tubes de lave et grottes : exploiter les cavités souterraines naturelles que Mars possède déjà, ce qui épargne le travail d’excavation.
- Eau et plastiques riches en hydrogène : les parois d’eau et le polyéthylène sont particulièrement efficaces, car les matériaux légers riches en hydrogène arrêtent mieux le rayonnement spatial, au kilogramme, que les métaux denses.
- Un abri anti-tempête dédié : une petite pièce fortement blindée dans laquelle l’équipage se réfugie lors d’un événement à particules solaires, quand le débit de dose grimpe en flèche pendant des heures.
Pour aller plus loin
08Blinder le voyage
Le transit est la moitié la plus difficile du problème. Dans l’espace lointain, il n’y a pas de planète derrière laquelle se cacher, si bien que l’équipage est exposé de tous côtés — et le débit de dose (~1,8 mSv/jour) est plus élevé qu’à la surface. La solution évidente, un blindage épais, se heurte de plein fouet à la physique : la masse est lourde, et chaque tonne supplémentaire coûte cher à lancer. Les projets misent donc sur des matériaux déjà présents à bord.
- Matériaux riches en hydrogène, parois d’eau et provisions embarquées : nourriture, eau et ergols disposés autour d’un petit abri central, de sorte que la masse que l’équipage doit de toute façon emporter serve aussi de blindage.
- Un transit court : la contre-mesure la plus simple, c’est le temps. Une propulsion plus rapide qui écourte la croisière de ~180 jours réduit directement la dose totale, et c’est une des raisons pour lesquelles temps de trajet et radiation sont des problèmes liés.
- Choisir le moment dans le cycle solaire : voler quand l’activité solaire joue en faveur de l’équipage, en mettant en balance le fond de GCR et le risque de tempêtes solaires.
- Contre-mesures à l’étude : des médicaments radioprotecteurs et un blindage magnétique actif expérimental (un champ magnétique artificiel autour du vaisseau) sont étudiés, bien qu’aucun ne soit prêt à voler aujourd’hui.
09Questions fréquentes
L’être humain peut-il survivre aux radiations sur Mars ?
Oui, avec un blindage et une conception de mission appropriés, on la considère comme survivable — mais au prix d’un risque de cancer accru sur la vie. La radiation est un danger sérieux, pas une barrière absolue rendant un voyage vers Mars impossible.
Quelle dose de radiations recevrait-on en route vers Mars ?
Environ 1,8 mSv par jour pendant la croisière dans l’espace lointain, selon la mesure de l’instrument RAD de Curiosity. Sur une croisière aller-retour, cela totalise à peu près 0,66 Sv.
Combien y a-t-il de radiations à la surface de Mars ?
Environ 0,64 mSv par jour, soit à peu près 230 mSv par an, d’après les données RAD de Curiosity dans le cratère Gale. C’est moins que dans l’espace lointain, car la planète elle-même bloque environ la moitié du ciel.
Comment la radiation martienne se compare-t-elle à celle de la Terre et de l’ISS ?
Sur Terre, le fond naturel est d’environ 2,4 mSv par an. Un séjour de six mois sur l’ISS avoisine 150–300 mSv (~0,3 Sv). Un aller-retour complet vers Mars est estimé autour de 1 Sv — bien plus que l’un ou l’autre, ce qui explique qu’il domine la planification de la mission.
Quelle est la différence entre les rayons cosmiques et le rayonnement solaire ?
Les rayons cosmiques galactiques (GCR) sont des particules constantes de très haute énergie venues d’au-delà du Système solaire, difficiles à blinder et plus intenses au minimum solaire. Les particules énergétiques solaires (SEP) sont des bouffées issues des éruptions solaires — intenses mais occasionnelles, et blindables avec un abri anti-tempête.
Une tempête solaire pourrait-elle tuer des astronautes ?
Un événement à particules solaires majeur pourrait délivrer une dose dangereuse à un équipage non blindé et provoquer un syndrome d’irradiation aiguë. La tempête d’août 1972, tombée entre Apollo 16 et 17, en est l’exemple classique — c’est précisément pourquoi tout projet martien prévoit un abri anti-tempête dédié.
Mars possède-t-elle un champ magnétique ?
Pas de champ global. Mars a perdu son champ magnétique planétaire il y a des milliards d’années, si bien que rien ne dévie les particules chargées comme le fait la magnétosphère terrestre. Cela, ajouté à la fine atmosphère, explique pourquoi la surface est si exposée.
Comment se protège-t-on des radiations sur Mars ?
À la surface, couvrir les habitats de plusieurs mètres de régolithe, construire sous terre ou utiliser des tubes de lave ; l’eau et les plastiques riches en hydrogène comme le polyéthylène sont des boucliers efficaces, et un abri anti-tempête gère les événements solaires. En transit, la masse coûte cher : les projets disposent donc l’eau et les provisions autour d’un petit abri et écourtent le voyage.
Pourquoi construire sous terre ou utiliser des tubes de lave ?
Quelques mètres de roche ou de sol comptent parmi les boucliers anti-radiations les moins chers et les plus efficaces qui soient, et ils lissent aussi l’énorme écart de température entre le jour et la nuit. Les tubes de lave naturels offrent ce blindage sans le travail d’excavation.
Quelle est la limite de dose de radiation de la NASA pour les astronautes ?
La NASA plafonnait historiquement le risque des astronautes à un « risque de décès induit par l’exposition » (REID) de 3 %, et en 2021 est passée à une limite de carrière unique d’environ 600 mSv de dose efficace. Un aller-retour vers Mars (~1 Sv) l’approche ou le dépasse.
Les radiations martiennes provoquent-elles le cancer ?
Le principal effet à long terme de la dose accumulée est un risque de cancer accru sur la vie, plutôt qu’une maladie immédiate. Les effets possibles sur le système nerveux central, les yeux et le système cardiovasculaire sont encore à l’étude.
Peut-on bloquer complètement les rayons cosmiques ?
Pas facilement. Les rayons cosmiques galactiques sont si énergétiques que les arrêter totalement exigerait des quantités de masse irréalistes, et un blindage mince peut même produire des particules secondaires. L’objectif réaliste est de réduire la dose avec un blindage riche en hydrogène et une mission courte, pas de l’éliminer.
Aller plus vite vers Mars aide-t-il face aux radiations ?
Oui, directement. L’essentiel de la dose de transit s’accumule jour après jour, si bien qu’une propulsion plus rapide qui écourte la croisière de ~180 jours réduit l’exposition totale. C’est une des raisons pour lesquelles temps de trajet et radiation sont traités comme des problèmes liés.