Les astronautes qui effectuent des sorties dans l'espace sont soumis à d'importantes doses d'irradiation parce que les combinaisons spatiales offrent moins de protection que les astronefs. Une expérience de l'Agence spatiale canadienne a permis aux chercheurs de mesurer le rayonnement auquel les astronautes sont exposés lorsqu'ils effectuent diverses tâches à l'extérieur de leur vaisseau avec pour seule protection leur combinaison spatiale. Cette expérience de surveillance dosimétrique dans l'espace, appelée EVARM, s'est déroulée en 2002 et 2003 sous la supervision de M. Ian Thomson de Thomson Nielsen d'Ottawa, en Ontario.

L'astronaute américain David Wolf porte le dosimètre de l'expérience EVARM au cours de sa sortie extravéhiculaire le 10 octobre 2002. L'astronaute est propulsé par le bras robotique Canadarm. (Photo : NASA)

Mesurer le rayonnement : une question de survie

L'expérience EVARM a permis de mesurer les doses de rayonnement auxquelles sont exposés les organes les plus sensibles : la peau, les yeux, la moelle osseuse et les organes lymphatiques. Le blindage de la combinaison spatiale influe directement sur la quantité et la nature du rayonnement que les astronautes reçoivent. Une surexposition peut brûler la peau, causer des cataractes du cristallin, occasionner une diminution du nombre de cellules sanguines et augmenter les risques de cancer de la peau.

Doses limites d'exposition au rayonnement pour les travailleurs et doses maximales autorisées pour les astronautes.

Comparaison des limites annuelles internationales qui ont été établies pour les travailleurs
et celles auxquelles sont exposés les astronautes
(Source : Commission internationale de protection radiologique, 1977)

Le tableau montre que les astronautes reçoivent, comparativement aux travailleurs, des doses six fois plus élevées à la peau, treize fois plus élevées aux yeux et vingt-cinq fois plus élevées aux organes hématopoïétiques (là où se forment les globules).

Le rayonnement a été mesuré au moyen de trois dosimètres qui ressemblent à de petits badges. Ces dosimètres, qui sont en fait des transistors nommés MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde semiconducteur), étaient portés dans des poches sous la combinaison spatiale de l'astronaute. Ils ont servi à enregistrer les données qui ont été transférées à un ordinateur portatif puis aux chercheurs.

Un badge était placé sur la jambe gauche dans une petite poche du sous-vêtement refroidi par circulation liquide de l'astronaute. Deux autres badges étaient placés sur la tête et sur le torse. (Photo : NASA)

L'équipement EVARM devait être compact et léger afin d'être amené aisément dans l'espace, où l'espace de rangement est limité.

Améliorer les combinaisons spatiales Les mesures enregistrées au cours de multiples activités extravéhiculaires sont à l'étude. Les analyses doivent tenir compte de divers facteurs : le moment et l'emplacement de la sortie spatiale ainsi que l'orbite et l'altitude de la Station spatiale internationale. Il faut aussi tenir compte de la proximité de la station, qui peut bloquer le rayonnement et influencer les résultats de l'expérience. Les chercheurs prévoient qu'elles seront parfois dix fois plus élevées qu'à l'intérieur de la station spatiale. L'information recueillie contribuera à déterminer quelles parties du corps humain sont exposées aux niveaux de rayonnement les plus élevés afin d'améliorer le blindage des combinaisons spatiales.

Une technologie utile dans le traitement du cancer

La technologie utilisée dans le cadre de l'expérience EVARM et les résultats obtenus ne serviront pas seulement à l'industrie spatiale. Des dosimètres semblables au MOSFET sont déjà utilisés dans les traitements contre le cancer. Grâce à leur petite taille, ils peuvent être déposés sur n'importe quelle partie du corps pendant une séance de radiothérapie. Ils aident les praticiens à cibler les tumeurs cancéreuses en fournissant des données en temps réel sur les doses de rayonnement qui atteignent les organes.

Les blindages conçus pourront également servir à protéger les personnes qui travaillent dans des zones à haut niveau de rayonnement, telles les installations nucléaires.

Lecteur EVARM

Le lecteur EVARM sert à lire les données des badges EVARM et à les télécharger vers le centre de contrôle. Pendant le vol, les badges EVARM sont rangés dans le couvercle du lecteur EVARM.

Badge EVARM