Du danger des rayons cosmiques

[inviteb72f7dee]

Bonsoir à tous

Une question me turlupine (comme souvent)
On parle souvent des radiations cosmiques comme d'un danger mortel pour les astronautes qui s'aventurent hors de la magnétosphère terrestre
Or sur Terre on sait depuis longtemps fabriquer des aimants, notamment pour les IRM, dont la puissance est largement au-dessus du champ terrestre moyenne (le record doit avoisiner 60 Teslas si je ne me trompe pas)
Ma question est donc la suivante : a-t-on déjà pensé à mettre au point un système capable de récréer la magnétosphère terrestre et qui ne serait pas trop gros ni lourd pour être embarqué à bord de l'ISS ou des futures missions d'exploration ?

En vous remerciant par avance
Valkyrie
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[Moinsdewatt]

Bonsoir à tous

Une question me turlupine (comme souvent)
On parle souvent des radiations cosmiques comme d'un danger mortel pour les astronautes qui s'aventurent hors de la magnétosphère terrestre
Or sur Terre on sait depuis longtemps fabriquer des aimants, notamment pour les IRM, dont la puissance est largement au-dessus du champ terrestre moyenne (le record doit avoisiner 60 Teslas si je ne me trompe pas)
Ma question est donc la suivante : a-t-on déjà pensé à mettre au point un système capable de récréer la magnétosphère terrestre et qui ne serait pas trop gros ni lourd pour être embarqué à bord de l'ISS ou des futures missions d'exploration ?

En vous remerciant par avance
Valkyrie

Valkyrie, je vous conseille de demander à votre radiologiste le plus proche quelle est la puissance qu' il doit fournir à son IRM pour le faire marcher.

[invitef122887c]

Un bouclier magnétique(tout comme beaucoup d'autres solutions) a été envisagé comme protection anti-radiation.Ca bouffe beaucoup d'énergie et ca protège pas contre les rayons gamma(radiations électromagnétiques en général).Il faut aussi s'assurer que ca na pas d'éffets négatifs sur le cerveau.Des boucliers d'eau ou de je-ne-sais-plus-trop-quel polymère sont aussi très éfficace contre les radiations.

[inviteec0d6e6f]

Bonsoir à tous

Une question me turlupine (comme souvent)
On parle souvent des radiations cosmiques comme d'un danger mortel pour les astronautes qui s'aventurent hors de la magnétosphère terrestre
Or sur Terre on sait depuis longtemps fabriquer des aimants, notamment pour les IRM, dont la puissance est largement au-dessus du champ terrestre moyenne (le record doit avoisiner 60 Teslas si je ne me trompe pas)
Ma question est donc la suivante : a-t-on déjà pensé à mettre au point un système capable de récréer la magnétosphère terrestre et qui ne serait pas trop gros ni lourd pour être embarqué à bord de l'ISS ou des futures missions d'exploration ?

En vous remerciant par avance
Valkyrie

Grosso modo, il y a deux types de radiations :
le flux solaire et le flux de fond de l'espace (rayonnement cosmique)

Le flux solaire, constitué majoritairement de protons est "contré" par la magnétosphère terrestre (effet électromagnétique : particules chargées électriquement déviées par un champ magnétique)

Le rayonnement cosmique, constitué principalement de rayons gamma de haute ou très haute énergie (donc des photons), est stoppé par l'atmosphère (percussion avec les molécules d'air).
Même si une partie négligeable arrive quand même au sol (et pose de plus en plus de problème avec la miniaturisation de composants informatiques, ceci étant une autre histoire).

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteede7e2b6]

pour la petite histoire ...:

les équipages du regretté CONCORDE étaient surveillés comme les manipulateurs de radiologie. Car on craignait leur exposition aux rayonnements à haute énergie , pas encore freinés par l'atmosphère à l'altitude de croisière.
Et l'appareil embarquait un dosimètre.

[inviteec0d6e6f]

heuuu ça :

Environ 90% des rayonnements cosmiques sont constitués de protons. Pour le reste 9% sont des noyaux d’Hélium (particules ALPHA) et presque 1% d’électrons (particules BETA).

Du site "je comprends enfin", c'est faux.
Le rayonnement cosmique (donc qui provient de l’extérieur de notre système planétaire), et ses manifestations les plus puissantes, les flash gamma, est principalement le fait de photons.
C'est le rayonnement solaire qui est majoritairement constitué de protons.

[invite7ee5dcb3]

Des boucliers d'eau ou de je-ne-sais-plus-trop-quel polymère sont aussi très éfficace contre les radiations.

J'ai déja entendu parler de ces polymères mais je ne connais rien de précis sur eux. Quelqun a des infos ?

[invite473b98a4]

Et sinon un mur de 3 mètres de plomb? A noter que plus les fréquences des rayonnements électromagnétiques sont élevés plus ils sont énergétiques, mais ils ne sont alors plus forcément absorbés.

[inviteb72f7dee]

Et sinon un mur de 3 mètres de plombs?

Trop lourd pour un vaisseau spatial.

[invite473b98a4]

ça je m'en doute mon bon monsieur, mais est-ce que ça serait suffisant? il faut voir qu'en imaginant un vaisseau allant très vite, les aberrations de la lumière et l'effet doppler changerait totalement la distribution de rayonnements, cosmisques ou non. Tout arriverait de devant et très énergétique.

[invite473b98a4]

sinon, pour se protéger du vent solaire je m'étais dit que deux calottes sphériques de champ électrique puvait peut-être faire l'affaire, mais le problème c'est que je crois que les valeurs du champ doivent être très importantes. Je m'explique si on a une sphère chargée positivement par exemple, de rayon R0 et une sphère chargée négativement de rayon R1 supérieur à R0, le champ à l'extérieur de R1 et à l'intérieur de R0 est nul (si les charges totales sont devaleur absolue égales). Par contre le champ électrique entre les deux n'est pas nul. On peut donc imaginer une première zone avec un champ électrique positif suffisament fort pour arrêter les protons. Malheureusement elle accélèrerait aussi les particules négatives vers le centre, donc il faudrait une deuxième couche avec un champ électrique cette fois négatif.

Ca peut marcher comme ça, on peut même envisager de leur faire perdre leur énergie cinétique par rayonnement en empilant les couches positives et négatives.

Bon c'est un peu la grosse solution de SF, qu'en dites vous, c'est ridicule?

[inviteec0d6e6f]

Un bon bouclier serait un couplage entre un blindage en polypropylène de 30 cm avec un générateur de champ magnétique créant un bouclier autour de l'engin.
Avec, quand même, un gros développement au sujet du bouclier magnétique, qui n'est possible que sur le papier pour l'instant, mais clairement envisageable.

Cette solution serait celle, a moyen voir court terme (selon les financements R&D), du meilleur rapport masse/performance.
Elle n'épargnerait pas les astronautes en cas d'éruption solaire majeure, mais pas grand chose ne pourrait raisonnablement y faire grand chose de toute façon.
Hormis ces épisodes aléatoires et finalement assez rares, ils seraient correctement protégés pour un voyage... de quelques mois.
2 ans et demi, c'est par contre beaucoup plus délicat... et ça augmente fortement la probabilité de prendre une éruption non désirée.

Les sursauts gamma, eux aussi, sont imprévisibles, et ne peuvent être véritablement contré.
La durée reste faible mais l'intensité très élevée, et ils vont en prendre plein la poire.

En tout état de cause, il est établi que c'est la durée l'ennemi, et que moins on passe de temps en espace profond, mieux on se porte.
Donc, le meilleur moyen de lutter contre les radiations, c'est de développer un moteur a très grande ISP qui raccourci le temps de voyage, significativement (de plusieurs valeurs, pas d'une portion de valeur).
De toute façon, un voyage vers mars n'est pas "véritablement" envisageable sans ça.
Pas seulement à cause des radiations, mais aussi d'autres problèmes physiologiques liés aux long séjours en impesanteur.

[invitef904670e]

Quel est le principal danger de ces rayonnements ? Le cancer et la stérilité (de prime abord comme ça à chaud ). Et si le cancer n'est plus un problème ?

[invite3e1078df]

Et si le cancer n'est plus un problème ?

Comment ça?

[invitef904670e]

Vous parlez de technologies plutôt futuristes : boucliers magnétiques etc. Pourquoi la médecine ne fera-t-elle pas des progrès spectaculaire dans les prochaines décennies concernant le traitement du cancer, le rendant aussi grave qu'une.... grosse angine ? Auquel cas, le blindage du vaisseau et la dirée du trajet ne seraient plus qu'un problème et non LE problème.

[inviteec0d6e6f]

Quel est le principal danger de ces rayonnements ? Le cancer et la stérilité (de prime abord comme ça à chaud ).

Les rayonnement provoquent des mutations.
Ces mutations sont créées par l'impact des particules sur le code génétique, le brisant et le modifiant lors des recombinaisons.
Si ce bouleversement ne tue pas la cellule, elle subit alors une mutation, elle a désormais un patrimoine génétique différent de ses voisines et peut éventuellement le disséminer (selon la nature de cette cellule).
Les cancers sont, dès lors, une des nombreuses possibilités de pathologies, parmi d'autres.

Et si le cancer n'est plus un problème ?

Par définition, le cancer existera toujours et sera toujours un problème, même si nos moyens de le combattre progressent.

Pourquoi la médecine ne fera-t-elle pas des progrès spectaculaire dans les prochaines décennies concernant le traitement du cancer, le rendant aussi grave qu'une.... grosse angine ?

Parce qu'il ne faut pas confondre science médicale et magie, tout simplement.
Pour l'instant, les solutions préconisées par la médecine pour lutter contre les rayonnements sont : protection physique et médicaments "réparateurs" de code génétique (en développement).
Il est hors de question de laisser quelqu'un s'exposer en disant que de toute façon on soignera les cancers résultants.
Et il n'en sera jamais question en ces termes.

Quoiqu'il en soit, on pourra repousser ce qu'un homme est capable d'encaisser, mais pas a l'infini, loin de là.
Et la meilleure protection contre les rayonnement, c'est de tout faire pour réduire les durées et l'intensité des expositions.

Ce qu'il faut retenir, c'est que quoi que fasse la médecine, elle ne sera jamais capable de nous affranchir des dégâts causés par les rayonnements. Elle pourra en diminuer les conséquences, mais ne nous permettra jamais de nous exposer impunément aux rayonnements solaires et cosmiques.

[invite473b98a4]

médicaments "réparateurs" de code génétique (en développement)

vous auriez des références là dessus? Et comment agit l'hydrogène puisque tout le monde dit que c'est formidable? Le truc bien serait de pouvoir au moins les dévier, à défaut de les arrêter. c'est dommage en plus toute cette énergie perdue.
Une solution utopique, un système avec des miroirs ayant constamment une vitesse vers le spationaute telle que les rayonnement aient une longueur d'onde plus faible, par effet doppler. bon c'est un peut louf, mais on peut peut être faire quelque chose avec un fluide.

[inviteec0d6e6f]

vous auriez des références là dessus?

Tout ce que je viens de retrouver c'est ça :
http://www.planete-mars.com/atelier-...adn-endommage/
Traduction d'une communication de la NASA de 2007.
C'est assez fascinant, non ?

Les recherches se portent sur la compréhension des mécanismes de réparation naturelle, afin de les "améliorer" un jour.
Des progrès fondamentaux ont été réalisés dans la compréhension de ces processus, cette dernière décennie, et sont porteurs d’espoirs.

Et comment agit l'hydrogène puisque tout le monde dit que c'est formidable?

Comme un filet dont les mailles sont plus resserrées : l'atome d'hydrogène n'a qu'un électron, et si tu les organises bien en un faisceau dense (par exemple dans du polypropylène), alors, c'est le meilleur barrage physique possible contre les radiations.
Meilleur que les atomes lourds qui ont un important cortège électronique qui "séparent" plus les noyaux les uns des autres, qui, donc, agrandi la taille des mailles du filet.

Le but d'un tel bouclier est que les rayons frappent les noyaux d'atomes.
L'hydrogène est donc simplement l'élément qui permet d'offrir une plus grande densité de noyaux par unité de volume, et donc, le meilleur filet a radiation, spécifiquement le rayonnement gamma (photons de hautes énergies).

Aujourd'hui, on peut affirmer, avec les connaissances actuelles, qu'un bouclier en polypropylène sera un élément incontournable d'un éventuel engin interplanétaire habité.
Nécessaire, mais pas suffisant.
Un bouclier magnétique permettrait d'éviter qu'il soit obligé de faire plusieurs décimètres d'épaisseur pour présenter l’efficacité nécessaire.
A mon sens, le couplage des deux est la meilleure solution, a la foi en masse, en encombrement et en coûts.
... mais pas forcément en R&D

[inviteec0d6e6f]

c'est dommage en plus toute cette énergie perdue.

Ça c'est pas faux...
On pourrait imaginer a l'avenir un système capable de récupérer une partie de cette énergie.
Tout comme les centrales nucléaires récupèrent la chaleur de la réaction nucléaire de fission, pour la transformer en énergie, a travers un circuit secondaire.
Cependant, pour l’instant, les piles nucléaires suffisent à nos besoins spatiaux.

[invitef904670e]

Les cancers sont, dès lors, une des nombreuses possibilités de pathologies, parmi d'autres..

C'est le "parmis d'autre" qui m'intriguait. Il me semble qu'il y a des atteintes à la moelle, entre autre joyeusetés...

Parce qu'il ne faut pas confondre science médicale et magie, tout simplement.

Toujours aussi péremptoire, hein !?
Je viens de voir un petit docu sur une nouvelle puce capable de rendre en partie la vue à un aveugle. Hier, c'était sur le "miracle" de la tri-thérapie. Je crois qu'au contraire, s'il y a bien un domaine où l'on est capable de faire de la "magie", c'est bien dans celui du médical. Les quasi 7 milliards d'individus en relative bonne santé qui peuplent cette planète sont là pour le prouver.

Pour l'instant, les solutions préconisées par la médecine pour lutter contre les rayonnements sont : protection physique et médicaments "réparateurs" de code génétique (en développement).

Tu peux ajouter : les techniques non invasives et ultra précises (à l'aide de certains rayonnements je crois), le diagnostique en temps réel (primordial pour le cancer), certaines techniques issues des nanotechnologies qui permettraient de délivrer le médicament in situ

Il est hors de question de laisser quelqu'un s'exposer en disant que de toute façon on soignera les cancers résultants.
Et il n'en sera jamais question en ces termes.).

Non, bien sur, mais le risque sera toujours présent. Simplement, on sera à même d'assurer l'intégrité du personnel. Si quelqu'un développe un cancer mais que cela ne nécessite qu'un suivit médical, un peu de repos, et une garantie de guérison de 95%... je pense que les astronautes seront à même de prendre ce risque là.

Et la meilleure protection contre les rayonnement, c'est de tout faire pour réduire les durées et l'intensité des expositions.

De toute façon, ce sera surement un melting pot de tout ce que l'on sait faire de mieux. Réduire le temps de trajet, suivit médical exemplaire etc etc

Elle pourra en diminuer les conséquences, mais ne nous permettra jamais de nous exposer impunément aux rayonnements solaires et cosmiques.

Impunément, non. Mais si les conséquences sont "souvent" minimes, bon...

[Gilgamesh]

heuuu ça :

Du site "je comprends enfin", c'est faux.
Le rayonnement cosmique (donc qui provient de l’extérieur de notre système planétaire), et ses manifestations les plus puissantes, les flash gamma, est principalement le fait de photons.
C'est le rayonnement solaire qui est majoritairement constitué de protons.

Non, le rayonnement cosmique primaire (>2,5 GeV/nucléons) c'est bien à 99% des nucléons et 1% un ensemble d'électrons essentiellement plus des positrons, des antiprotons, des photons, et des neutrinos (rarement comptabilisés).

Sur les 99% de nucléons incident, 79% sont des protons et 70% du restant appartiennent à des noyaux alpha, et le reste se répartie dans toute la classification.

a+

[invite473b98a4]

et la grande question... mais d'où viennent-ils? Du coup comme ils sont tous chargés ou presque, il y a probablement moyen de les dévier à défaut de les arrêter, avec un champ EM.

[inviteec0d6e6f]

Non, le rayonnement cosmique primaire (>2,5 GeV/nucléons) c'est bien à 99% des nucléons et 1% un ensemble d'électrons essentiellement plus des positrons, des antiprotons, des photons, et des neutrinos (rarement comptabilisés).

Sur les 99% de nucléons incident, 79% sont des protons et 70% du restant appartiennent à des noyaux alpha, et le reste se répartie dans toute la classification.

a+

OK, néanmoins, tu es en train de parler du fond de radiation qui ne présente pas de danger immédiat pour les équipages : le rayonnement cosmique primaire.
Ce qui posera problème pour les équipages, c'est les bouffées gamma et les éruptions solaires, non ?
Le reste n'est qu'une augmentation du taux moyen de radioactivité que subit de toute façon notre corps, même sur notre planète, et qui reste acceptable sur des périodes qui peuvent être assez longue, y compris dans le cadre d'un voyage vers mars aller/retour dans les conditions possibles actuellement (8 mois pour chaque voyage).
Isn't it ?