Le 27 août, l’astronaute danois Andreas Mogensen a fait l’histoire. Il est le premier astronaute européen à piloter la navette spatiale SpaceX Dragon vers la Station spatiale internationale (ISS). Au cours des six prochains mois, Mogensen effectuera plus de 30 activités de recherche, notamment l’impression 3D dans l’espace, la réalité virtuelle et la chasse aux tempêtes pour mieux comprendre les phénomènes atmosphériques. Une expérience qui fascine la communauté scientifique est le test par l’ESA d’un dispositif contre la perte de masse musculaire.
Une conséquence médicale connue depuis des décennies
La perte musculaire chez les astronautes est l’une des conséquences médicales inévitables des missions spatiales de longue durée. Des recherches précédentes ont montré qu’un astronaute âgé de 30 à 50 ans qui passe six mois dans l’espace perd la moitié de sa force. Cela signifie essentiellement qu’il rentre chez lui avec les muscles d’un octogénaire.
La nouvelle expérience vise à réduire ces effets en stimulant électriquement certains muscles pour qu’ils reprennent de la masse. En fin de compte, on s’attend à ce que cette stimulation accélère la récupération. Avec l’intérêt pour les missions spatiales de longue durée vers la Lune et même vers Mars, cette méthode pourrait être utile pour contrer les effets de la microgravité sur les explorateurs humains et les maintenir en bonne santé, selon les scientifiques.
La méthode, appelée Stimulation Électrique Neuromusculaire (NMES), est une stratégie de rééducation bien connue sur Terre pour les patients connaissant des périodes prolongées d’inactivité physique (ref.). De courtes impulsions électriques sur les muscles cibles provoquent des contractions relativement fortes, compensant finalement les effets d’une inactivité prolongée. Cependant, dans l’espace, la méthode n’a jamais été testée.
Mise en place de l’étude
Mogensen, de l’ESA, est le premier sujet de cette expérience contre la perte de masse musculaire. Il fera partie de ce que l’on appelle un groupe témoin, ce qui signifie qu’il représente un astronaute normal qui ne subira pas de stimulation électrique réelle. Il effectuera des mesures pour évaluer sa santé musculaire avant et après son vol de six mois. Les données recueillies serviront de statistiques de référence pour les futurs astronautes traités avec le NMES lors de missions spatiales.
Le deuxième groupe d’astronautes effectuera les mêmes mesures, mais après avoir subi une stimulation électrique. Les résultats des deux groupes seront ensuite comparés pour juger si le traitement a amélioré la santé musculaire.
Il est certain que cette nouvelle méthode s’intègre et ne remplace pas le régime d’exercices actuel suivi par les astronautes lors des missions spatiales. Sur l’ISS, l’équipage fait de l’exercice pendant au moins deux heures chaque jour, ce qui est une contre-mesure cruciale contre l’affaiblissement musculaire.
Comment les astronautes s’entraînent aujourd’hui
Les exercices physiques sont spécifiques aux agences spatiales et sont également adaptés à chaque individu. Par exemple, selon une étude de 2019, les astronautes des États-Unis, du Japon, de la Chine et du Canada suivent des entraînements en résistance et aérobiques. En revanche, les cosmonautes russes préfèrent utiliser des tapis de course et des vélos d’appartement parmi l’équipement.
L’efficacité de ces contre-mesures varie considérablement d’un astronaute à l’autre. Une étude (ref.) ayant suivi deux astronautes pendant six mois de vol spatial a montré que, malgré un entraînement de haute intensité, l’équipage a tout de même connu une perte musculaire. Par conséquent, la méthode NMES, qui nécessite moins de ressources qu’une mini-salle de sport dans l’espace, pourrait être un système accessible et utile complémentant les exercices quotidiens.
Bien qu’aucun problème de sécurité à long terme n’ait été signalé jusqu’à présent, cette méthode présente certaines limitations. Parfois, elle peut ne pas activer l’ensemble du muscle, et les effets de la stimulation électrique sur certains organes qui se détériorent dans l’espace, tels que ceux liés au système squelettique et cardiovasculaire, ne sont pas encore bien compris.