Entre le vide et les températures extrêmes, l’espace est un environnement hostile. Mais un autre danger guette les quatre membres d’équipage de la mission Artemis 2, en route vers la Lune, d’autant plus sournois qu’il est invisible : les radiations. À 400 km d’altitude, les doses reçues par les occupants de la Station spatiale internationale (ISS) sont déjà 100 à 200 fois plus élevées qu’à la surface de la Terre.

Mais ce n’est encore rien par rapport aux conditions qui règnent un peu plus loin, dans les ceintures de Van Allen, cette soupe de particules maintenues à distance de la Terre par son champ magnétique, et qui l’enserrent comme une bouée. À 3 000 km au-dessus de l’équateur, au cœur de la ceinture intérieure, la densité de protons est telle qu’un astronaute sans blindage recevrait une dose mortelle en quelques heures.

Alimentée par le vent solaire, la ceinture extérieure est plus étendue (jusqu’à 60 000 km), mais aussi moins dangereuse. C’est elle qui est responsable des aurores boréales, qui se forment lorsque les électrons glissent vers les pôles et réagissent avec les atomes présents dans la haute atmosphère.

Découvertes à la fin des années 1950, les ceintures de Van Allen ne constituent pourtant pas un obstacle insurmontable. D’abord parce que personne ne s’y attarde. Lancé à 25 000 km/h en direction de la Lune, l’équipage d’Artemis 2 a traversé la ceinture intérieure en quelques minutes. Ensuite parce que les astronautes sont protégés par les parois et les équipements du vaisseau Orion, qui arrêtent une grande partie des particules.

Mais le danger est partout. Plus loin, dans l’espace profond, Orion va être confronté aux aléas du rayonnement cosmique. C’est ce dernier qui est à l’origine des flashes lumineux rapportés dès les années 1960 par les astronautes du programme Apollo - en réalité des noyaux d’atomes lourds traversant leur rétine à des vitesses proches de celle de la lumière. La Nasa surveille aussi le Soleil de près. En quelques minutes, les éruptions solaires peuvent éjecter des quantités massives de particules, auxquelles un vaisseau serait dangereusement exposé une fois sorti de la magnétosphère.

Des sacs de vêtements et de nourriture pour arrêter une pluie de protons ? C’est moins contre-intuitif qu’il n’y paraît. Roi de la radioprotection sur Terre, un métal lourd comme le plomb devient dans l’espace une véritable bombe à fragmentation. Bombardé par une particule à haute énergie, il émet des radiations secondaires encore plus dangereuses. Les matériaux riches en hydrogène, à commencer par l’eau, sont beaucoup plus efficaces et sans trop d’effets secondaires. Les astronautes disposent également d’une veste de protection en polymère, testée par les mannequins embarqués lors de la mission Artemis 1.

Depuis que les radiations ont été identifiées comme un danger majeur pour l’exploration spatiale, des dizaines d’études et de missions leur ont été consacrées. C’est d’ailleurs un des principaux facteurs limitants dans la carrière d’un astronaute. Au-delà de 600 mSv (millisieverts) reçus pendant l’ensemble de ses missions, soit l’équivalent d’environ 100 000 radios pulmonaires, plus question de repartir dans l’espace.

Le seuil est surtout théorique: aucun astronaute ne l’a jamais atteint, et très peu l’ont même approché. Au regard des mesures effectuées lors d’Artemis 1, la Nasa a estimé la dose qui sera reçue par les astronautes d’Artemis 2 pendant les dix jours de leur mission entre 20 et 30 mSv.