L'exercice pour prévenir le mal de décompression

Objet

L'astronaute de l'Agence spatiale canadienne (ASC) Chris Hadfield debout sur le cale-pied portatif relié au Canadarm d'Endeavour. (Source : NASA)

Sujets sur doubles bicyclettes ergométriques dans les installations de RDDC-Toronto lors d'un projet visant le développement d'un protocole de pré-respiration de 2 heures. (Source : NASA)

Ce projet est axé sur le développement et la mise à l'essai de protocoles améliorés visant à prévenir le mal de décompression qui peut affliger les astronautes appelés à réaliser des sorties extravéhiculaires (EVA) depuis la Station spatiale internationale (ISS).

Contexte

Les astronautes appelés à sortir à l'extérieur de la navette doivent se soumettre à un protocole de décompression de 12 heures qui réduit les risques associés au mal de décompression. Cette procédure est désignée « pré-respiration d'oxygène ». Au cours de la période de pré-respiration à bord de la navette, les astronautes respirent de l'oxygène pur pendant une ou deux heures à la pression atmosphérique qui règne à bord. La pression est ensuite réduite à 10,2 lb/po2 pour une période de 12 heures. Enfin, les astronautes respirent encore de l'oxygène pur pendant une heure avant d'effecteur leur sortie. Ce protocole de décompression de 12 heures combat efficacement le mal de décompression, mais le temps consacré à ce protocole ainsi qu'aux préparatifs des EVA nuit à l'efficacité des missions. Pour achever la construction de l'ISS, il faudra effectuer plus de 160 sorties extravéhiculaires. Pour respecter le calendrier de construction, il faut établir un protocole de décompression plus efficace.

L'intolérance orthostatique est principalement due à une diminution du volume sanguin global et à une réduction des réflexes qui font normalement circuler le sang des jambes vers le haut du corps. La compliance veineuse pourrait peut-être aussi expliquer l'apparition de ces symptômes chez les astronautes. Si un vol spatial augmente la compliance veineuse dans les jambes, l'afflux de sang dans la partie inférieure des jambes augmente, ce qui provoque des symptômes d'intolérance orthostatique.

Description du projet

Il s'agit d'un projet dirigé par la NASA et entrepris en collaboration avec l'Agence spatiale canadienne (ASC), Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC-Toronto), Duke University (Caroline du Nord), et le Hermann Center for Environmental, Aerospace and Industrial Medicine (University of Texas).

Le projet porte sur l'essai d'une série de protocoles qui font appel à des séances d'exercices pendant la période de pré-respiration d'oxygène pur. La désaturation en azote, c'est-à-dire l'élimination de l'azote dans le système, dépend de l'apport de sang aux tissus. À l'effort, la circulation sanguine s'accélère, ce qui favorise du même coup la désaturation en azote. On peut ainsi réduire sans risque le temps de préparation aux EVA.

Sujets expérimentant le protocole de pré-respiration à 4,3 lb/po2 dans le caisson hypobare de RDDC-Toronto. (Source : NASA)

Des équipes de chercheurs, y compris une équipe canadienne dirigée par l'ASC, évaluent présentement divers protocoles de pré-respiration qui proposent tous une séance d'exercices de durée et d'intensité différente. Les chercheurs canadiens font l'essai des protocoles à l'aide d'une chambre hypobare de RDDC à Toronto. Les sujets appliquent les protocoles de pré-respiration avant de entrer dans la chambre. À l'intérieur, les sujets sont exposés aux mêmes variations de pression atmosphérique que subissent les astronautes durant une sortie extravéhiculaire. On leur demande ensuite d'effectuer certaines tâches simulant les travaux menés au cours d'une EVA.

Résultats

L'utilisation d'un des protocoles mis à l'essai a été approuvée pour les astronautes qui portent la combinaison spatiale américaine EMU (pour EVA Mobility Unit) et qui empruntent le sas de l'ISS pour sortir dans l'espace. Les astronautes équipés de la combinaison russe Orlan n'appliqueront pas ce protocole en raison de différences de pressurisation de la combinaison Orlan.

Des travaux sont en cours pour élaborer des protocoles et plus efficaces de réduction des risques associés au mal de décompression pour les futures EVA.