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At about 3 a.m. for him, James Thomas watched heart scans arrive live from the International Space Station. The astronauts performed the ultrasound scans on one another every few weeks, and Thomas, back on Earth, coached them in real time to improve the images. The recordings tracked the heart of each crew member before, during and after a mission of roughly six months.
Vers 3 h du matin pour lui, James Thomas suivait en direct l'arrivée des échographies cardiaques depuis la Station spatiale internationale. Les astronautes réalisaient les échographies les uns sur les autres toutes les quelques semaines, et Thomas, de retour sur Terre, les guidait en temps réel pour améliorer les images. Les enregistrements suivaient le cœur de chaque membre d'équipage avant, pendant et après une mission d'environ six mois.
The question behind this work is simple to state and hard to answer. NASA plans to send astronauts to Mars, a planet where gravity is about one-third as strong as on Earth. Astronauts who spend months in microgravity lose muscle and cardiac mass, and many have struggled with dizziness on standing up after landing, because blood pressure can fall suddenly. Whether a heart that has been floating for months could cope with a return to partial weight was an open question for the mission planners.
La question au cœur de ces travaux est simple à formuler, mais difficile à trancher. La NASA prévoit d'envoyer des astronautes sur Mars, une planète où la gravité est environ un tiers de celle de la Terre. Les astronautes qui passent des mois en microgravité perdent de la masse musculaire et de la masse cardiaque, et beaucoup ont souffert de vertiges en se levant après l'atterrissage, car la tension artérielle peut chuter brutalement. Savoir si un cœur ayant flotté pendant des mois pourrait supporter un retour à un poids partiel restait une question ouverte pour les responsables de la mission.
The answer depends largely on exercise. The astronauts followed a NASA program called Exercise Countermeasures and worked out for up to two hours a day, including 30 to 45 minutes of endurance exercise and 60 to 75 minutes of resistance training. The scans show a clear pattern. During the first two weeks in orbit, cardiac filling and stroke volume fell, meaning each heartbeat moved less blood. That change was temporary: as the missions went on, both measures gradually returned toward their levels before launch.
La réponse dépend largement de l'exercice. Les astronautes suivaient un programme de la NASA appelé Exercise Countermeasures et s'entraînaient jusqu'à deux heures par jour, dont 30 à 45 minutes d'exercice d'endurance et 60 à 75 minutes de musculation. Les échographies révèlent une tendance nette. Pendant les deux premières semaines en orbite, le remplissage cardiaque et le volume d'éjection systolique diminuaient, ce qui signifie que chaque battement faisait circuler moins de sang. Ce changement était temporaire : au fil des missions, ces deux mesures sont progressivement revenues vers leurs niveaux d'avant le décollage.
To recreate Mars on Earth, the team tilted the astronauts 22 degrees upward from a lying position after they returned, which pushes blood toward the lower body. The hearts handled this simulated environment about as well as they had handled standing upright before launch. The study is described by its authors as exploratory, and it covers only 13 people. The tilt imitates the blood shift of a lower gravity; it does not reproduce the planet itself.
Pour recréer Mars sur Terre, l'équipe a incliné les astronautes de 22 degrés vers le haut depuis la position allongée après leur retour, ce qui fait migrer le sang vers la partie inférieure du corps. Les cœurs ont supporté cet environnement simulé à peu près aussi bien qu'ils avaient supporté la station debout avant le lancement. Les auteurs décrivent leur étude comme exploratoire, et elle ne porte que sur 13 personnes. L'inclinaison imite le déplacement sanguin propre à une gravité plus faible ; elle ne reproduit pas la planète elle-même.
For the people planning a crewed Mars mission, the finding removes one obstacle from the list, without clearing the path. The cardiovascular question is now answered with encouraging data, and the exercise routine that protects the heart is already in use on the station. The study does not set a date for any mission, and the next step is to test the same approach on more crews and under more conditions.
Pour les responsables qui préparent une mission habitée vers Mars, ce résultat retire un obstacle de la liste, sans pour autant dégager toute la voie. La question cardiovasculaire trouve désormais une réponse encourageante, et le programme d'exercices qui protège le cœur est déjà utilisé à bord de la station. L'étude ne fixe aucune date pour une mission, et la prochaine étape consiste à tester la même approche sur davantage d'équipages et dans des conditions plus variées.