vignette|Image composite qui représente la Terre et Mars. Au moins de kilomètres les séparent et le voyage aller et retour est estimé à avec un mois passé sur Mars. vignette|Logo de la mission. Mars500 est un programme expérimental russe simulant sur Terre les conditions rencontrées par un équipage lors d'une mission aller et retour vers la planète Mars. L'objectif est d'analyser les répercussions physiologiques et psychologiques d'un voyage de plus de dans un espace restreint coupé du monde extérieur. Mars500 est organisé par l'Institut des problèmes biomédicaux (IBMP) de l'Académie des sciences de Russie avec la participation de l’Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale fédérale russe (Roscosmos).
Mars500 a été précédé d'une première expérience d'isolement d'une durée de , menée d'avril à . Celle-ci a permis de préparer Mars500 qui a démarré le . Mars500 reproduit les conditions rencontrées durant un vol spatial habité hormis l'absence de gravité et les radiations qui constituent des problèmes majeurs pour la mission réelle. Les deux expériences se sont déroulées à l'IBMP dans une installation isolée du monde extérieur reproduisant les parties habitables d'un vaisseau spatial, celles d'une navette de débarquement sur Mars ainsi qu'une petite fraction du sol martien. Les six participants ont été sélectionnés parmi des candidats de plusieurs pays après avoir passé une batterie de tests destinés à écarter les personnes ayant des caractéristiques psychologiques incompatibles avec l'épreuve. Les membres de l'équipage, trois Russes, un Italo-Colombien, un Chinois et un Français, ont dû vivre et travailler de façon autonome dans cette installation constituée de plusieurs modules reliés entre eux. L'expérience est arrivée à son terme, sans incident connu, le .
Contexte L'institut des problèmes biomédicaux (IBMP). situé à Moscou effectue des expériences sur le confinement des équipages de vaisseau spatial depuis de nombreuses années Expériences menées à l'IBMP, .. Une étude d'isolement d'un équipage durant un an a été menée en 1967-1968. L'Agence spatiale européenne a également effectué des études de ce type à compter des années 1990 : le programme ISEMSI-90 () qui a duré s'est déroulé à Bergen (NUTEC-Norwegian Underwater Technology Centre) en Norvège avec une équipe composée de six hommes dans un module de , afin d'étudier notamment les facteurs de contamination et les aspects psycho-physiologiques liés à l'isolement ; l'expérience EXEMSI-92 () a été effectuée à l'IFM () de la DLR à Cologne en Allemagne dans un habitacle de durant avec un groupe constitué de trois hommes et une femme. Les objectifs principaux étaient d'étudier l'organisation de la gestion d'un vol et d'effectuer des expériences psychologiques et physiologiques..
L'IBMP propose de mener deux ans plus tard une nouvelle étude à laquelle l'Agence spatiale européenne participe : l'expérience HUBES-94 () eut lieu à Moscou et impliquait trois hommes sur une période de . Les résultats obtenus lors des deux expériences précédentes ont permis de mieux intégrer la psychologie de la dynamique de groupe et de la performance individuelle. Les conditions de l'expérience ont été définies de manière à simuler la mission EuroMir-95 qui devait avoir lieu l'année suivante...
Les résultats obtenus dans le cadre de ces trois expériences ont montré une désorganisation du groupe à mi-période et que les conditions de confinement induisent de plus en plus de stress au fur et à mesure que le temps s'écoule. Le processus d'adaptation n'est pas entièrement atteint. On observe que des comportements agressifs apparaissent, qu'un membre s'isole du groupe et que l'humeur du groupe se dégrade...
En 1999, l'IBMP et le centre de recherche de la fédération russe lancent un nouveau programme en collaboration avec des agences spatiales partenaires du programme de la Station spatiale internationale (ISS) : l'Agence spatiale européenne, l'agence d'exploration aérospatiale japonaise (NASDA rebaptisées par la suite JAXA) et l'agence spatiale canadienne (CSA) : l'expérience SFINCSS-99 () se déroule comme la précédente à l'IBMP et fait intervenir trois équipages, chacun situé dans des modules connectés et pouvant travailler et communiquer ensemble. L'un des équipages (quatre Russes âgés de 37 à ) est confiné durant dans un module de , un second groupe (trois Russes et un Allemand âgés de 27 à ) pendant dans un module de en rotation avec un troisième (quatre nationalités différentes avec des âges compris entre 27 et ) sur également. Cette expérience vise à observer les effets d'équipages mixtes et multiculturels, vivant et travaillant en environnement confiné sur une longue période Gro Sandal, , , June 2001, .....
L'IBMP envisage en 2004 d'utiliser ses infrastructures afin de lancer un nouveau programme d'étude visant à simuler une mission vers Mars. L'institut invite alors l'Agence spatiale européenne à participer à ce programme qui est baptisé Mars500. Pour l'agence spatiale européenne, ce programme fait partie du programme européen ELIPS faisant intervenir de nombreux scientifiques à travers l'Europe et visant à préparer les futures missions vers la Lune ou Mars.
Objectifs du programme Mars500 L'objectif du programme Mars500 est de collecter suffisamment de données, de connaissance et d'expérience pour préparer un jour une mission vers Mars. Ce programme expérimental fait intervenir de nombreuses équipes scientifiques russes et européennes rattachées principalement aux domaines médical et psychologique. L'étude cherche notamment à déterminer les effets physiologiques et psychologiques sur les membres d'un équipage confiné dans un environnement restreint pendant une longue période. Les effets du stress, la régulation hormonale, les réponses immunitaires, la qualité du sommeil ou bien l'humeur sont par exemple des caractéristiques évaluées. À l'exception de l'impesanteur et des radiations (liées au rayonnement cosmique et aux éruptions solaires), les conditions qui sont intégrées lors de ces missions sont proches de celles d'un réel voyage vers Mars.
Les installations de Mars500 vignette|Représentation d'une vue externe de l'installation. L'expérience se déroule au sein d'un bâtiment spécialement aménagé de l'IBMP situé au nord-ouest de Moscou. Les installations sont constituées de cinq modules interconnectés. Ceux-ci se répartissent en deux sous-ensembles : l'un simule le véhicule spatial et l'autre sert à l'atterrissage et à l'activité sur la surface de MarsReprésentation schématique de l'installation expérimentale du programme Mars-500, .. À l'intérieur des modules règnent une atmosphère artificielle et une pression atmosphérique normale. Le bâtiment de l'IBMP comprend également le centre de contrôle de la mission, des ateliers techniques et des bureaux. vignette|Plan représentant les différentes parties à l'intérieur de l'installation. Le module SMS recouvre en réalité une partie du module EC-250. Le premier sous-ensemble est constitué de trois grands modules de vie simulant le vaisseau spatial, interconnectés et fermés hermétiquement : Le module principal de vie nommé EC-150 a un volume d'environ : C'est le plus important lieu de vie pour l'équipage. D'une longueur de sur de large, il comprend six chambres individuelles de (), une cuisine, une salle à manger, un salon, une salle de contrôle et des toilettes. Ce module est relié aux modules EC-100, EC-250 et EC-50 via des sas.
Le module médical nommé EC-100 (volume d'environ ) : D'une longueur d'environ sur de large, il est relié par un sas au module EC-150. On y effectue principalement des examens médicaux de routine (les prises de sang, de tension…) ; il est également utilisé comme laboratoire pour y réaliser des expériences. Le module comprend des équipements médicaux qui permettent d'effectuer des interventions par télémédecine. Il est équipé de deux lits et de toilettes. Il permet également d'isoler un membre d'équipage malade et de le soigner.
Le module de stockage nommé EC-250 a un volume d'environ et est long de pour une largeur de . Il se subdivise en quatre compartiments : le premier regroupe l'ensemble des réfrigérateurs où est stockée la nourriture, le second permet de stocker la nourriture non périssable et divers produits, le troisième contient des serres expérimentales et enfin le dernier une salle de sport, un sauna-douche ainsi qu'une salle de toilette. Ce module est relié par un sas au module EC-150.
L'autre sous-ensemble de cette installation regroupe un module d'atterrissage et un module qui simule la surface martienne :
Le module d'atterrissage nommé EC-50 fait sur pour un volume d'environ . Il peut accueillir trois membres d'équipage durant la phase d'orbite martienne, d'atterrissage et de vie sur Mars. Il contient trois couchettes, deux stations de travail, une toilette, une cuisine et une batterie de systèmes de contrôle - analyse ou communication pour effectuer différentes opérations et expériences. Ce module est relié par un système de sas aux modules EC-150 et SMS.
Le « Simulateur de la surface martienne » (SMS) : Ce module est une large chambre semi-cylindrique non-hermétique de qui simule la surface de Mars et qui doit être utilisé durant un mois par trois membres d'équipage au cours de la mission de . Deux membres d'équipage pourront effectuer des sorties sur le sol martien et seront équipés de combinaisons spatiales qui ont été spécialement conçues pour ce programme.
Phase de préparation Une première expérience a été menée en 2007 durant une période de du 15 au . L'expérience s'est déroulée dans deux modules, le module de vie EC-150 et le module médical EC-100. Un équipage russe composé de cinq hommes et d'une femme a été sélectionné pour effectuer cette expérience. L'objectif étant principalement d'évaluer les caractéristiques techniques et opérationnelles des modules et de tester différents systèmes. L'équipage ne possède pas d'accès à Internet ou à la télévision. De nouveaux systèmes de survie, de contrôle et de surveillance ont été développés et le réseau télémédical a été testé. Les résultats ont montré globalement l'efficacité des systèmes et des équipements permettant de valider une première phase de préparation du programme Livret d'information (IBMP) , , ..
Dans le cadre de ce programme, l'IBMP a également mené en une étude pour évaluer l'état de l'organisme humain à la suite d'un séjour prolongé dans un espace confiné avec une faible teneur en oxygène. Une réduction de la quantité d'oxygène permettrait de réduire la charge du vaisseau ainsi que le risque d'incendie à bord. Quatre hommes ont participé à cette expérience pendant près de deux semaines dans une chambre spéciale. Pour les six premiers jours, la concentration en oxygène est normale puis est réduite progressivement et remplacée par de l'argon (que l'on trouve sur Mars) Article de presse Newsru, La première partie de l'expérience Mars-500 "complété - les participants ont appris à respirer de l’"air martien", . Article de presse , Les volontaires respirent de l’"air martien", ..
Première mission : 105 jours Cette première mission d'environ reproduit les conditions du voyage aller vers Mars, la mise en orbite sur la planète, l'atterrissage et enfin le retour vers la Terre. L'ensemble est cependant simulé sur une période plus courte et aucune période de simulation n'est prévue pour des activités sur la surface martienne. À noter que cette période de n'est pas arbitraire car elle correspond à trois phases cycliques de . Chaque phase a été identifiée par la communauté scientifique comme étant une période pour laquelle des changements significatifs peuvent être détectés chez une personne causés par les conditions environnementales Oliver Knickel explique dans son journal de bord l'origine des cycles de , ..
Sélection de l'équipage et phase d'entraînement Quelques caractéristiques demandées aux candidats