Pourquoi les astronautes vieillissent plus vite ?

La relativité restreinte prédit qu'une horloge en mouvement bat plus lentement : à quelque 7,7 km/s, l'ISS accumule donc du retard. La relativité générale prédit l'inverse pour l'altitude : plus on s'éloigne du puits de gravité terrestre, plus le temps s'écoule vite, et à 400 km d'altitude ce gain existe bel et bien. Les deux effets ne s'annulent pas. En orbite basse, la vitesse l'emporte largement, et le bilan net est un retard. C'est l'inverse des satellites de navigation GPS, situés à 20 000 km : là, l'effet gravitationnel domine et leurs horloges avancent, ce qui oblige à corriger en permanence leur fréquence pour que la localisation reste exacte.

L'ampleur reste infime. Le cosmonaute Sergueï Krikalev, qui cumule plus de 800 jours en orbite, est régulièrement cité comme l'humain ayant le plus « voyagé dans le futur » : quelques centièmes de seconde de décalage seulement. Aucun effet perceptible, mais une vérification expérimentale propre d'une théorie vieille d'un siècle.

La confusion vient d'ailleurs : le vol spatial imite biologiquement le vieillissement. En l'absence de charge mécanique, les os se déminéralisent au rythme de 1 à 1,5 % de densité par mois sur les segments porteurs, les muscles posturaux fondent, le système cardiovasculaire se déconditionne et le rayonnement cosmique endommage l'ADN. L'étude menée par la NASA sur les jumeaux Scott et Mark Kelly a mis en évidence des altérations de l'expression génique, de la longueur des télomères et du système immunitaire pendant l'année passée en orbite, la majorité revenant à la normale après le retour.

Ces changements sont largement réversibles et contrés par deux heures d'exercice quotidien. C'est précisément ce qui intéresse la médecine : l'ISS offre un modèle accéléré et réversible de sénescence, exploitable pour comprendre l'ostéoporose ou la sarcopénie au sol.