Avec le russe Mikhaïl Kornienko, l'astronaute américain Scott Kelly détient le record du plus long séjour dans l'espace à bord de la Station spatiale internationale: 340 jours. Mais il possède aussi une autre caractéristique très intéressante, il a un frère jumeau, Mark, ce qui offre aux scientifiques une opportunité unique de comparer les effets de l'espace sur le corps.
En 2019, trois ans après le retour de Scott Kelly sur Terre, les premiers résultats d'une étude scientifique nommée NASA Twins Study ont été publiés dans le journal Science. Sans surprise, ils ont confirmé ce que l'on savait déjà à propos des effets de la microgravité et des radiations cosmiques, à savoir que les astronautes grandissent de quelques centimètres, accusent une sévère perte musculaire et osseuse, voient leur carotide s'épaissir, et leur système immunitaire s'affaiblir.
En 2020, dix-neuf nouveaux articles scientifiques sont parus dans différentes revues, reprenant les données originales et les comparant avec celles d'autres astronautes.
Six changements biologiques majeurs sont observés chez la totalité des astronautes, note le MIT Technology Review: un stress oxydatif (accumulation de radicaux libres dans les cellules), des altérations de l'ADN, un dysfonctionnement des mitochondries (qui fournissent l'énergie aux cellules), une modification de la régulation des gènes, une perturbation du microbiote et l'allongement des télomères.
Ce dernier point est particulièrement remarquable car la longueur des télomères (la partie à l'extrémité des chromosomes) est généralement associée au vieillissement: plus ils raccourcissent, plus l'espérance de vie diminue. (L'espace ne constitue pas pour autant une fontaine de jouvence, car les télomères reviennent à leur longueur initiale une fois de retour sur Terre).
Toutes ces modifications sont reliées entre elles, la perturbation des mitochondries pouvant par exemple provoquer l'affaiblissement du système immunitaire ou une perturbation du rythme circadien.
Plusieurs autres études ont constaté des changements encore plus étonnants. On observe ainsi que les astronautes développent une résistance à l'insuline (prédiabète) et une hyperlipidémie (taux élevé de graisse dans le sang). Le cœur change de forme (il devient un peu plus «rond») et le globe oculaire s'aplatit légèrement à l'arrière, ce qui entraîne des problèmes de vision. Une étude a même montré en 2019 que la microgravité pouvait inverser le sens de la circulation sanguine!
Si la plupart de ces modifications sont réversibles quand les astronautes reviennent sur le plancher des vaches, elles posent de sérieuses questions sur des futurs voyages au long cours vers Mars ou au-delà. «Une année dans l'espace, c'est jouable. Plusieurs années, ça ne l'est probablement pas», estime Scott Kelly. Le voyage vers Jupiter risque donc d'être réservé aux cyborgs.
