Les perspectives actuelles de vols spatiaux au long cours ont généré, depuis une vingtaine d’années, d’importantes recherches en biophysique. Les missions spatiales de deux ans loin de la Terre requièrent en effet une nouvelle approche du vol spatial, qui rejoint des thématiques terrestres liées aux systèmes écologiques, à la santé publique et à l’équilibre sociétal. Ces missions doivent restituer une biosphère dotée de spécifications extrêmement performantes et frugales, dans laquelle les effets de l’impesanteur - ou de la pesanteur très réduite - devront être minimisés, ainsi que les effets de l’environnement spatial (rayonnement, isolement, risques inhérents à la mission). À ce titre, les R&D intiées en la matière bénéficieront à l’avion du futur, croisent les progrès réalisés dans les études liées au vieillissement dfe la population et adressent les quatre types de handicaps. Nous découvrirons également comment la préparation des équipages renforce et complète cette approche scientifique. La modélisation physique des systèmes vivants dynamiques - présentée par l'exemple de la filière de thèses dédiée à la dynamique crânienne et au rayonnement - bénéficie à la fois à la médecine et à l’anticipation de ces aventures spatiales. Finalement, nous découvrirons que la préparation de ces missions rejoint des enjeux de la physique et de la médecine du sport, tant l’être humain se situe au centre de ces approches scientifiques.