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La colonisation de Mars

Extrait du film "Planète Rouge" d'Antony Hoffman (2000). Les couleurs ont été corrigées (voici la VO) pour réfléter les véritables couleurs martiennes brunes-orangées teintées d'olive et beaucoup moins lumineuses que sur Terre.

L'avenir (II)

Malgré le report des programmes d'exploration habités de Mars, on peut envisager une colonisation de Mars à grande échelle, dans une dimension politique et économique internationale qui va bien au-delà de la simple raison "stratégique", la recherche scientifique ou la prouesse technologique d'une seule nation. C’est uniquement dans ce cadre que le budget pourrait être dégagé et dans cette éventualité les autorités n'hésiteront pas à solliciter le support du secteur privé (les industriels) et des universités étrangères. En effet, ce projet sera "L'Aventure du siècle" pour l'Humanité qui visera à asseoir son expansion dans l'espace pour les siècles à venir.

L’exploration de Mars semble inévitable, même si l’on discute encore de l’opportunité d’une mission humaine toujours très coûteuse et très risquée. Que cette exploration soit remise aujourd’hui en question, cela se conçoit, mais un jour ou l’autre l’homme embarquera destination Mars.

En réalité, commenous l'avons expliqué, la NASA et quantité de sociétés et de laboratoires privés planchent déjà sur la question. Les critères d'une mission sont déjà connus : étant donné que le projet Vasimr n'est qu'au stade de prototype, nous devons nous rabattre sur la technologie existante et ayant fait ses preuves. Cela signifie une propulsion chimique (voire électrique, la seule alternative déjà testée dans l'espace), une durée du vol de 6 à 9 mois, un vaisseau-mère assemblé sur Terre (les assemblages en orbite terrestre sont postposés), un lander martien aérodynamique à décollage et atterrissage vertical, équipement revu, aides à la décision et systèmes experts, combinaison ultra-légère, bourrée d'électronique de pointe, ordinateur portatif, écran souple et caméras de dernière génération, etc.

Jusqu'à quel point la haute technologie sera exploitée dépendra de la fiabilité, des performances et du coût de ces innovations. On en reparlera vers 2035. En effet, ce programme très ambitieux dépendra des prioriétés du gouvernement américain. Aussi pour l'heure les sondes d'explorations continuent leur travail de "détective", comparant l'évolution de Mars à celle de la Terre. Les deux planètes sont en effet nées ensembles, mais l'une était plus petite et plus légère que l'autre et a subit une lente dégradation, ceci est facile à comprendre.

Le Dr Raj Kaul du MSFC examinant une brique faite de polyéthylène renforcé, une nouvelle matière plastique appellée RXF1 dont il est le coinventeur avec Nasser Barghout.

En revanche, la vie s'est développée sur Terre et on se demande s'il elle ne serait pas apparue également sur Mars voici 4 milliards d'années. Elle se situe dans la zone habitable et a donc pu connaître un passé plus glorieux. Y répondre est l'un des enjeux de la conquête de Mars. Mais en aucun cas il faut considérer l'exploration de Mars comme une fin en soi, une sorte d'Eldorado du futur visant à dépeupler la Terre devenue invivable de ses habitants... D'abord c'est impossible. Jusqu'à preuve du contraire la Terre est la seule planète où la vie a pu se développer. On ignore exactement pourquoi et comment la vie y est apparue, mais nous savons qu'il sera très difficile de reproduire le même environnement sur une autre planète, même sur Mars qui présente des similitudes géologiques et météorologiques avec la Terre...

Nous ne savons même pas si la vie pourrait s'implanter dans l'environnement hostile de Mars. Entre faire pousser des tomates et des pommes de terre dans un milieu de culture contrôlé d'un laboratoire et les laisser "tirer leur plan" dans la poussière toxique de Mars et sous les UV... il y a un pas que les chercheurs sont peut être prêts à franchir pour publier un "papier" et conserver leurs subsides mais sans doute pas les astronautes qui tiennent à leur vie.

Mais plus important, ainsi que nous l'avons expliqué, Mars ne dispose pas de champ magnétique, pas de Ceinture de Van Allen ni d'ionosphère. Cela veut dire que celui qui s'exposerait au Soleil de Mars encourerait en quelques mois un cancer de la peau et y perdra la vie sous le bombardement des rayons cosmiques.

En temps normal, Mars reçoit déjà des doses létales de radiation qui empêcheraient tout visiteur de l'explorer des heures durant. Une exploration en quad comme cela est envisagé par la Mars Society serait encore l'idéal pour explorer le plus de territoire possible en un minimum de temps. Mais à la moindre éruption solaire l'astronaute devrait se réfugier dans un abri pour se protéger des radiations ionisantes (UV, rayons X, protons rapides, électrons).

Comme on le voit ci-dessus à gauche, la NASA envisage bien d'utiliser des briques plastifiées, faites de polyéthylène renforcé (RXF1) qui absorbe 20 % de plus de rayons cosmiques que l'aluminium, qui est aussi plus résistant et plus léger, mais le pari reste risqué.

Non, décidémment si Mars vaut une excursion il faudra sérieusement relever le niveau de sécurité, à moins d'aimer les mutations... Génétique ou d'ordre professionnelle ? A vous de juger mais c'est loin d'être une boutade.

Terraforming

Serait-il possible à l’avenir de rendre Mars vivable, de créer comme le suggèrent les films de science-fiction une planète "Génésis" où une opération appelée “terraforming” modifierait sa surface et son atmosphère pour la rendre habitable par l’homme, tout en ignorant pas ce qui vient d'être dit juste avant ?

Ce projet n’est pas innocent et revient depuis quelques années sur le devant de la scène, suite à la reprise de l’exploration martienne. Malgré le froid, Mars reste en effet l’endroit le plus propice au développement de la vie dans le système solaire. Tous les éléments sont réunis : l’eau, le carbone, l’oxygène (sous forme de dioxyde de carbone) et l’azote, autant d’éléments que l’on retrouve dans la cellule la plus simple.

La température globalement négative en surface s'explique par la très faible pression de son atmosphère équivalente à 1 % de celle qui existe sur Terre, à l’absence d’air chaud et de vapeur d’eau. L'eau existerait sous la croûte, à plus de 100 m de profondeur, sous forme de glace et plus bas encore, sous l'effet de la chaleur du noyau, peut-être sous forme liquide.

Terraforming de Mars. A gauche, réchauffement de Mars au moyen de miroirs statiques de Zubrin. A droite, une illustration d'Albert T.Kamajima.Documents NASA.

L'idée du terraforming consiste à faire fondre les calottes et la glace de Mars; selon les estimations l'eau ainsi libérée pourrait couvrir toute la planète sur 200 m de hauteur. La science peut réaliser ce projet en "polluant" Mars avec des gaz à effet de serre, ceux justement dont on essaye de limiter la concentration sur Terre.

Les réserves de dioxyde de carbone du sous-sol permettraient d’augmenter la pression atmosphérique jusqu’à 30 % de la pression terrestre, des gaz à effet de serre pouvant réchauffer l’atmosphère et porter la température au-dessus du point de congélation de l’eau. En conséquence de quoi, l’eau actuellement prisonnière du sous-sol pourrait affleurer en surface. Par la suite, avec des éléments pris dans le sous-sol, une fois Mars réchauffée on pourra y envoyer des organismes vivants producteurs de gaz carbonique.

Après une longue période les plantes pourront produire de l'oxygène, et un siècle plus tard des colons pourraient y vivre en portant un masque à oxygène et s’y déplaceraient sans combinaison spatiale. Des plantes pourraient s’y développer en présence de dioxyde de carbone et produiraient l’oxygène manquant permettant aux habitants de se débarrasser définitivement de leur masque à oxygène. Le processus de terraforming pourrait également être accéléré en plaçant une série de miroirs autour de la planète afin de réchauffer sa surface et déclencher le développement de la vie. Mars, planète désertique et froide se transformerait ainsi en une seconde Terre, chaude, humide et vivable.

Terraforming de Mars. Une utopie aujourd'hui, peut-être une réalité dans quelques siècles. Document Venngage.

Ensuite le ciel sera bleu sur Mars comme sur Terre, la terre sera ocre et couverte d'herbe, l'eau coulera sur le sol sans s'évaporer. Seul le Soleil sera plus petit et sa chaleur un peu moins réconfortante. Les vallées martiennes garderont leurs disproportions avec des falaises de 10 km de haut et des volcans culminant à 26 km d'altitude plongés dans la brume ou couverts de neige, mais il y aura des prairies, des bois, des animaux et plusieurs milliers d'années plus tard, une colonie martienne s'y sera implantée avec succès marquant le début de l'expansion de l'humanité dans l'espace.

Seules difficultés, ce scénario ne peut vraisemblablement pas s'auto-entretenir et nous ignorons combien de siècles seront nécessaires pour mener à bien cette transformation. Il faut entre 50 et 100 ans pour faire fondre la glace des pôles et plusieurs dizaines de milliers d'années seront sans doute nécessaires pour que les cynaobactéries, les plantes et les arbres produisent une atmosphère respirable. Les meilleures estimations parlent de 4 à 5 siècles seulement pour rendre Mars habitable; à mon sens c'est utopique et très mal connaître l'évolution des écosystèmes. Nous ne connaissons qu'une poignée de variables de ce système et nul ne sait ce qui peut advenir en manipulant ainsi un écosystème sans disposer d'aucune donnée de départ.

Pour stabiliser l'atmosphère un délai de plusieurs milliers d'années est plus raisonnable. A ce moment là Mars sera à l'abri des radiations ionisantes, son atmosphère sera chaude et humide et on pourra finalement y vivre sans masque à oxygène.

Mais à terme Mars redeviendra inhospitalière et les hommes devront entretenir le terraforming s'ils souhaitent y vivre à long terme. On peut bien entendu confier cette régulation à des machines.

Sans compter que se posera la question de l’éthique à respecter : l’homme peut-il à sa guise façonner une planète ? Il faudra également amender le droit spatial au-delà des limites du système Terre-Lune et alimenter un budget qui ira croissant au détriment des autres projets astronautiques (station orbitale, etc).

Pour plus d'informations

Sur ce site

Mars, la planète Rouge (menu général)

Terraforming de Mars

Exploration de Mars

NASA's Plan for Human Exploration Beyond Low Earth Orbit (PDF), NASA, 2017

Deep Space Gateway to Open Opportunities for Distant Destinations, NASA, 2017

NASA's Journey to Mars, NASA, 2014

Moon to Mars, A Journey to Inspire, Innovate, and Discover (PDF), NASA, 2004

Cap sur Mars : Un plan pour l'exploration et la colonisation de Mars par l'homme, Robert Zubrin et al., éd.Goursau, 2004

Report of the 90 Days Study of Human Exploration of the Moon and Mars (PDF), NASA, 1989

Mars 2007 and Beyond, les futures missions vers Mars

Scenario for Possible Crewed Mission (NSSDC)

Jet Propulsion Laboratory

Mars 2020, NASA

ExoMars, ESA.

Retour sur Mars

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