La toxicité des poussières lunaire et martienne

Le poison martien (III)

La poussière de Mars pourrait bien être plus dangereuse encore que celle de la Lune. C'est non seulement un puissant oxydant et irritant mécanique mais également un poison chimique. 

Ainsi que nous l'avons évoqué en planétologie, Mars doit sa couleur rouge au fait que sa surface est constituée en grande partie d'oxyde de fer. C'est de la maghémite, une variété d'hématite ferromagnétique qui, attaqué par l'oxygène prend une couleur rouille. Mars contient également des oxydes de divers autres métaux. Peut-être De Beers y organisera-t-il un jour une expédition à la recherche de gisements de pierres précieuses...

Stein Sture, professeur de Technologie à l'Université du Colorado et quelques autres scientifiques soupçonnent que le sol poussiéreux sur Mars pourrait être un oxydant si puissant qu'il brûlerait n'importe quel composé organique y compris les plastiques, le caoutchouc ou la peau humaine aussi sérieusement que l'agent de blanchiment non dilué d'une lessive !

Les astronautes des futures missions martiennes devront donc impérativement évacuer toute trace de poussière avant d'entrer dans les habitacles au risque de devoir faire face à de sérieuses allergies ou brûlures. La NASA travaille actuellement à ces solutions.

Mais puisqu'aucun échantillon de sol n'a jamais été ramené de Mars, Sture et ses collègues "ne savent pas avec certitude si cet oxydant est puissant mais il pourrait être assez méchant", conclut-il.

Aspect du désert de sable et de pierres en bordure du cratère Bonneville photographié par la rover Spirit le 12 et 13 mars 2004. Notez la poussière recouvrant tous les rochers situés à l'avant-plan. Document NASA/JPL/MER.

A ce propos, selon des données de la mission Mars Pathfinder, la poussière martienne pourrait également contenir des traces de métaux toxiques, y compris l'arséniure de chrome hexavalent, une substance toxique cancérigène décrite dans le film docudrama d'Erin Brockovich et des studios Universal sorti en 2000. C'est une conclusion étonnante à laquelle aboutit le Conseil National de la Recherche américaine dans un rapport publié en 2002 par le Bureau d'Ingénierie Aéronautique et Spatiale (ASEB), intitulé "Safe on Mars: Precursor Measurements Necessary to Support Human Operations on the Martian Surface" et disponible auprès de la National Academy Press.

Le défi de la poussière martienne serait particulièrement aigu pendant les tempêtes de sables qui soufflent assez fréquemment sur Mars à hauteur de l'équateur avec des vents jusqu'à 180 km/h. Fouettant les montagnes et balayant les plaines de poussières abrasives et toxiques, chaque tempête érode progressivement le substrat martien et dans ces conditions il est exclu de conduire une mission d'exploration; la poussière s'inscrustera partout et il sera difficile d'installer un système de filtrage efficace. Comme les habitants du désert ou des côtes sablonneuses le savent bien, le sable et la poussière envahissent tout, et c'est un combat quotidien que les astronautes devront mener pour préserver leur santé ainsi que leurs outils de travail.

Ces deux images prises à 10 jours d'écart montrent l'effet de l'accumulation de la poussière sur la rover Spirit. A gauche après un séjour de 416 sols ou jours martiens (5 mars 2005) sous les vents poussiéreux de Mars. A droite après nettoyage de la plate-forme 10 jours plus tard (426eme sol, 15 mars 2005). Le fait d'avoir enlevé la poussière sur d'autres éléments vitaux a également produit une élévation de la puissance des plaques solaires équipant la rover. La base de la plate-forme de calibration mesure 8 cm de côté. Document NASA/JPL/MER.

La NASA étudie actuellement les moyens d'atténuer ces risques en collaboration avec Masami Nakagawa, professeur associé au département de Technologie de l'Ecole des mines du Colorado. Ce projet vise à étudier les technologies telles que les enduits en couche mince capables de repousser la poussière des outils et des autres surfaces et les techniques électrostatiques permettant de secouer ou d'enlever d'une autre manière la poussière s'accumulant sur les combinaisons spatiales. Ce combat contre les éléments n'est pas gagné d'avance. Nous pouvons gagner des batailles mais sans doute pas la guerre; Mars porte trop bien son surnom !

En guise de conclusion

A l'image de nombreuses recherches en matière spatiale, Kerschmann nous rappelle que ces technologies peuvent avoir des retombées au quotidien, sur Terre. En effet, en développant des méthodes de prévention ou de nettoyage de la poussière, si cruciales sur la Lune et sur Mars, on pourrait également s'en servir pour protéger les personnes contre les poussières tranchantes ou toxiques présentes sur les lieux de travail. Ces applications concernent par exemple la poussière alcaline soulevée par les lacs asséchés des déserts blancs, la poussière de bois des scieries, des marbreries, de certaines usines de faïence, des opérations de gravure et naturellement la poussière abrasive de quartz dans les mines.

La route que nous avons à parcourir est étonnamment poussiéreuse convient Kerschmann mais je crois dit-il que "c'est un problème qui peut être géré". C'est une bonne nouvelle qui va dans le sens de la colonisation de la Lune et de Mars.

Pour plus d'information

Effets biologiques

Biological Effects of Lunar Surface Mineral Particulates, Workshop, R.Kerschmann, 2005

Safe on Mars, (version html), National Academy Press, Collectif, 2003

Pulmonary Toxicity of Simulated Lunar and Martian Dusts in Mice, Inhalation Toxicology, 2002

NASA Space Radiation Health Project (SRHP)

NASA - Space Radiation Biology (Brookhaven Lab.)

Effets de la poussière sur les surfaces

Lunar Regolith Simulant Materials, Workshop, L.Sibille et al, 2005
Dusty Plasma Effects on the surfaces of the Moon and Mars, AGU, S. Robertson et al, 2004

Dust Levitation and Transport Near Surfaces, AGU, S. Robertson et al, 2002

Dust charging on surfaces, Annual Meeting of the APS, S. Robertson et al, 2001

Photoelectric Charging of Dust Particles in Vacuum, Phys. Rev. Lett., S. Robertson et al, 2000

Photoelectric Charging of Dust in Space, AAS, S. Robertson et al, 1999

Electrostatic charging properties of Apollo-17 lunar dust, AGU, S. Robertson et al, 1998

Retour sur la Lune

Retour sur Mars

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