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Créer un jardin sur la planète rouge: comment pourrions-nous coloniser / terraformer Mars?

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Mars a joué un rôle important dans les traditions mythologiques et astrologiques des cultures humaines depuis des temps immémoriaux. Mais c'est avec l'invention du télescope que les scientifiques ont commencé à apprécier Mars pour ce qu'elle était: une planète semblable à la Terre, et située presque juste à côté.

Au 19e siècle, la résolution des télescopes s'est améliorée au point que les astronomes ont pu discerner les caractéristiques de la surface.

En 1877, l'astronome italien Giovanni Schiaparelli a pu créer la première carte détaillée de Mars et a noté l'existence d'étranges caractéristiques qu'il a appelées "canali" (canaux).

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Cela a donné naissance au mythe d'une civilisation martienne, qui durera jusqu'au XXe siècle. Mais grâce aux nombreuses missions robotiques envoyées sur la planète rouge depuis les années 1960, les scientifiques ont appris que Mars est en fait un endroit très froid, sec et inhospitalier. Ils ont également appris que ce n'était pas toujours le cas et qu'il y avait autrefois une atmosphère plus épaisse et des océans à sa surface.

La récente vague d'exploration, ainsi que les découvertes selon lesquelles Mars était autrefois habitable, ont suscité un regain d'intérêt pour l'envoi d'humains sur Mars, et pas seulement pour l'explorer. Il y a même des plans pour envoyer des gens là-bas pour y créer une présence permanente, ce qui peut ou non impliquer une ingénierie écologique de la planète pour la rendre plus semblable à la Terre; c'est-à-dire la terraformer.

Il est peut-être temps de dépoussiérer toutes les propositions qui ont été faites au fil des ans et de voir si elles ont encore de la valeur!

Premières propositions

Même avant que les missions robotiques ne commencent à étudier Mars de près - que ce soit depuis l'espace, l'orbite ou au sol - les scientifiques ont envisagé ce qu'il faudrait pour envoyer une mission avec équipage sur la planète rouge.

Le projet Mars (1952):

En 1952, le spécialiste des fusées germano-américain Werhner von Braun a publiéLe projet Mars, le premier traité technique au monde pour un projet de mission avec équipage sur Mars. L'inspiration du traité est venue en grande partie des grandes expéditions antarctiques qui étaient organisées à l'époque - en particulier par l'US Navy, nommée Opération Highjump (1946-47).

Le plan prévoyait une flotte de 10 engins spatiaux (7 navires à passagers et 3 cargos) qui pourraient être assemblés sur l'orbite terrestre à l'aide de navettes spatiales réutilisables. La flottille voyagerait avec un équipage de 70 personnes et se lancerait en 1965 (selon son estimation) et prendrait trois ans pour se rendre sur Mars et revenir.

Une fois en orbite autour de Mars, l'équipage utilisait des télescopes pour trouver un site approprié pour leur camp de base près de l'équateur.

Une équipe d'atterrissage utiliserait alors une série d'embarcations ailées, qui seraient montées à l'extérieur de la coque, et glisseraient vers l'un des poteaux martiens et utiliseraient des skis montés sur la coque pour atterrir sur la glace.

À l'aide de chenilles, l'équipage se déplaçait ensuite par voie terrestre sur 6 500 km (plus de 4 000 mi) jusqu'à son site de camp de base identifié et commencerait la construction d'une piste d'atterrissage.

Le reste de l'équipe au sol descendrait ensuite à l'aide de planeurs à roues jusqu'à la piste d'atterrissage, laissant un équipage squelette pour diriger les navires.

Après avoir passé 443 jours à la surface à mener des opérations scientifiques, l'équipage utilisait les planeurs comme engin d'ascension et retournait à la flottille.

En raison de la nature détaillée, des calculs et de la planification, Le projet Mars reste l'un des livres les plus influents sur la planification des missions humaines sur Mars.

Tout compte fait, Von Braun a calculé la taille et le poids de chaque navire, la quantité de carburant dont chacun d'eux aurait besoin pour le voyage aller-retour et a même calculé la longueur des brûlures de fusée nécessaires pour effectuer les manœuvres requises.

Dans un rapport de 2001 compilé par le Johnson Space Center de la NASA, l'auteur Annie Platoff a décrit Von Braun comme "[sans aucun doute, la figure la plus influente de l'histoire de la planification des missions humaines sur Mars".

Propositions de la NASA

Entre les années 1950 et 1970, de nombreux concepts ont été lancés par la NASA pour envoyer des astronautes sur Mars. En tant que prochaine étape logique au-delà des missions avec équipage sur la Lune (le programme Apollo), il était tout à fait naturel d'évaluer ce qu'une mission comme celle-là impliquerait et si elle serait techniquement réalisable ou non.

Projet Orion:

De 1957 à 1962, deux propositions ont été faites qui auraient pu rendre possibles des missions avec équipage sur Mars. Le premier était le projet Orion, qui proposait un vaisseau spatial à propulsion nucléaire (NPP) qui aurait des ogives nucléaires se propulser vers d'autres planètes (et même d'autres systèmes stellaires) dans un laps de temps relativement court.

Une telle mission, qui aurait pu transporter des charges utiles beaucoup plus lourdes, aurait rendu les missions sur Mars réalisables.

Cependant, le Traité d'interdiction limitée des essais de 1963 a interdit l'utilisation d'ogives nucléaires dans l'espace et le projet a été abandonné.

Projet EMPIRE et vaisseau spatial nucléaire:

En 1962, le Marshall Spaceflight Center de la NASA a lancé le «Projet EMPIRE» (Early Manned Planetary-Interplanetary Roundtrip Expeditions), qui a appelé les partenaires de l'industrie à faire des propositions pour d'éventuelles missions sur Mars.

Ces études ont été les premières à utiliser des vols spatiaux réels de la NASA et ont indiqué qu'une telle mission pouvait être effectuée à l'aide de huit boosters Saturn V ou d'une fusée améliorée.

Ces études ont jeté les bases de travaux théoriques supplémentaires sur le sujet. Dans les années 1970, suite au succès du programme Apollo, Von Braun a plaidé pour une mission avec équipage sur Mars dans les années 1980. Les missions reposent sur des fusées Saturn V avec un étage supérieur à propulsion nucléaire.

Cette étape de la fusée emmènerait un équipage et des engins d'atterrissage / retour sur Mars en utilisant des réacteurs NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Cette proposition a été examinée par le président Nixon mais est passée au profit du programme de la navette spatiale.

Mars Direct (1990):

En 1990, les ingénieurs aérospatiaux Robert Zubrin et David Baker ont rédigé un document de recherche intitulé "Mars Direct ", dans lequel ils ont fait des propositions pour un plan rentable pour envoyer une mission sur Mars en utilisant la technologie actuelle.

En 1996, Zubrin a publié une version condensée de l'étude pour le public, intitulée Le cas de Mars: Le plan pour régler la planète rouge et pourquoi nous devons.

Dans le livre, Zubrin dresse le portrait d'une série de missions martiennes régulières qui finissent par se fondre dans des efforts de colonisation. Cela commencerait par les astronautes laissant des modules d'habitation à la surface pour que les futurs équipages les utilisent.

La construction de grands habitats souterrains suivrait, où les gens auraient un blindage naturel contre les radiations.

Au fil du temps, des dômes géodésiques en plastique dur (qui sont résistants aux radiations et à l'abrasion) seraient déployés à la surface pour créer des modules plus grands et des cultures d'intérieur.

Les industries locales commenceraient également à utiliser les ressources locales pour fabriquer des plastiques, des céramiques et du verre. Ces industries et opportunités commerciales attireront des colons, des travailleurs et des investissements sur Mars.

Pour les premières générations, Zubrin a indiqué que la colonie sera encore largement dépendante de la Terre pour son approvisionnement. Mais finalement, une colonie martienne pourrait devenir rentable en raison de ses grandes caches de métaux précieux et du fait que les concentrations de deutérium sont cinq fois plus élevées sur Mars que sur Terre, qui peut être converti en hydrogène et en oxygène liquide.

Propositions soviétiques / russes

Entre 1956 et 1962, une série d'études ont été menées dans lesquelles le pionnier soviétique des fusées Mikhail Tikhonravov a recommandé de prendre les mesures nécessaires pour effectuer une expédition sur Mars avec équipage.

Cela comprenait la création d'un complexe pilote martien (MPK) et l'utilisation de la fusée N1 alors proposée - un lanceur lourd conçu pour envoyer des cosmonautes soviétiques sur la Lune.

Au cours des années 1960, des propositions ont également été faites pour un engin spatial interplanétaire lourd (TMK en russe) qui serait utilisé pour envoyer des équipages sur Mars et Vénus sans atterrir.

Entre le MPK et le TMK, des missions ont été conçues qui prévoyaient un aller-retour de trois ans ou 21 mois vers Mars. Aucun des deux projets n'a réussi car la fusée N-1 n'a jamais été lancée avec succès.

Propositions actuelles

Au tournant du siècle, la NASA et d'autres agences spatiales ont commencé à envisager sérieusement de franchir le «prochain grand saut».

Bien que cela impliquait de mener de nouvelles missions sur la surface lunaire, la Lune était considérée comme un tremplin à ce stade. Pour citer le célèbre astronaute d'Apollo Buzz Aldrin, le deuxième homme à marcher sur la Lune et un partisan majeur de l'exploration de Mars:

«Le programme Apollo de la NASA a adopté une stratégie de course spatiale simple et rapide, qui a laissé l'ex-Union soviétique dans la poussière lunaire. Cela signifiait ne pas perdre de temps à développer la réutilisabilité. Clôturons ce chapitre de l'exploration spatiale. livres d'histoire ... À mon avis, les ressources américaines sont mieux dépensées pour s'orienter vers l'établissement d'une présence humaine sur Mars. "

Voyage de la NASA vers Mars (2010-2030):

La mission proposée par la NASA avec équipage sur Mars a véritablement commencé avec l'adoption de la NASA Authorization Act de 2010 et de la National Space Policy des États-Unis, publiée la même année. Entre autres choses, la loi a ordonné à la NASA de prendre toutes les mesures nécessaires:

"En développant des technologies et des capacités ... l'Administrateur peut investir dans des technologies spatiales telles que la propulsion avancée, les dépôts de propergols, l'utilisation des ressources in situ et les charges utiles ou capacités robotiques qui permettent des missions humaines au-delà de l'orbite terrestre basse menant finalement à Mars."

Les missions avec équipage étaient initialement prévues pour se dérouler dans les années 2030 en utilisant le système de lancement spatial (SLS) et le véhicule d'équipage polyvalent Orion (MPCV). Le plan prévoyait trois phases et un total de 32 lancements SLS entre 2018 et les années 2030 pour envoyer tous les composants nécessaires dans l'espace cis-lunaire et proche de Mars avant d'envoyer une mission avec équipage à la surface.

La phase I - Dépendant de la Terre»: Cette phase comprend la restauration de la capacité de lancement domestique aux États-Unis avec l'achèvement du SLS et d'Orion. Cela impliquait également la poursuite de l'utilisation de la Station spatiale internationale jusqu'en 2024 pour tester les technologies de l'espace lointain et étudier les effets des voyages spatiaux de longue durée (et l'exposition accrue au rayonnement solaire et cosmique qui en résulte) sur le corps humain.

Phase II - «Terrain d'essai»: Une fois que le SLS et le vaisseau spatial Orion seront prêts à l'emploi, la NASA commencera à monter une série de missions dans l'espace cis-lunaire pour tester les systèmes et développer l'expertise nécessaire. La première, baptisée Exploration Mission-1 (EM-1), est prévue pour juin 2020.

Cette mission sans équipage verra la capsule Orion être lancée par le SLS pour la première fois et l'envoyer dans un voyage autour de la Lune. La mission d'exploration-2 (EM-2), prévue pour juin 2022, sera la première mission avec équipage de l'Orion et impliquera de la même manière le vaisseau spatial volant autour de la Lune.

D'ici 2024, la mission d'exploration 3 impliquera un Orion en équipage volant vers la Lune pour livrer le premier de plusieurs pièces de la passerelle de la plate-forme orbitale lunaire (LOP-G) - la prochaine grande pièce de l'architecture globale de la mission. Anciennement connu sous le nom de Deepspace Gateway, le LOP-G est un projet international dirigé par la NASA pour créer un module d'habitation à énergie solaire en orbite autour de la Lune.

La station devrait être achevée d'ici le milieu des années 2020 et fait partie intégrante du plan de la NASA de mener une exploration lunaire renouvelée, ainsi que des missions de longue durée sur Mars et d'autres endroits. Ces missions seront menées une fois que le Deep Space Transport (DST) sera intégré à la station.

Ce vaisseau spatial - le Mars Transit Vehicle (MTV) - sera composé de deux éléments: une capsule Orion et un module d'habitation propulsé. Fondamentalement, après qu'un équipage est lancé depuis la Terre à bord d'un vaisseau spatial Orion, ils se retrouveront avec le LOP-G et réintégreront la capsule à l'heure d'été pour se rendre sur Mars.

Le DST sera ensuite utilisé pour transporter les composants nécessaires vers Mars afin que la dernière pièce de l'architecture de la mission puisse être construite: le camp de base de Mars et Lander, tous deux développés par Lockheed Martin.

Phase III - «Indépendant de la Terre»: Dans cette phase finale du «Voyage», les astronautes assembleront un autre habitat en orbite autour de Mars. Connu sous le nom de Mars Base Camp (MBC), cet habitat sera similaire au LOP-G, composé d'une série de modules intégrés et alimenté par des panneaux solaires.

La station aura toutes les commodités nécessaires pour un équipage de quatre personnes et comprendra un module de laboratoire pour mener des opérations scientifiques clés sur la surface martienne. Les équipages compteront également sur les Lander martiens réutilisables pour faire des voyages vers et depuis la surface.

Une fois terminée, cette infrastructure permettra des missions répétées sur Mars, qui iront au-delà de la NASA et incluront des partenaires internationaux et commerciaux. Le plan a été bien résumé par Buzz Aldrin:

<< J'envisage un plan global qui mènerait à l'établissement humain permanent sur Mars au cours des 25 prochaines années. Pour démarrer, la Station spatiale internationale peut servir de banc d'essai pour le maintien de la vie de longue durée et pour les technologies qui peuvent en toute sécurité et fiabilité et transporter régulièrement des équipages sur les côtes éloignées de Mars. J'ai défendu la création de vaisseaux spatiaux à placer sur des boucles continues entre Mars et la Terre, mettant ainsi en place une voie vers la durabilité qui relie à jamais les deux planètes. "

Agence spatiale européenne:

L'ESA a également des plans à long terme pour Mars, bien qu'elle n'ait pas encore construit de vaisseau spatial avec équipage. Cependant, entre 2007 et 2011, l'ESA a coopéré avec Roscosmos pour mener l'étude Mars500, une série d'expériences d'isolement coopératives destinées à simuler une mission de longue durée sur Mars.

En outre, l'ESA a indiqué dans le passé qu'elle espérait envoyer des astronautes sur Mars d'ici le milieu des années 2030. Cela aurait lieu après que des missions lunaires avec équipage soient menées et que l'ESA ait terminé un certain nombre de missions robotiques à la surface martienne. La proposition Ariane 5 une fusée lourde serait le candidat probable pour le lanceur.

Administration spatiale nationale chinoise:

Les efforts futurs de la Chine se concentrent principalement sur la Lune (le Changement programme), qu'il espère accélérer dans les décennies à venir. Ce programme d'exploration lunaire en trois phases, qui a envoyé plusieurs orbiteurs, atterrisseurs et rovers à la surface, se terminera par une mission de retour d'échantillons.

Une fois cela fait, le CNSA espère envoyer des astronautes chinois («taïkonautes») à la surface lunaire et éventuellement collaborer avec des agences comme l'ESA pour construire une base lunaire.

Jusqu'à présent, tous les projets de mission sur Mars étaient quelque peu ambigus, des missions robotiques devant avoir lieu entre 2020 et le début des années 2030, suivies de missions avec équipage entre 2040 et 2060.

Roscosmos:

De même, les Russes ont déclaré qu'ils espéraient mener des missions lunaires avec équipage dans les décennies à venir et reporter les missions sur Mars jusqu'au milieu du siècle.

En 2011, le premier adjoint Nikolay Panichkin de l'Institut central de recherche sur la construction de machines - un institut de Roscosmos - a indiqué que des missions lunaires avec équipage étaient attendues d'ici les années 2030, avec une expédition sur Mars en 2040 ou 2045.

En avril 2013, le chef de Roskosmos, Vladimir Popovkin, a déclaré que les dernières conceptions conceptuelles de l'agence envisageaient d'envoyer un complexe expéditionnaire de 450 tonnes sur Mars.

Ce plan impliquerait la création d'une petite flotte de lanceurs super-lourds partiellement réutilisables qui livreraient les composants en orbite.

La Russie poursuit également des concepts de propulsion nucléaire-électrique depuis 2009, qui permettraient des missions de longue durée sur Mars et au-delà. Ceux-ci auraient la capacité de charge utile de transporter des composants lourds, comme les modules d'habitat envisagés par Popovkin.

Autres propositions

Outre les agences spatiales fédérales, un certain nombre de sociétés aérospatiales ont également élaboré des plans de colonisation de la planète rouge. Cela est conforme à l'ère du New Space, où l'industrie privée assume un rôle plus important que jamais et l'exploration spatiale elle-même se commercialise.

MarsOne:

En 2012, un groupe d'entrepreneurs néerlandais a révélé son intention de lancer une campagne à financement participatif pour établir une base humaine sur Mars, à partir de 2023.

Connu sous le nom de MarsOne, le plan prévoyait une série de missions à sens unique pour établir une colonie permanente et en expansion sur Mars, qui serait financée avec l'aide de la participation des médias.

Une base alimentée par 3.000 mètres carrés de panneaux solaires et la fusée SpaceX Falcon 9 Heavy serait utilisée pour lancer le matériel. Le premier équipage de 4 astronautes devait atterrir en 2025, suivi de 4 membres d'équipage supplémentaires tous les deux ans.

Malheureusement, des problèmes d'insolvabilité ont conduit MarsOne à déclarer faillite en 2019.

SpaceX:

Elon Musk a été franc sur ses plans à long terme pour établir une colonie sur Mars depuis de nombreuses années. Et alors que le développement de fusées réutilisables et de la capsule de l'équipage Dragon étaient des tremplins vers cet objectif, ce sont des développements récents avec le Vaisseau spatial et Très lourd système de lancement entièrement réutilisable que les missions Mars de SpaceX ont vraiment commencé à prendre forme.

Actuellement, SpaceX espère commencer des missions de fret en utilisant leStarship et Très lourd dès 2022, suivi du premier vol en équipage en 2024.

Selon de récentes déclarations de Musk, il espère créer un avant-poste permanent (Mars Base Alpha) d'ici 2028.

Groupe Virgin:

Le PDG de Virgin, Richard Branson, est connu depuis longtemps pour ses efforts visant à créer une industrie aérospatiale viable. Mais pour l'avenir, il a également exprimé son intérêt pour la création d'une entreprise touristique qui emmènerait les clients sur Mars. Comme il l'a expliqué dans une interview de 2013 avec CBS This Morning:

«De mon vivant, je suis déterminé à faire partie de la création d'une population sur Mars. Je pense que c'est absolument réaliste. Cela se produira. Je pense qu'au cours des 20 prochaines années, nous emmènerons littéralement des centaines de milliers de personnes dans l'espace et cela nous donnera les ressources financières nécessaires pour faire des choses encore plus importantes. "

Faire une vie sur Mars

Les défis posés par la distance entre Mars et la Terre et les aléas naturels de la planète ont conduit à quelques suggestions créatives.

En particulier, il y a des idées d'habitats martiens qui offriront une protection contre l'environnement et les radiations, et qui peuvent être construits en utilisant des ressources locales - un processus connu sous le nom d'utilisation des ressources in situ (ISRU). En fin de compte, tout habitat sur Mars devra répondre à une longue liste d'exigences.

Air, chaleur et blindage:

Pour commencer, tout devra être étanche à l'air et scellé pour empêcher une atmosphère d'air sous pression (22% d'oxygène et 78% d'azote) de s'échapper. Cette atmosphère sera recyclée, ce qui nécessitera des épurateurs au carbone pour s'assurer que l'excès de CO² est éliminé.

Chaque habitat aura également besoin d'un sas pour s'assurer que l'atmosphère interne est contenue, et de combinaisons de pression pour permettre aux habitants de reconnaître à l'extérieur.

Les habitats devront également être agréables et confortables, car ils seront construits sur une planète où la température moyenne de surface donne à une nuit froide en Antartique un aspect doux en comparaison (-63 ° C; -82 ° F). Cela signifiera beaucoup de chauffage interne, qui pourrait être fourni en utilisant des unités de chauffage solaire, des murs isolants épais et des vêtements chauds.

La protection contre les radiations est également indispensable et exigera un revêtement en plomb, de l'uranium appauvri ou tout autre matériau de protection à l'extérieur de l'habitat. Sinon, les colonies devront être construites sous la surface, en profitant de la protection naturelle fournie par le régolithe.

Le temps passé à l'extérieur devra également être limité et les colons martiens devront surveiller régulièrement leurs niveaux de rayonnement (et très probablement prendre des médicaments anti-radiations).

Emplacements possibles:

En plus de s'appuyer sur la technologie et les méthodes de construction pour répondre à nos besoins sur Mars, la géographie pourrait également être utilisée comme mesure défensive.

Comme les scientifiques l'ont remarqué à plusieurs reprises, il existe plusieurs endroits sur Mars qui constitueraient de bons sites de base car ils fournissent un bouclier naturel, seront plus faciles à pressuriser, auront accès à l'eau ou sont naturellement plus chauds.

Par exemple, comme la Terre et la Lune, Mars possède un certain nombre de tubes de lave stables qui sont le résultat d'une activité volcanique passée.

Dans la région d'Arsia Mons, qui est proche de la région surélevée connue sous le nom de Tharsis Bulge, de multiples «lucarnes» ont été observées qui indiquent des tubes de lave souterrains.

Ces tubes sont considérés par beaucoup comme un emplacement idéal pour la construction d'une base. Non seulement les puits de lumière permettraient d'accéder à la surface, mais les airs eux-mêmes sont assez loin sous la surface pour fournir une protection contre les radiations et les températures saisonnières. Ils seraient également faciles à pressuriser car les murs sont solides comme le roc.

D'autres avantages de la construction de colonies dans la région équatoriale comprennent des températures moyennes plus élevées. En été et à midi, les températures atteignent 35 ° C (95 ° F), ce qui est aussi chaud que sur Mars.

C'est également ici que les variations de température sont les moins extrêmes. Des études récentes ont également indiqué qu'il pourrait y avoir suffisamment de glace d'eau sous la surface à l'intérieur et autour de l'équateur.

L'idée est de créer des bases dans les régions polaires et les basses latitudes, là où le pergélisol et les calottes glaciaires polaires constituent une source abondante d'eau. Une autre idée encore est de construire des colonies dans le vaste système de canyons connu sous le nom de Valles Marineris, où la pression atmosphérique est en moyenne 25% plus élevée que le reste de la planète.

La NASA a lancé de nombreux défis d'incitation au cours des dernières années. Ils se concentrent sur l'obtention de l'avis du public sur la création de logements sur Mars. Ceux-ci incluent (et ont été hébergés par) le Journey to Mars Challenge (NASA), le Makerbot Mars Base Challenge (NASA et Makerbot) et le 3D Printed Habitat Challenge (NASA et America Makes).

Ensemble, ces concours ont cherché des propositions qui tireraient parti des progrès technologiques récents, comme la fabrication additive (impression 3D) et les méthodes ISRU pour créer des habitats fabriqués à partir de régolithes, de glace et de modules préformés qui fourniraient une protection tout en permettant le confort, le travail, la recherche et des loisirs.

Plaidoyer et formation

Hawaii Space Exploration Analog and Simulation (aka. Hi-SEAS):

Financé par le programme de recherche humaine de la NASA, ce programme consiste en un habitat sur les pentes du volcan Mauna Loa à Hawaï.

Cet habitat agit comme un analogue de vol spatial humain pour Mars, où les équipages résident jusqu'à un an et effectuent des missions de recherche conçues pour simuler une mission avec équipage sur Mars.

Situé à une altitude de 2500 mètres (8200 pieds) au-dessus du niveau de la mer, le site analogique se trouve dans un environnement sec et rocheux qui est très froid et soumis à très peu de précipitations (un peu comme Mars). Les équipages vivent dans un habitat en forme de dôme scellé et portent des combinaisons spatiales lorsqu'ils voyagent à l'extérieur pour explorer.

Pour compléter l'illusion, les équipes utilisent des toilettes à compost qui transforment leurs excréments en une source potentielle d'engrais pour la prochaine équipe. Les communications sont effectuées via des adresses e-mail émises par la NASA - avec un retard artificiel pour simuler le décalage horaire depuis Mars.

Société Mars:

En 1998, le Dr Robert Zubrin et ses collègues ont fondé la Mars Society, un groupe de défense à but non lucratif qui œuvre pour éduquer le public, les médias et le gouvernement sur les avantages de l'exploration de Mars. Comme Hi-SEAS, ils mènent également des programmes de recherche et de formation pour simuler les défis du montage d'une mission avec équipage sur Mars.

Ces missions impliquent des équipages de six ou sept personnes qui s'entraînent ensemble à la Mars Desert Research Station (MDRS) dans le sud de l'Utah. Une fois leur formation terminée, l'équipage est envoyé à la Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS), située sur l'île Devon dans le nord du Canada.

Ici aussi, les équipages se livrent à des activités destinées à simuler les conditions sur une autre planète. Pendant toute la durée, ils vivront et travailleront dans une station de recherche analogique de Mars (MARS) - un habitat prototype que la Mars Society prévoit de finir par atterrir sur Mars un jour.

Rendre Mars vert (terraformation)

Si l'humanité a l'intention de faire de Mars un avant-poste permanent de notre civilisation, alors il y a de fortes chances que les habitants essaient de rendre la planète plus réceptive à une présence humaine. Cela impliquerait une ingénierie écologique à grande échelle, autrement connue sous le nom de terraformation, pour rendre Mars plus «semblable à la Terre».

Puisque nous savons que Mars avait autrefois une atmosphère plus dense et était suffisamment chaude pour maintenir les rivières, les lacs et les océans, terraformer Mars reviendrait à restaurer son passé.

Mais dans le processus, nous détruirions également le paysage martien parfaitement préservé et bouleverserions l'équilibre naturel de la planète. S'il y avait de la vie là-bas aujourd'hui, elle en serait sûrement aussi affectée.

Mais l'éthique de la terraformation mise à part, la seule question qui reste est: "Est-ce que cela peut être fait?" Depuis des décennies, les scientifiques tentent de répondre à cette question et de proposer des méthodes possibles pour y parvenir.

Ils en ont conclu que si nous voulons terraformer Mars, nous devons faire trois choses:

  • Réchauffez la planète
  • Épaissir l'atmosphère
  • Rendre l'atmosphère respirante

Heureusement pour nous, ces trois objectifs sont complémentaires. C'est juste que lancer le bal sur l'un d'entre eux nécessiterait un effort titanesque de notre part, sans parler d'un engagement massif en temps et en ressources.

Alors, comment pouvons-nous commencer?

La plupart des scientifiques conviennent que le meilleur pari pour réchauffer la planète est de déclencher un effet de serre. Une première proposition est venue de l'ingénieur aérospatial américain et futuriste Dandridge M. Cole en 1964. Dans son étude, "Islands in Space: The Challenge of the Planetoids, the Pioneering Work", Cole a recommandé d'importer des glaces à l'ammoniac du système solaire externe, puis d'avoir un impact eux sur la surface.

En plus d'être un puissant gaz à effet de serre, l'ammoniac (NH³) est principalement de l'azote en poids. Par conséquent, il pourrait fournir le gaz tampon nécessaire qui, lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène gazeux, créerait une atmosphère respirable pour les humains.

Une autre méthode concerne la réduction de l'albédo, où la surface de Mars serait recouverte de matériaux sombres afin d'augmenter la quantité de lumière solaire qu'elle absorbe. L'un des plus grands partisans de ce projet était le célèbre astronome, auteur et communicateur scientifique, Carl Sagan.

En 1973, Sagan a publié un article intitulé «Planetary Engineering on Mars», où il a proposé deux scénarios pour assombrir la surface de Mars: transporter du matériel à faible albédo et / ou planter des plantes sombres sur les calottes glaciaires polaires pour s'assurer qu'elles absorbent plus de chaleur, fondent , et converti la planète à davantage de «conditions semblables à la Terre».

En 1976, la NASA a produit sa propre étude intitulée «On the Habitability of Mars: An Approach to Planetary Ecosynthesis», dans laquelle ils ont conclu que les organismes photosynthétiques, la fonte des calottes polaires et l'introduction de gaz à effet de serre pourraient tous être utilisés pour créer une atmosphère plus chaude, riche en oxygène et en ozone.

En 1982, Christopher McKay, un planétologue du Ames Research Center de la NASA, a écrit un article intitulé «Terraforming Mars», dans lequel il recommandait de construire une biosphère martienne autorégulée, qui incluait à la fois les méthodes nécessaires pour le faire et l'éthique de celle-ci.

En 1984, le célèbre environnementaliste James Lovelock (qui a également proposé l'hypothèse Gaia) et Michael Allaby, ont écrit le roman L'écologisation de Mars. Il s'agissait d'un récit fictif d'un futur Mars où la planète avait été convertie en une planète semblable à la Terre grâce à l'importation de chlorofluorocarbures (CFC) pour déclencher le réchauffement climatique.

En 1993, le Dr Robert M. Zubrin et Christopher McKay ont co-écrit "Technological Requirements for Terraforming Mars", où ils ont proposé d'utiliser des miroirs orbitaux pour réchauffer les pôles et sublimer le dioxyde de carbone congelé, contribuant ainsi au réchauffement climatique. Ils ont également expliqué comment les astéroïdes pourraient être redirigés pour avoir un impact sur la surface, soulevant la poussière et réchauffant l'atmosphère.

En 2001, une équipe de scientifiques de la Division des sciences géologiques et planétaires de Caltech a produit une étude intitulée «Garder Mars au chaud avec de nouveaux super gaz à effet de serre». Ici, ils ont recommandé d'utiliser des gaz comme les composés fluorés pour chauffer la planète, ce qui agirait également comme stabilisateur climatique à long terme.

Importation de méthane et d'autres hydrocarbures du système solaire externe - par ex. de la lune de Saturne Titan - a également été suggérée. Il y a aussi la possibilité de l’exploiter localement, grâce à la découverte par le rover Curiosity d’un «pic décuplé» de méthane qui pointait vers une source souterraine.

En 2014, le programme du NASA Institute for Advanced Concepts (NAIC) et Techshot Inc. ont commencé à travailler sur un concept appelé «Mars Ecopoiesis Test Bed». Cela impliquait la création de biodomes scellés construits à la surface de Mars où des colonies de cyanobactéries et d'algues produisant de l'oxygène se développeraient.

Si cela s'avère efficace, la NASA et Techshot prévoient de construire plusieurs grands biodomes sur Mars pour produire et récolter de l'oxygène pour les futures missions humaines sur Mars.

Bien que techniquement pas du génie écologique, Eugene Boland (scientifique en chef de Techshot Inc.) a déclaré qu'il s'agissait d'un pas dans cette direction:

«L'écopoïèse est le concept d'initier la vie dans un nouveau lieu; plus précisément, la création d'un écosystème capable de supporter la vie. C'est le concept d'initier la «terraformation» à l'aide de moyens physiques, chimiques et biologiques, y compris l'introduction d'organismes pionniers dans la construction d'écosystèmes… Ce sera le premier grand saut entre les études en laboratoire et la mise en œuvre de planétaires expérimentaux (par opposition à analytiques) in situ recherche du plus grand intérêt pour la biologie planétaire, l'écopoïèse et la terraformation. »

En 2015, Elon Musk a proposé d'utiliser des armes thermonucléaires comme moyen plus rapide de faire fondre les calottes polaires afin de libérer du CO² et de la vapeur d'eau dans l'atmosphère. Cela aurait pour effet d'épaissir l'atmosphère martienne, de créer de l'eau liquide à la surface et de déclencher un effet de serre. L'inconvénient de ce plan «rapide» est les retombées; bien que la plupart des radiations s'échapperaient probablement dans l'espace.

Au cours de l'atelier Planetary Science Vision 2050 en février 2017, le scientifique de la NASA Jim Green a proposé un concept de placement d'un bouclier magnétique artificiel au Sun-Mars L1 Lagrange Point. Ce bouclier empêcherait le dépouillement de l'atmosphère ténue de Mars par le vent solaire, ce qui permettrait à la planète de reconstituer son atmosphère.

Selon leurs calculs, cela conduirait à une augmentation moyenne de la température d'environ 4 ° C (~ 7 ° F), ce qui serait suffisant pour faire fondre la glace de dioxyde de carbone dans la calotte glaciaire polaire nord. Cela déclencherait un effet de serre, réchauffant davantage l'atmosphère et faisant fondre la glace d'eau dans les calottes polaires.

Dernier mot:

De toute évidence, les idées ne manquent pas pour rendre Mars plus adaptée à l'habitation humaine. Et si et quand nous établissons une présence humaine sur Mars, nous devrons déterminer si nous avons l'intention de mettre l'un d'entre eux en action. Cela soulèvera toutes sortes de questions; pas des moindres, qui sont éthiques.

Mais en supposant que nous pouvons modifier l'environnement martien avec une conscience propre, il y a toujours les défis logistiques et l'incroyable quantité de temps et d'énergie impliqués.

In the end, only time will tell if humanity chooses to make Mars a "backup location" for humanity, or leave it alone.

  • Mars Society - Mars Direct
  • National Space Society - Islands in Space
  • NYT - The Call of Mars, by Buzz Aldrin (2013)
  • Icarus - Planetary Engineering on Mars (by Carl Sagan)
  • RussianSpaceWeb - Russian human space flight in the 2010s
  • PNAS - Keeping Mars warm with new super greenhouse gases
  • NASA - On the habitability of Mars: An approach to planetary ecosynthesis
  • NASA - Eyes on the Red Planet: Human Mars Mission Planning, 1952-1970 (2001)
  • Robert Zubrin and Christopher McKay - Technical Requirements for Terraforming Mars


Voir la vidéo: Peut-on vivre sur Mars? (Mai 2022).