Sur Mars, une seule base ou plusieurs ?

Même si on doit prévoir quelques postes avancés, il faudra centraliser au maximum l’habitat martien pour tenir compte de la dureté des conditions environnementales. Cela n’aura que peu d’incidences sur l’activité en surface de la planète compte tenu des possibilités de commande à distance des robots que les colons auront à leur disposition. L’implantation de la Base devra être choisie en fonction de la proximité de gisements de glace d’eau, d’une latitude aussi peu élevée que possible pour éviter un climat trop extrême et d’une altitude aussi basse que possible, pour disposer de la protection d’une atmosphère plus épaisse. Aujourd’hui cela conduit à regarder vers les mesas riches en eau de l’Ouest d’Utopia Planitia.

L’unité de lieu présentera l’avantage de concentrer toutes les ressources importées de la Terre ou fabriquées sur place, permettant ainsi un maximum d’économie d’échelles et les redondances souhaitables pour la sécurité. Jusqu’à présent ces considérations ne jouent pas puisqu’un robot n’est pas suffisamment polyvalent pour utiliser des équipements déjà débarqués autres que ceux strictement prévus pour sa mission. Par ailleurs la possibilité de commander nos robots en temps réel partout à la surface de la planète à partir de cette base alors qu’aujourd’hui nous ne pouvons le faire qu’avec un « time-lag » de 3 à 23 minutes (la distance lumière entre les deux planètes), rendra inutile de lourdes implantations à proximité immédiate de chacun.

Certes l’éloignement des divers champs d’investigation et d’action posera encore des problèmes.

Pour les télécommunications (portant les commandes envoyées aux robots et l’observation de leurs actions), il faudra sans doute utiliser le relais de satellites orbitant autour de Mars car la densité très faible de l’atmosphère empêchera les transmissions par ondes au-delà d’une courte distance. Un réseau de satellites ayant cette fonction principale sera de toute façon nécessaire pour l’établissement de l’équivalent d’un système GPS d’autant que l’absence de champs magnétique planétaire ne permettra pas d’utiliser de boussole.

Pour les transports planétaires il faudra développer un système de dépose des robots d’observation ou d’extraction sur leur site d’intervention puis d’enlèvement des échantillons collectés ou des minerais extraits. Il faudra limiter au strict nécessaire le transport au sol de ces derniers car la progression en surface sera longtemps difficile du fait qu’il n’y a aucune route et que la main d’œuvre que leur création supposerait, sera longtemps inenvisageable en dehors de la desserte de points situés à proximité immédiate de la base. On peut imaginer des pistes, praticables autant que possible, où la progression sera probablement très lente. Trois solutions s’imposent, un maximum d’affinage sur place, des relais viabilisés à faible distance les uns des autres et un transport aérien.

L’affinage sur place sera essentiel puisqu’on s’efforcera de ne transporter que la partie la plus utile des minerais extraits. Cela suppose des installations de concassage, de tri et de conditionnement sur tous les sites d’extractions et sans doute un premier chauffage (jusqu’à fusion) ou un premier traitement chimique mais le travail des métaux se fera essentiellement à la base (purification, alliage, façonnage). Il y aura donc des machines sur chaque site d’extraction et épisodiquement quelques personnes en mission d’inspection ou de réparation, donc des sources énergétiques exploitées et des abris pour les hommes, avec véhicules aériens de secours pour transport(s) en urgence à la base.

L’utilisation d’avions est exclue puisqu’il faudrait de très longues pistes. Ils devraient en effet atteindre une très grande vitesse avant d’obtenir la portance aérodynamique nécessaire (5,5 fois la vitesse en conditions terrestres). La seule solution est clairement le décollage vertical. De ce point de vue, on ne peut pas trop compter sur les dirigeables car la portance aérostatique est également très faible (les dirigeables seront à la limite utilisés pour le transport d’équipements d’observation ou de pièces légères). Il y a cependant une solution, le « gashopper », système ingénieux imaginé par Robert Zubrin en 2000 pour la NASA*. Le principe consiste à pomper le gaz carbonique de l’atmosphère, le concentrer sous forme liquide jusqu’à une pression de 10 bars ; le chauffer alors jusqu’à atteindre une pression de 70 bars ; faire passer le gaz sur un lit très chaud (barrettes de béryllium – matière qui a un très haut point de fusion) vers une tuyère qui l’expulserait en créant une poussée. L’énergie utilisée pour pomper et chauffer serait soit le solaire (cellules photovoltaïques), soit le nucléaire (petit RTG comme pour Curiosity?). L’impulsion serait suffisamment forte pour permettre le décollage (vertical), l’engin étant ensuite propulsé à l’horizontale. La seule difficulté viendrait de la quantité de gaz liquéfié susceptible d’être embarquée comme ergol. Robert Zubrin estime qu’elle devrait permettre de faire des vols de 50 à 100 km. Cependant le plein de carburant pourrait se faire automatiquement après chaque atterrissage (en quelques heures) et donc le gashopper pourrait atteindre n’importe quel point de la planète après avoir effectué le nombre de sauts nécessaire.

Cela n’exclurait pas (1) qu’on envoie de temps en temps des masses importantes avec des MAV* à l’autre bout du monde martien et (2) qu’on envoie des équipements robotisés à partir de la Terre pour les déposer un peu partout en surface. Ces dépôts seraient télécommandés par des opérateurs humains résidant dans la Base, les liaisons « ordinaires » étant effectuées comme indiqué ci-dessus. Avec le temps on pourra peut-être développer des dirigeables martiens en matériaux ultralégers, compatibles avec la faible portance de l’atmosphère ou des drones à ailes battantes, genre entomoptère (mais ces derniers plutôt pour les explorations à courtes distances d’une source d’énergie, un rover par exemple).

Image à la Une: Ce dôme est l’enveloppe externe d’une future base martienne aménagée dans un gouffre volcanique. Il est fait de blocs de glace fixés sur une sphère géodésique. Crédit Pierre Brisson/Manchu/Association Planète Mars.

*MAV = Mars Ascent Vehicle. Ces véhicules normalement destinés à rejoindre l’orbite de parking martienne puis la Terre, pourraient être adaptés pour les vols planétaires. Ils fonctionneraient avec du méthane brûlant dans l’oxygène (obtenus sur place à partir du CO2 de l’atmosphère et de l’hydrogène produit sur place à partir de la glace d’eau, en utilisant la réaction de Sabatier).

Etude sur le « Mars gashopper » (NASA SBIR Contract # NAS3-00074, project summary 8th June 2000). Ci-dessous, schéma du gashopper, crédit Robert Zubrin/Pioneer astronautics.

NB: Pour les personnes intéressées, je donne une conférence demain mercredi 29 mars, de 14h30 à 16h15, à Fleurier (Val de Travers, canton de Neuchâtel), dans le cadre de l’U3A.

Titre: La Planète Mars. Pourquoi? Comment?

lien: https://www.unine.ch/u3a/home/conferences-yc-documents-remis-p/au-val-de-travers.html

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

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