Nos ancêtres eucaryotes, des chimères tout à fait improbables

Trouver la vie ailleurs que sur Terre sous forme de procaryotes (bactéries ou archées) semble improbable ; la trouver sous forme d’être hybrides comme les eucaryotes dont nous sommes faits est encore plus difficile à imaginer.

Dans mon article précédent j’ai parlé des nombreuses conditions qu’a dû réunir un réacteur biochimique comme la Terre pour donner naissance à la vie en la « personne » de LUCA (« Last Universal Common Ancestor »), notre ancêtre commun à tous, il y a environ 4 milliards d’années. Après ce premier « miracle », il en a fallu un deuxième, l’hybridation d’un groupe d’archées et de bactéries par endosymbiose des secondes dans les premières, il y a sans doute un peu moins de 2 milliards d’années, donnant notre LECA (« Last Eukaryotic Common Ancestor ») et nous mettant sur la piste de la vie complexe dont nous sommes aujourd’hui l’expression la plus parfaite (sans faire d’anthropocentrisme, n’ayons pas peur de le dire !).

Le caractère vraiment extraordinaire de ces événements est que l’avènement de LECA tout comme celui de LUCA n’est arrivé qu’une seule fois dans notre très longue Histoire. Les deux ont bien sûr résulté d’une évolution darwinienne mais il faut bien les voir comme un croisement sans retour de deux trajectoires, celle de l’évolution de l’environnement planétaire sous l’effet de la vie elle-même (pour LECA, l’introduction en masse d’oxygène dans l’atmosphère terrestre par les cyanobactéries) et celle de l’évolution de la vie représentée alors exclusivement par des procaryotes, êtres unicellulaires cousins (archées et bactéries). Sur le plan biologique cette évolution était possible puisqu’elle est survenue, mais totalement improbable (on n’a d’ailleurs trouvé aucun fossile de cellule proto-eucaryote, ce qui renforce la probabilité de son caractère accidentel).

En effet, un procaryote, être vivant sans noyau (et sans organelle inclue), est comme tout autre être vivant, grégaire et symbiotique. Il peut s’associer à d’autres procaryotes pour former par exemple des tapis microbiens ou d’autres ensembles (microbialites) dont il ne reste que les rejets métaboliques (stromatolithes par exemple). Il peut aussi profiter des rejets métaboliques des autres êtres vivants et les faire profiter des siens propres. Il pratique donc la symbiose mais ne pratique ni l’endosymbiose ni la phagocytose, c’est-à-dire qu’il n’introduit aucun « partenaire » vivant à l’intérieur de son propre organisme et qu’il n’avale pas ses proies pour les consommer comme les eucaryotes peuvent le faire ; sa paroi cellulaire l’en empêche et « il ne fonctionne pas comme ça ». Il est structuré pour adapter sa nourriture à ses besoins par les enzymes qu’il émet à l’extérieur de lui-même et l’événement inouï qui est arrivé entre 1,5 à 2 milliards d’années, c’est qu’un groupe d’archées est parvenu à pratiquer une endosymbiose avec des bactéries. C’est-à-dire que des archées sont parvenues à faire entrer des bactéries, sans doute déjà fonctionnellement associées, à l’intérieur de leur membrane cellulaire sans que l’une ou les autres ne se détruisent. Elles les ont ensuite utilisées, après les avoir réduit biologiquement à la seule fonction qui leur était utile, comme des mitochondries ou des chloroplastes après avoir préservé leurs propres personnalités dans leur noyau. Cette coopération leur a donné une puissance phénoménale qui leur a permis de se développer en taille (un eucaryote est plus de 10.000 fois plus volumineux qu’un procaryote), ce qui tombait à pic car l’énergie de qualité supérieure dont elles avaient besoin pour prospérer pouvait à ce moment-là, leur être fournie par un gaz nouvellement abondant dans l’atmosphère et dans l’eau de l’Océan, l’oxygène, généré sur des centaines de millions d’années par des cyanobactéries (« algues bleues »). Le phénomène ne s’est pas reproduit par la suite. Il n’y a pas eu de second LECA comme il n’y avait pas eu de second LUCA.

Ensuite, toutes sortes d’accidents, ont permis des associations d’eucaryotes en organismes extrêmement divers avec spécialisation cellulaire, des êtres vivants complexes puis des animaux et des hommes. Cette histoire a été ponctuée de destructions massives dont seules quelques espèces à chaque fois survécurent. La vie a continué, surmontant ces obstacles, en empruntant les canaux de ces quelques espèces survivantes. Rien n’était écrit. Si l’astéroïde de Chicxulub n’était pas tombé sur Terre il y a 66 millions d’années (pour reprendre seulement l’événement catastrophique responsable de la dernière grande extinction « K-T », à la fin du Crétacé), la petite espèce de musaraigne ancêtre de tous les mammifères placentaire (qui porte le doux nom d’Ukhaatherium nessovi) et, in fine, de l’homme, n’aurait eu aucune chance de prospérer.

Ne rêvons pas! La vie complexe, consciente d’elle-même, est certainement extrêmement rare dans l’univers et, compte tenu des distances et du temps qui nous séparent des étoiles, il est extrêmement improbable que nous la rencontrions un jour ailleurs. Jacques Monod écrivait dans Le Hasard et la Nécessité: « Le hasard pur, le seul hasard, liberté absolue mais aveugle, à la racine même du prodige de l’évolution, cette notion centrale de la biologie moderne n’est plus aujourd’hui une hypothèse parmi d’autres possibles ou au moins concevables. Elle est la seule concevable, comme seule compatible avec les faits d’observation et d’expérience ». Cela laisse relativement peu d’espoir concernant notre possibilité de converser un jour avec nos amis extraterrestres qui n’existent très probablement que dans les bandes dessinées. Pour l’équivalent des bactéries, on verra (peut-être sur Mars !?).

Image à la Une : vue d’artiste (Carl Buell)  d’Ukhaatherium nessovi, ancêtre des 5100 espèces de mammifères placentaires (dont l’homme). Ce petit animal de 200 grammes dont les restes fossilisés ont été découverts en 1994 dans le désert de Gobi, est cousin de l’ancêtre des mammifères marsupiaux et de celui des mammifères monotrèmes.

Lecture: Nick Lane (professeur au Dept de Génétique, Evolution et Environnement de l’University College London): « The Vital question », sous-titré « Why is life the way it is » (Editions Profile Books).

La vie est le produit rare et subtil de la complexification de l’Univers

Au Début il n’y avait dans l’Univers que de l’hydrogène et de l’hélium. A force de fusions au sein des étoiles, d’alliances d’atomes au sein des nuages proto-stellaires et avec le temps, des milliards d’années, l’Univers est parvenu à générer des molécules organiques diversifiées comme on en trouve dans les chondrites carbonées du type de la météorite de Murchison (tombée en Australie en 1969). Cette dernière contient plus de 150 molécules organiques (organisées autour du carbone) dont 50 relativement complexes (> 6 atomes de carbones organisés en structures « aromatiques ») et quelques-unes importantes pour la vie: de l’acide formique (HCOOH); de l’acide cyanhydrique (HCN); du formaldéhyde (HCHO); des sucres polyols (« glycol », CnH2n+2On); des acides aminés (glycine).

Mais ces éléments précurseurs de la vie ne sont pas la vie. Il a fallu ensuite qu’au sein d’un réacteur biochimique bien particulier, une planète, la Terre (seul exemple connu !), la complexification de la matière organique se poursuive au cours d’un processus long et aléatoire.

Ce processus a eu besoin d’énergie dans un environnement gravitaire propice aux échanges de matières solides, de fluides et de gaz. Ce fut d’abord la chaleur interne de la planète (d’une part accumulée pendant l’accrétion et d’autre part libérée par la radioactivité naturelle de certains éléments instables tels que l’Uranium 238, le Thorium 232, le Potassium 40). C’est ensuite la chaleur du Soleil qui fait que nous sommes dans sa « zone habitable » et que l’eau est liquide en surface, cette propriété n’étant possible que parce que notre planète est entourée d’une atmosphère de pression suffisante mais non excessive (fonction de sa masse, de sa température et de sa dynamo interne). Dans ce cadre les nuages étaient possibles et par déduction la foudre. Enfin certaines radiations mais pas toutes (rayonnement ultraviolets a et b) ont également joué un rôle dissociateur et ioniseur (donc propice à de nouvelles associations).

L’eau liquide a été mentionnée. En effet sa présence semble essentielle dans le processus de vie, de par les solutions, les contacts et les échanges qu’elle permet. Or disposer à la fois d’eau et de chaleur n’est pas évident (sauf en sous-sol*) car la proximité du Soleil de la zone dans laquelle se trouve la Terre et Mars, implique une aridité initiale du fait du rejet des éléments les plus volatiles au-delà de la Limite de Glace par le jeune Soleil. Nous ne devons notre eau qu’au mouvement tout à fait particulier  de Jupiter et de Saturne après leur formation (descente vers le Soleil puis rebroussement vers l’extérieur du système); mouvement qui a permis la projection de Neptune et d’Uranus dans la Ceinture de Kuiper riche en éléments glacés. La « pluie » vers l’intérieur du système qui en est résultée est probablement à l’origine de cette eau.

NB : *il est encore trop tôt pour savoir si le contact avec le rayonnement du Soleil est, ou non (cas de la lune Europa de Jupiter), une condition indispensable au bon déroulement du processus.

Mais cela n’a certainement pas été suffisant. Il a fallu à un certain stade, sans doute très tôt, au fond d’un océan profond (donc protecteur de la pluie intense d’astéroïdes) une interface avec le manteau planétaire chaud et riche en minéraux. Ce manteau n’a peut-être été accessible dans le cas de la Terre, que parce que la croûte était suffisamment ductile mais sécable et le manteau suffisamment fluide en raison de sa forte teneur en eau. C’est dans ces conditions qu’on obtient une conjonction tout à fait particulière d’eau liquide, de pression très forte et d’accès au sous-sol magmatique (du fait de la tectonique des plaques). Il s’y est ajouté un différentiel de pH très fort (de l’ordre de 3 unités sur 14), l’Océan initial, non oxygéné, étant très acide et les émanations du sous-sol très basique. C’est très probablement dans les cheminées hydrothermales se développant au point de rupture des plaques que la naissance des premières cellules vivantes a eu lieu. Attention cependant, il a fallu de l’eau chaude, de l’ordre de 60° à 80°, mais pas trop, donc celle qui sort non des cheminées situées sur la ligne de rupture des plaques, de vie courte (« fumeurs noirs ») mais plutôt celle qui sort des lignes de cheminées latérales, beaucoup plus durables et moins perturbées (« fumeurs gris »).

Dans cet environnement il a fallu passer de nombreuses étapes de complexification : la polymérisation des molécules, l’invention des protéines, des enzymes, des acides aminés, des acides nucléiques, l’assemblage des organismes, leur mise en sécurité par rapport au milieu extérieur à l’intérieur de membranes formant cellules, le développement de systèmes pour générer de l’énergie en exploitant les couples redox et pour la stocker (ATP), pour utiliser la matière extérieur pour se perpétuer, enfin le développement de systèmes pour s’auto-reproduire (ARN/ADN), rejeter ses excrétions métaboliques, s’affranchir des parois poreuses des cheminées pour flotter dans l’Océan, disposer de nourriture dans un milieu moins riche que celui des cheminées, etc… Franchir l’une quelconque de ces étapes, par un processus darwinien, n’a rien eu d’évident, ni d’automatique.

D’autres contraintes environnementales ont peut-être été nécessaires, imposant à un stade quelconque du processus prébiotique un autre milieu. Par exemple certains chercheurs ont évoqué la nécessité d’une alternance de périodes de sécheresse et d’humidité pour la polymérisation des molécules organiques (établissement de liaisons hydrogène). Une telle alternance aurait pu être fournie par la zone de balancement des marées générées par la Lune. Or la présence d’un tel gros satellite (relativement à sa planète) est un phénomène exceptionnel dans l’univers connu. D’autres (Stephen Benner) ont constaté le rôle essentiel de catalyseurs qui ne supportent pas l’eau, tels que le borate ou le molybdate, l’action des borates sur les hydrates de carbone étant essentiels pour empêcher la décomposition des molécules organiques et l’action des molybdates sur les glucides favorisant la création de ribose. Comment concilier la présence d’eau et l’absence d’eau ? L’alternance des marées a-t-elle suffit ou a-t-il fallu à une époque différente une période longue d’assèchement suivant une inondation, avant une reprise des nouveaux éléments par l’Océan ?

Sur Terre, le passage de l’inerte au vivant ne s’est produit qu’une seule fois. Nous descendons tous d’un seul groupe de cellules vivantes, LUCA, (« Last Universal Common Ancestor ») qui existait dans des conditions tout à fait particulières il y a environ 3,8 milliards d’années. Dans notre environnement, seule la planète Mars coche un nombre important de cases pour avoir réussi le même prodige, mais pas toutes. Savoir si elle en coche assez et précisément lesquelles, est toute la question. Grâce à Mars nous aurons donc une première réponse. Nous saurons si le réacteur biochimique Mars est parvenu au même résultat que la Terre ou s’il s’en est seulement approché et jusqu’où. Nous saurons si la vie est un phénomène tout à fait extraordinaire ou bien juste exceptionnel. Le voyage et l’étude en valent la peine !

Image à la Une: un engin de plongé pressurisé en vue d’une cheminée hydrothermale de la région de Lost City. Ces cheminées sont à ne pas confondre avec les fumeurs noirs situés sur la ligne de fracture des plaques tectoniques des dorsales océaniques. L’eau qui en sort est moins chaude (moins de 100°C) et leur vie est beaucoup plus longues (dizaines de milliers d’années). 

Image ci-dessous: une cheminée de Lost City vue de près (pour les deux photos, image courtesy D. Kelley and M. Elend/University of Washington, IFE, URI-IAO, UW, Lost City science party, NOAA, and National Geographic).

Deux lectures essentielles:

Professeur André Maeder (astrophysicien, Université de Genève) : « L’unique Terre habitée ? » (Éditions Favre) sous-titré « Les conditions pour la vie sur les planètes ».

Nick Lane (Professeur au département de Génétique, Evolution et Environnement de l’University College London): « The Vital question », sous-titré « Why is life the way it is » (Editions Profile Books).

Ce que nous disent les microtubes de Nuvvuagittuq

La vie sur Terre a commencé un jour puisque nous sommes ici. Le problème que l’on se pose est toujours « quand » et « comment » pour tenter d’en déduire s’il s’agit d’un processus reproductible « ailleurs » dans l’univers. Et lorsque l’on croit trouver des signes encore plus anciens que ceux déjà identifiés, l’information fait le tour de la planète à la vitesse de la lumière.

Il est bien établi par l’analyse isotopique des éléments radioactifs contenus dans certains zircons, que la Terre s’est formée il y a 4,567 milliards d’années. Avec cette méthode l’environnement immédiat des microorganismes fossilisés « putatifs » (essentiellement tubes de  16 à 30 µm de diamètre et de 80 à 400 µm de longueur) trouvés récemment dans la « Ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq », sur la cote québécoise de la Baie d’Hudson, au sein de l’ensemble géologique très anciens du Bouclier-canadien, a été daté entre 3,77 et 4,28 milliards d’années. C’est un saut considérable par rapport à l’âge des micro-fossiles les plus anciens déjà confirmés, datés de 3,5 milliards d’années et même par rapport à l’âge des indices chimiques isotopiques les plus anciens, datés de 3,7 milliards (Isua, Groenland) ou 3,83 milliards (Akilia, Groenland), sur la nature biologique desquels on s’interroge encore car ils ne sont associés à aucun biomorphe et qu’ils pourraient avoir une origine non biologique.

A Nuvvuagittuk, on se trouve en présence d’une roche sédimentaire ferrugineuse de type jaspe, probablement formée dans un environnement d’évents hydrothermaux d’un plancher océanique (depuis longtemps émergé). Les microfossiles sont inclus dans des couches de quartz et de magnétite à l’intérieur de ce jaspe. Ils se présentent comme des tubes, des boutons (« knobs »), des rosettes ou des filaments d’hématite (éventuellement inclus dans les tubes), les tubes étant curieusement semblables aux micro-organismes respirant le fer qui prolifèrent autour des cheminées hydrothermales contemporaines. Les rapports entre ces différents phénomènes ne sont pas clairs. Leur carbone est, sur le plan isotopique, compatible avec un carbone d’êtres vivants (surabondance de l’isotope 12C par rapport à l’isotope 13C). Les chercheurs ont exclu une formation a-biogénique et interprètent les tubes comme des fourreaux de bactéries (l’équivalent d’une coquille), les boutons étant similaires à des fossiles de bactéries, les rosettes et les filaments étant plutôt des rejets métaboliques.

Les microfossiles de cette ancienneté sont extrêmement rares et difficiles à trouver car les roches qui les contiennent ont presque totalement disparu de la surface de la Terre du fait de l’érosion, du volcanisme ou de la tectonique des plaques (absorption dans le manteau de la planète). Les seuls sites primordiaux (« hadéens ») connus sont de petites régions de l’Ouest Australiens, du Groenland et du Bouclier-Canadien. Par ailleurs, le passage du temps a conduit à une évolution chimique profonde des éléments constitutifs, ce qui ne facilite pas l’identification.

Comme il est exclu que ces êtres vivants aient été des eucaryotes (cellules à noyaux ayant la possibilité de s’associer en organismes multicellulaires, apparus vers -2 milliards), les tubes que l’on voit sont peut-être des appendices servant à la protection et à la capture de la nourriture des bactéries. Cela est très surprenant et pose problème car la structure de ces être vivants apparaît déjà très complexe alors que l’on croyait jusqu’à présent qu’il avait fallu une longue période prébiotique pour arriver à la vie la plus simple. En fait, la logique aurait voulu que l’on découvre des bactéries de type coccoïde (sphériques), beaucoup plus petites (de l’ordre d’un seul micron) ressemblant à celles datées de 3,5 milliards d’années précédemment identifiées (voir image ci-dessous).

Gardons donc encore quelques réserves sur cette découverte.

D’autre part, ne nous hâtons pas de conclure que la vie est un processus qui se développe automatiquement sur une planète rocheuse dans la « zone habitable » de son étoile. C’est un pas qu’il est impossible de franchir aujourd’hui car des spécificités propres à la Terre, notamment son enveloppe océanique, peuvent avoir joué (et l’on sait que « normalement », compte tenu de son emplacement dans le système solaire sous la limite des glaces, la planète devrait être sèche).

Dans ce contexte l’exploration de Mars est encore plus intéressante, étant entendu qu’elle peut fournir des éléments de comparaison que ne peuvent permettre aucune des autres planètes aujourd’hui accessibles, compte tenu de son histoire géologique primitive très semblable à la nôtre (avec notamment la présence d’eau liquide). On pouvait en effet douter que dans le cas de Mars, le temps ait été suffisant  pour conduire un processus prébiotique  jusqu’à la vie, puisque les conditions environnementales de la planète se sont très sérieusement détériorées vers -3,5 milliards d’années, précisément l’époque considérée précédemment comme celle de l’apparition de la vie sur Terre. Si l’on peut maintenant faire remonter la vie à 3,77 milliards d’années (ou plus), la période de temps disponible (par analogie) pour l’émergence du processus sur Mars est nettement plus longue.

Du point de vue de la recherche des fossiles les plus anciens, un avantage de Mars, est la faiblesse de l’érosion depuis ces 3,5 milliards d’années et l’absence de tectonique des plaques. Il en résulte que la surface couverte par les roches antérieures est considérable (des dizaines de millions de km2, surtout dans l’hémisphère Sud mais aussi dans les plus anciens cratères partout en surface). Les radiations ont certes pu faire évoluer chimiquement les éventuels fossiles en surface mais il devrait en rester des biomorphes comme ceux trouvés à Nuvvuagittuk. Par ailleurs, on peut toujours espérer trouver une accumulation de minéraux qui n’ont pu être assemblés que par une activité biochimique. Enfin, si on ne trouve rien en surface, on va bientôt pouvoir explorer le sous-sol immédiat jusqu’à moins deux mètres avec le robot Pasteur de la mission ExoMars de l’ESA qui doit être lancé en 2020. Atteindre cette profondeur signifiera avoir accès à une couche de terrain peu irradié et éventuellement humide où la vie a pu se maintenir.

Maintenant, si on ne trouve toujours rien, cet échec lui-même aura une signification intéressante pour caractériser les conditions essentielles à l’émergence de la vie.

Référence : « evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates » par Matthew S. Dodd et al. in Nature,  Vol. 543, 2 mars 207, doi:10.1038/nature21377. 

Image à la Une: document ci-dessus, figure 2 (reconstruction en profondeur de l’image des tubes de Nuvvuagittuq). NB: le diamètre des tubes est de 16 à 30 micromètres.

Image ci-dessous : Microstructures datées -3,4 Gy, associées à des cristaux de pyrite trouvées dans les grès de Strelley Pool (Australie Occidentale). Source : “Microfossils of sulfur-metabolizing cells in 3.4-billion-year-old rocks of Western Australia”, article publié dans “Nature Geoscience” le 21/08/2011 par David Wacey et al. DOI: 10.1038/NGEO1238.

 

Un nouveau concept de système de transport modulaire pour aller sur Mars

Pierre-André Haldi, vice-président de la Mars Society Switzerland, spécialiste des systèmes énergétiques et des questions de sécurité/fiabilité et, avant sa retraite en 2011, professeur à l’EPFL, propose un nouveau moyen d’aller sur Mars en vols habités. Son projet s’inspire des travaux de Robert Zubrin et d’Elon Musk mais leur apporte des améliorations évidentes. Dans ce billet, je lui passe la parole :

Configuration du Système de Transport Interplanétaire (« STI ») proposé

La configuration de STI (équivalent de l’ITS d’Elon Musk) proposée (cf Fig.1) comporte, outre un lanceur multiusage réutilisable (LMR) de la classe de puissance des SLS de la NASA (1/3 de celle prévue par Elon Musk), deux éléments principaux : un vaisseau interplanétaire (VIP) assemblé en orbite terrestre, restant ensuite dans l’espace (pas d’atterrissages sur Mars ou sur la Terre), et 3 véhicules d’ascension / descente (VAD) effectuant les transferts sol-orbite et réciproquement, tous également réutilisables.

Le VIP se compose lui-même de 3 modules d’habitation spatiaux (MHS), réunis en étoile dans l’espace et mis en rotation pour créer une gravité artificielle, un module de production d’énergie (MPE), un module de propulsion pour le transfert Terre-Mars et retour (MPT), et un module de connexion central (MCC) qui relie entre eux ces différents éléments. Ceux-ci sont décrits plus en détail à la suite de la figure 1 (ci-dessous).

LMR : Ce “booster” est utilisé pour le lancement des différents modules du STI en vue de leur assemblage en orbite terrestre ; rappel : une fois assemblé dans l’espace, le VIP y reste et sert à de nombreux transferts Terre-Mars et retour, les VAD, plus le LMR au départ de la Terre, assurant les navettes sol-orbite et vice-versa. Le LMR devrait typiquement permettre de mettre de l’ordre de 150 tonnes en orbite basse. Pour des raisons de sécurité/fiabilité le nombre de moteurs du premier étage ne devrait pas dépasser 6 (SLS NASA : 4 moteurs + 2 propulseurs d’appoint).

VAD : Ces “navettes” permettent de transférer une trentaine de passagers avec leurs “bagages” entre sol et VIP en orbite (de la Terre ou de Mars). Le plein d’ergols des VADs est effectué au sol, sur Terre et sur Mars respectivement.

MPT : Ce système de propulsion (dans les premières versions, chimique – méthane / oxygène) doit permettre au STI de s’élancer vers Mars depuis l’orbite terrestre, de se mettre en orbite autour de la planète rouge, et réciproquement au retour, de quitter l’orbite martienne pour retourner vers la Terre et s’y mettre en orbite.

Idéalement, le principe serait de prévoir un “échange standard” des réservoirs aussi bien en orbite terrestre qu’en orbite martienne (dans ce dernier cas, en utilisant un VAD adapté envoyé précédemment sur la planète rouge; on suppose ici qu’un minimum d’infrastructures existe déjà sur Mars), afin d’éviter tout transvasement de fluides cryogéniques en apesanteur (problèmes d’homogénéité des fluides).

MHS : Chacun des 3 modules est prévu pour 30 occupants, répartis sur 3 ponts d’habitation comportant chacun 5 cabines pour 2 personnes. L’espace offert par cabine est de 9,5 m2 environ ; à titre de comparaison, la surface d’une cabine pour 2 passagers sur un paquebot de croisière de bon standing est de 12 m2, avec un lit double et non des couchettes rabattables. Le volume utile total est par ailleurs comparable à celui offert par l’ITS de Space X. Les volumes à disposition “au-dessus” et “au-dessous” des quartiers d’habitation sont destinés aux équipements techniques et de support-vie, matériel de maintenance et réparation, sas (connexions au VAD et MCC respectivement), etc. A noter que les réserves d’eau et de nourriture seront plutôt placées contre les parois pour atténuer le flux de radiations solaires et cosmiques. La Fig. 2 présente schématiquement à quoi pourrait ressembler un pont d’habitation. L’idée serait de renforcer par ailleurs les parois du pont central, qui servirait ainsi d’abri aux 30 occupants le temps de laisser passer une tempête solaire, voire même de dortoir général, par rotation de 10 personnes à la fois, pour réduire l’irradiation globale reçue par chaque passager en “vol de croisière”.

MPE : La source d’énergie à utiliser pendant le voyage qui paraît la plus appropriée dans un tel contexte est sans conteste la fission nucléaire. Des solutions existent, par exemple le “Heatpipe Power System” (HPS), un réacteur rapide compact produisant 100kWe sur une durée pouvant atteindre 10 ans et destiné aussi bien à l’alimentation de vaisseaux spatiaux que de bases planétaires, voire de véhicules de surface. Ce type de réacteur a été développé aux Etats-Unis par le Los Alamos National Laboratory depuis 1994 comme un système robuste et à faible risque technologique, en mettant l’accent sur une fiabilité et une sécurité de haut niveau. A terme, l’énergie nucléaire pourrait aussi être envisagée pour la propulsion entre les orbites planétaires (MPT).

MCC : Outre la connexion entre les différents éléments du STI, voir fig. 3, le MCC sert aussi de “salle de transit” entre les 3 MHS en “configuration orbitale”, c’est-à-dire avec les MHS rapprochés et directement connectés par sas au MCC.

Conclusion :

Après cette présentation de Pierre-André Haldi, je (Pierre Brisson) reprends la parole pour attirer votre attention sur le fait que sa proposition répond à la plupart des points faibles des projets d’Elon Musk et/ou de Robert Zubrin. Elle évite le danger pour les passagers d’un décollage de la Terre à bord d’un seul vaisseau très lourd qui, de ce fait (grand nombre de moteurs nécessaire : 49 versus 6), est exposé à des défaillances dont les conséquences seraient gravissimes ; on profite entre l’orbite de la Terre et l’orbite de Mars, de l’énergie nucléaire plus compacte, plus efficace et plus durable que l’énergie chimique ; on utilise un système de gravité artificiel par mats rigides (au lieu de câbles souples, qui posent problème) et télescopiques (pour pouvoir rapprocher les habitats en cas de contact nécessaire); on évite la descente en surface planétaire de charges trop lourdes, qui consommeraient d’énormes quantités d’énergie. La seule difficulté pourrait être l’assemblage en orbite terrestre du VIP mais on peut sans doute prévoir un simple docking des pièces du « puzzle ».

Vos commentaires et questions sont bien entendu les bienvenus.