Quelques considérations sur l’économie martienne vue du côté martien (1. les hommes)

31 octobre 202010 novembre 2020 Pierre Brisson 10 commentaires

On peut se poser des questions sur la nature et l’importance des échanges économiques au sein d’une société martienne naissante, disons entre 1.000 et 10.000 habitants. J’ai mes idées là-dessus et je voudrais vous en faire part dans deux articles que je vais publier cette semaine (les contraintes, les activités vitales et les hommes) et la suivante.

Tout d’abord considérons les contraintes

Les Martiens seront coupés physiquement du reste de la communauté humaine pendant 26 mois avec, en plus, un décalage de 6 mois de voyage si l’on considère la date limite d’embarquement des « fournitures » terrestres. NB : si des hommes avaient été installés sur Mars et qu’on ait oublié une pièce essentielle pour faire fonctionner la mission Insight partie de la Terre début mai 2018, on n’aurait pu l’embarquer qu’en juillet 2020 et on n’aurait pu l’ajuster aux équipements arrivés sur Mars fin novembre 2018, qu’au plus tôt en février 2021 puisque la fenêtre de lancement depuis la Terre suivant celle de Mai 2018 ne s’ouvrait qu’en juillet 2020.
Les Martiens auront en permanence toutes les télécommunications possibles avec la Terre mais ils seront irrémédiablement en décalage temporel, décalage qui évoluera le long du cycle synodique, entre environ 3 et 22 minutes (distance entre les deux planètes / vitesse de la lumière).
Les Martiens auront à disposition dans leurs « datacenters », tout le stock de données de la communauté terrestre dont ils auront besoin, du moins ceux pour lesquels ils auront droit d’accès, ainsi que tous les logiciels dont ils pourront avoir besoin et droit d’accès et/ou qu’ils pourront payer.
L’environnement martien sera hostile dans la mesure où l’atmosphère sera irrespirable, trop peu dense (610 pascals en moyenne), et les radiations spatiales trop fortes pour être supportées continument sans protection. Le sol sera totalement stérile et, de plus, couvert d’une couche de sels de perchlorates.
Cependant cet environnement aura aussi des aspects positifs puisque l’atmosphère offre des éléments exploitables (carbone et oxygène) et donne une certaine protection (équivalent d’une colonne d’eau de 20 g/cm²). Les Martiens en plus de cette ressource auront à disposition dans le sol, de l’eau (sous forme de glace) et les mêmes éléments chimiques que sur Terre (même si la minéralogie n’a pas autant évolué et ne s’est pas autant diversifiée que sur Terre).
Les Martiens auront besoin de générer des revenus pour payer les équipements importés de la Terre. L’établissement sur Mars doit s’avérer profitable, sinon les financements initiaux se tariraient après quelques années.

Voyons, dans ce contexte, les activités vitales qu’il faudra assurer

Les hommes devront non seulement travailler sur Mars mais aussi y vivre (autonomie minimum compte tenu d’un retour sur Terre 30 mois après en être parti.). C’est-à-dire qu’ils devront se nourrir, se vêtir, utiliser toutes sortes d’objets et maintenir leurs espaces viabilisés en bonnes conditions d’hygiène et de confort. Se nourrir cela signifie pratiquer une agriculture sous serres intensive, de l’algoculture et de la pisciculture ou de la crevetticulture en bassins, un petit élevage en habitats dédiés (pour le lait et les oeufs – pourvu qu’on puisse transporter des embryons de gallinacés congelés? – sinon pour la viande – la viande synthétique serait une alternative préférable). Se vêtir c’est fabriquer vêtements et chaussures à partir de fibres synthétiques (éléments minéraux) mais aussi à partir de déchets végétaux (les fibres) ou animaux (fibres, os, peau). C’est aussi réparer tout ce qui peut l’être, collecter les déchets alimentaires, les vieilles chaussures et les vieux vêtements et recycler tout ce qui peut l’être car sur Mars, coupés du reste du « Monde », les hommes ne devront rien gaspiller, surtout pas les matières organiques parce qu’ils devront les produire eux-mêmes et ne pourront le faire qu’à petite échelle. Utiliser toutes sortes d’objets cela veut dire les fabriquer sur place mais plus vraisemblablement reproduire les objets terrestres par impression 3D avec de la matière première martienne. Maintenir les espaces viabilisés en bonnes conditions, c’est contrôler et entretenir la structure des bulles et des corridors viabilisés, enlever périodiquement la poussière ultrafine (et collante !) de tous les hublots et de toutes les parties critiques des équipements utilisés à l’extérieur, c’est (de retour à l’intérieur) contrôler et rééquilibrer la pression atmosphérique ou la composition en gaz de l’atmosphère et repérer et remédier à l’éventuelle présence d’agents pathogènes. C’est contrôler et réparer le système électrique (certaines pannes pourraient être mortelles). C’est contrôler et réparer le système de chauffage, c’est contrôler et réparer la tuyauterie apportant l’eau propre et récoltant l’eau usée. C’est purifier cette eau pour la remettre en circulation dans des tuyauteries chauffées permettant que l’eau reste liquide. C’est nettoyer régulièrement et fréquemment toutes les surfaces internes des habitats, mêmes celles qui sont en locaux privatifs ou qu’on ne voit pas parce qu’elles sont dissimulées par parois, meubles ou objets, pour éliminer toute plaque de champignons ou de bactéries.

Qui dit vie dit reproduction. Il y aura des hommes et des femmes sur Mars et il y aura donc des enfants et il y aura aussi, malheureusement, des personnes inaptes au travail pour lequel elles seront venues sur Mars. Les enfants seront des désirs assumés ou des « accidents » mais de toute façon une grande joie pour la communauté puisqu’un gage de pérennité, et une responsabilité qu’il faudra assumer. Le seul problème c’est que les enfants (comme d’ailleurs les femmes enceintes) ne pourront pas revenir sur Terre avant la fin de leur adolescence car les radiations auxquelles ils seraient exposés pendant le voyage Terre / Mars seraient trop dangereuses pour leur organisme en développement. Une petite population, les enfants avec au moins un de leurs parents, resteront donc sur Mars au-delà du cycle synodique au début duquel ils sont arrivés. Les enfants ne seront évidemment pas des producteurs mais les personnes inaptes, le plus souvent parce que malades, ne le seront pas non plus. Dans la mesure du possible, ces derniers effectueront des tâches non assumées par les autres résidents mais cependant utiles à la communauté (par exemple s’occuper des enfants). S’ils sont gravement malades et inaptes à toute production, ils seront naturellement pris en charge par la communauté qui leur fournira les soins que toute société décente doit assurer à ses membres mais la société martienne ne pourra se permettre le luxe d’être une société « sociale ». Pour ces personnes inaptes à la production, le retour sur Terre sera inévitable lors du prochain départ, sauf bien sûr si leur santé ne le permet pas ou si elles peuvent assumer financièrement leur coût (dans ce cas-ci, pourquoi ne pas rester). Il n’y aura pas de chômage de convenance sur Mars. Toute personne capable devra fournir à tout moment un service utile aux autres en échange de l’aide qui lui sera accordée, à moins (comme dit plus haut) que financièrement elle puisse assumer son inactivité.

Enfin, compte tenu du nombre de personnes impliquées et de la complexité d’une vie en société, un minimum de coordination sera nécessaire, un arbitrage en cas de conflit, peut-être un service d’ordre. Comme dans un orchestre de chambre, un musicien jouant l’instrument principal peut donner le tempo mais pour un fonctionnement plus fluide il faut une petite équipe administrative spécialisée avec direction et assistants. Ce sera très probablement le cas. Il y aura aussi nécessité de protéger les installations financées par les investisseurs terriens et utilisés bien évidemment localement. Il y aura encore nécessité de constater les besoins généraux et d’en faire part aux mêmes aussi bien qu’aux personnes sur place, afin de permettre toutes sortes de prévision et de planification des développements.

Voyons ensuite les hommes qui devront les exercer

Il faudra « faire tout cela » et les Martiens ne seront pas nombreux (le voyage coûtera toujours cher, les volumes viabilisés dans les vaisseaux spatiaux seront peut spacieux, les infrastructures d’accueil mettront un certain temps à pouvoir être construites et sécurisées). Il y aura donc beaucoup de robots, autant que nécessaire. Mais il faudra aussi des hommes pour les diriger. Il y aura des agronomes, des algologues, des ichtyologues, des carcinologues, des spécialistes des petits animaux, qui non seulement les étudieront pour les adapter toujours le mieux possible à leur environnement clos « un peu » particulier, mais qui aussi s’occuperont d’eux pour les faire naître et les faire croître, les récolter ou les tuer (donc des poissonniers et des bouchers si on décide de consommer de la viande prélevée sur des animaux plutôt que de la viande synthetique), les stocker, les conserver, les préparer pour la consommation (des cuisiniers), les servir puis récolter tous les restes (personnel de restaurant), les recycler (ingénieurs spécialisés). Il y aura des couturiers, des bottiers et des cordonniers, des commerçants de toute sorte. Il y aura des médecins dans toutes les spécialités nécessaires, des microbiologistes pour maintenir l’environnement propre et des pharmaciens (et bien sûr une petite industrie pharmaceutique). Il y aura des planificateurs urbains (il sera vital de penser l’implantation des habitats, des lieux de production viabilisés et des volumes sociaux les uns par rapport aux autres), des architectes, des ingénieurs-structures, des producteurs de verre, d’acier, de métaux divers, de produits chimiques divers, à partir de la matière brute qu’il faudra repérer, extraire, transporter, stocker, raffiner, stocker. Comme par ailleurs, la population de robots sera importante, que les télécommunications avec la Terre seront permanentes et qu’il faudra pouvoir tout contrôler et réparer aussi vite que possible, il y aura une multitude de capteurs, envoyant constamment leurs données à des centres de contrôle puissamment équipés en informatique et qui disposeront d’un dispositif de stockage de données considérable et dupliqué pour redondance (sécurité !). Il y aura aussi une partie de la population qui sera responsable des transports physiques entre la Terre et Mars, même si ceux-ci auront une cyclicité très forte (les fameux 26 mois !) et comme ils ne seront pas employés à temps plein, ils devront aussi s’occuper des transports planétaires distants effectués par fusées à moyenne portée (un autre moyen d’amortir le Starship par économie d’échelle !). Enfin il faudra télécommuniquer entre Martiens et entre Martiens et Terriens, donc beaucoup de personnes seront dédiées aux télécommunications et à toutes leurs complexités.

Je n’oublie pas les enfants. Les élever ne sera pas facile au début, surtout qu’ils « prendront » nécessairement du temps aux parents ce qui représentera un coût important, pour eux et la communauté. Ils devront très vite être pris en charge par un personnel spécialisé. S’ils ne sont pas nombreux « les uns et les autres » s’en occuperont avec une solidarité minimum pour que les mères puissent assurer le travail pour lequel elles seront venues sur Mars. Mais à partir d’une petite douzaine, il y aura des éducateurs professionnels et des personnes chargées de la coordination de leur enseignement en utilisant les capacités des nombreux spécialistes présents sur Mars (je vois l’établissement martien tout entier comme une sorte d’Université).

Et pour faire fonctionner tout cela il y aura des producteurs d’énergie, des gens qui capteront les rayonnements du Soleil avec des panneaux importés de la Terre (il faudra « un certain temps » pour pouvoir obtenir sur place la pureté du silicium nécessaire), d’autres qui entretiendront les réacteurs nucléaires (il faudra « un certain temps » avant de pouvoir construire leur cœur sur Mars), d’autres qui repéreront les sources géothermiques et les exploiteront d’une manière ou d’une autre (ce serait dommage de ne pas le faire !), d’autres qui s’occuperont de la distribution de l’énergie secondaire ou du résidu « chaleur » et veilleront à une utilisation aussi rationnelle et précautionneuse que possible (compte tenu de l’environnement, la capacité de production énergétique sera primordiale et on s’efforcera d’éviter tout gaspillage).

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Index L’appel de Mars 20 10 26

Non Monsieur Mayor, vouloir s’installer sur Mars n’est pas une lubie inutile et coûteuse

24 octobre 202024 octobre 2020 Pierre Brisson 69 commentaires

Le 13 août dernier, Michel Mayor a donné une interview à L’Illustré-magazine* dans laquelle il s’est attaqué aux partisans de l’installation de l’homme sur Mars**. Entendons-nous bien, il ne condamne pas l’exploit d’aller et de revenir de cette planète mais celui de s’y implanter. J’ai été surpris et peiné de cette attaque car elle venait d’un homme que j’estimais et parce que j’ai trouvé ses arguments mal informés, simplistes et égoïstes. Je lui ai écrit par l’intermédiaire du rédacteur en chef du magazine (que je remercie encore de son intermédiation). Il m’a répondu, assez brutalement. Nous restons donc chacun sur nos positions ; je vous prends ici à témoin.

*groupe Ringier Axel Springer Suisse SA, tout comme Le Temps.

** « Conquérir Mars est un rêve, y habiter un cauchemar »

J’ai noté dix objections de Monsieur Mayor à une entreprise dont je rêve et qu’il condamne. Je les reprends ci-après, l’une après l’autre.

La première est relative aux radiations. Il écrit « Coloniser la planète rouge, perpétuellement bombardée de rayons cosmiques, relève de la science-fiction ».

La seconde est relative à l’absence d’atmosphère. Il écrit : « Il n’y a pas d’atmosphère. L’homme vivrait enfermé dans une sorte de grande boîte de conserve, assisté d’un système respiratoire auxiliaire ou dans un scaphandre équipé pareillement s’il veut sortir ».

La troisième est relative à la température. Il écrit : « selon l’endroit où [l’astronaute en EVA] se trouverait, face au Soleil ou pas, la température serait horriblement chaude ou froide ».

La quatrième est relative à l’enfermement des passagers pendant le voyage. Il écrit :« Plus de deux cents jours reclus dans une capsule, essayez d’imaginer. Psychologiquement, comment supporter un voyage de sept mois, enfermé dans une capsule exiguë ? ».

La cinquième est relative au retour sur Terre. Il écrit : « Si y aller représente déjà un sacré programme, en revenir s’avère encore plus compliqué ».

La sixième est relative à la vie sur Mars. Il écrit : « Y habiter serait un cauchemar. Il n’existe aucun endroit sur la Terre qui soit aussi hostile et inhospitalier que Mars ».

La septième est relative à l’obtention de l’eau. Il écrit : « Nous ne sommes pas prêts à faire des forages de plusieurs kilomètres pour capter des sources d’eau (rire) ».

La huitième est relative au coût de l’entreprise. Le journaliste lui demande : « Si on vous comprend bien, dépenser des centaines de milliards pour entretenir l’espoir d’émigrer sur Mars est inutile » Il répond: « Totalement. En termes d’utilité, c’est nul ».

La neuvième est relative au choix des personnes qui seraient autorisées à partir pour Mars. Il écrit : « Ce n’est d’ailleurs pas la seule question éthique que soulève la conquête de l’espace. Si l’on considérait que Mars est habitable, comment se ferait la sélection parmi la population ? Qui choisirait et sur quels critères que tel individu ou telle communauté s’en irait ou non ? ».

La dixième est relative à l’affectation de nos ressources rares. Il écrit : « Plutôt que de rêver d’une émigration de l’humanité vers d’autres planètes, il est plus raisonnable de préserver notre planète bleue ».

Je réponds :

1) Concernant l’insupportabilité des doses de radiations.

Michel Mayor exagère. Certes les doses de radiation parvenant en surface de Mars sont nettement plus élevées que celles qui parviennent en surface de la Terre mais le rover Curiosity a mesuré au fond du Cratère Gale (un peu en dessous de l’altitude moyenne, avec donc une densité atmosphérique un peu au-dessus de la moyenne) qu’elles atteignaient le même niveau qu’à l’altitude où évolue la Station Spatiale Internationale autour de la Terre, soit la moitié de celles que l’on reçoit sans protection dans l’Espace-profond (au-delà des Ceintures de Van Allen). Par ailleurs les personnes vivant sur Mars ne seront pas obligées de se déplacer sans protection anti-radiations en surface de la planète (et on peut sur la planète trouver les matériaux nécessaires pour se protéger suffisamment). Sur Terre, très rares sont les personnes qui passent plus de quelques heures à l’extérieur de leur maison, de leur bureau ou d’un autre lieu de production fermé. Ce sera le cas sur Mars où la plupart des travaux « physiques » seront réalisés par des robots commandés en direct à partir de l’intérieur de la base. Ceci pour plusieurs raisons : il y aura très peu de main d’œuvre et il sera plus efficace et rentable d’employer des robots ; sortir de la base ne sera pas très facile et risqué puisqu’il faudra porter un scaphandre, par ailleurs l’intérêt principal de se trouver sur Mars sera de pouvoir commander en direct, sans décalage de temps (« time-lag »), partout sur la planète les différents équipements dont on aura besoin. Quand on sortira, il faudra simplement porter avec soi un « compteur Geiger » pour surveiller la dose de radiations reçue et prévoir des relais sur les axes de circulation les plus fréquentés autour de la base, à une distance qui ne permettrait pas de disposer du temps nécessaire pour y retourner, pour s’y réfugier en cas de tempête solaire (quelques heures de préavis).

2) Concernant l’inacceptabilité de vivre enfermé du fait de l’absence d’atmosphère.

Michel Mayor exagère. Certes l’atmosphère martienne est irrespirable et sa densité est trop faible pour permettre de sortir sans protection des habitats pressurisés. Il faudra donc vivre dans des locaux pressurisés avec de l’air contenant la quantité d’oxygène dont nous avons besoin et on ne pourra en sortir qu’avec des combinaisons, un casque et des bouteilles de gaz contenant de l’oxygène. Mais sera-ce si pénible ? Je ne le pense pas (à noter en passant que la gravité martienne étant égale à 1/3 de la gravité terrestre, on pourra supporter sans problème des équipements relativement lourds). On pourra construire des dômes de 20 à 30 mètres de diamètre (structure géodésique en barres d’acier), donc spacieux, et les combinaisons pourront être confortables (sans compter qu’il ne faut pas désespérer de faire des progrès dans les matériaux utilisés et leur souplesse). Sur Terre les motards portent sans problème des casques pendant des périodes assez longues et on n’entend aucun d’eux considérer qu’ils sont insupportables. Enfin le fait de pouvoir sortir en scaphandre en surface dans un espace immense, vierge et peu peuplé ne devrait pas du tout générer de sentiment d’enfermement mais plutôt celui de liberté.

3) Concernant l’impossibilité de s’adapter aux variations de température.

Michel Mayor exagère. Il y a des années que l’on sait faire des scaphandres qui disposent d’un système de climatisation qui lissent très efficacement les différences de températures entre « ombre et soleil ». Les astronautes séjournant dans l’ISS les utilisent sans difficulté apparente lorsqu’ils font des sorties extravéhiculaires (EVA). Et les conditions en surface de Mars seront moins extrêmes que dans l’Espace profond ou même en surface de la Lune (il ne sera pas nécessaire de sortir la nuit sauf urgence et les températures diurnes évoluent autour de 0°C à l’équateur – avec des pointes au-dessus de 20°C). C’est un faux problème.

4) Concernant l’insupportabilité des problèmes psychologiques que poserait un voyage de 7 mois.

Michel Mayor exagère. De qui parle-t-on ? Les premiers voyageurs seront des spécialistes qui auront beaucoup à faire pour préparer leur séjour sur Mars. Ils seront aiguillonnés par l’anticipation de l’aventure qui les attend. Au retour ils auront à tirer les enseignements de leur expérience. Ils auront été sélectionnés et entraînés psychologiquement. Je pense qu’ils n’auront ni le loisir, ni le temps de, ni la propension à « s’ennuyer ». Par ailleurs les volumes « habitables » du Starship seront conçus spécialement pour rendre le voyage non seulement supportable mais agréable pour les phases de repos et de détente. NB : le voyage le plus économique sur le plan énergétique serait d’environ 9 mois (trajectoire pure de Hohmann) mais pour le transport des personnes on dépensera un peu plus d’énergie au départ pour accélérer et à l’arrivée à proximité de Mars, pour freiner. On pourra de ce fait, faire le voyage en six ou même 5 mois. En astronautique Michel Mayor est visiblement en dehors de son domaine de compétence.

5) Concernant l’extrême difficulté technique du retour sur Terre.

Michel Mayor exagère. Le retour sur Terre ne sera pas plus difficile que l’arrivée sur Mars (si ce n’est un peu plus rapide à l’approche de la Terre). Je dirais même qu’il le sera moins car la descente dans l’atmosphère terrestre, plus homogène et plus dense, posera moins de difficulté que de descendre en surface de Mars (portance meilleure et plus prévisible, infrastructures très limitées). Par ailleurs le vaisseau spatial aura fait le plein de ses réservoirs avec du méthane et de l’oxygène produits sur Mars (application de la réaction de Sabatier ou du principe de l’hydrolyse, suivie du stockage des ergols) et il aura besoin de beaucoup moins d’énergie pour s’arracher au puits de gravité martien que pour s’arracher au puits de gravité terrestre (un Starship pourra repartir sans son premier étage SuperHeavy). Là encore Michel Mayor fait preuve de sa méconnaissance du sujet.

6) Concernant le cauchemar que serait la vie sur Mars.

C’est un point de vue purement personnel que je ne partage pas et je ne suis pas le seul. Les conditions matérielles seront certes un peu difficiles pendant les premiers séjours mais elles s’amélioreront avec le temps. Il y a de l’eau sur Mars et tous les minéraux dont on peut avoir besoin pour faire croître des végétaux, élever des animaux (donc des aliments) ou créer les structures de vie nécessaires. Par ailleurs, certains, peut-être beaucoup (en tout cas « suffisamment »), apprécieront de se trouver dans un nouveau monde où il y aura tant de choses à apprendre, tant de défis à relever, tant d’activités à entreprendre dans un contexte extrêmement stimulant.

7) Concernant la difficulté de forer « des km » pour obtenir de l’eau.

Michel Mayor pense qu’il faudrait forer jusqu’à plusieurs km de profondeur pour obtenir de l’eau ! Ce serait évidemment impossible sur une planète où nous ne disposons d’aucune structure permettant de le faire. Cette objection de fait à la possibilité de l’installation de l’homme sur Mars, montre que là encore Michel Mayor parle de ce qu’il ne connait pas. Il y a aux latitudes moyennes de Mars, des dépôts de glace très importants (des « inlandsis » ou des « banquises ») et en bordure de certains, des falaises de glace d’eau exposées vers les pôles. Au-delà de 40° de latitude vers les pôles, la glace est très souvent à seulement quelques cm ou dm de la surface. Certains dépôts sont même proches de l’Equateur (du fait des variations périodiques d’inclinaison de l’axe de rotation de la planète sur son écliptique) et seront facilement accessibles et exploitables. Un des critères à prendre en compte pour décider de l’implantation d’une base sera d’ailleurs de choisir la proximité de tels dépôts.

8) Concernant le niveau exorbitant du coût de l’entreprise.

Là encore Michel Mayor fait preuve de sa méconnaissance totale du sujet. Les « centaines de milliards » dont il parle étaient d’actualité au temps de Werner von Braun, dans les années 1950 et encore au temps du premier président Georges Bush en 1989 (« étude des 90 jours ») mais elles ne le sont plus du tout aujourd’hui. On estime (je dis « on » parce que je ne suis pas le seul) qu’un programme de 50 milliards, réalisé sur 30 ans (cela ne fait pas beaucoup par an en moyenne même si les montants seront plus élevés pendant la phase de préparation jusqu’aux premières missions effectives), suffirait pour mener à bien un programme de 20 ans d’exploration avec des missions utilisant plusieurs Starship lancés tous les 26 mois. Ces 50 milliards recouvrent la mise des équipements au niveau d’un « TRL 8 » (Technology Readiness Level de 1 à 9 degrès) ; la constitution d’une flotte de Starship et une petite dizaine de périodes de lancements (une tous les 26 mois).

9) Concernant l’injustice dans le choix des personnes qui pourraient partir.

Il est évident qu’on ne va pas envoyer « n’importe qui » sur Mars. Pour partir il faudra être accepté et pour l’être il faudra soit disposer des qualifications techniques et psychologiques requises et être financé par l’entreprise chargée de la gestion du projet, soit (avec les mêmes qualités psychologiques) disposer des ressources suffisantes pour se payer soi-même ou se faire payer le voyage. A noter que Monsieur Mayor semble considérer que certaines ressources « non-nobles », comme le tourisme, seraient « impures » alors qu’elles me semblent tout à fait acceptables. Il est évident qu’un projet coûteux n’est pas une œuvre de bienfaisance et qu’il faudra absolument après avoir réunir les fonds nécessaires, les dépenser et les gérer de façon aussi rigoureuse et efficace que possible afin d’obtenir un retour sur investissement satisfaisant. Cette objection est donc totalement « à côté de la plaque ».

10) Concernant le gâchis que serait l’affectation de nos ressources-rares à ce projet.

C’est un point de vue tout à fait personnel de Michel Mayor. D’autres (mais pas moi) pourraient penser que financer la recherche et l’étude d’exoplanètes est tout à fait inutile. Je ne vois pas en quoi entreprendre de donner, à terme, une chance de survie à notre civilisation sur une autre planète, serait inutile. Je ne vois pas en quoi créer une implantation humaine dont la survie puis la prospérité seront conditionnées par l’obtention d’une autonomie financière (donc au minimum, non créatrice de charges pour les Terriens et selon moi profitable pour tous) serait un gâchis. Je ne vois pas en quoi établir une nouvelle communauté fondée sur la recherche (planétologique, astronomique, ingénieuriale, etc…), la rationalité et l’efficacité de l’organisation ne serait pas « raisonnable ». Ce type de projet n’a jamais existé jusqu’à présent parce qu’il était technologiquement impossible mais il faut savoir s’adapter au changement et aux nouveaux horizons que nous ouvrent le progrès. Il faut savoir parallèlement faire évoluer ses paradigmes.

Mais au-delà de ces critiques ce que je regrette le plus c’est le ton arrogant et méprisant de Michel Mayor dans son interview et lors de notre échange. J’admirais la personne qui avait su, indépendamment des « vents dominants » dans sa profession, explorer avec ténacité une piste nouvelle fondée sur la spectrographie « de pointe ». J’admirais son ouverture d’esprit, son esprit créatif, son ingéniosité, le sérieux de son travail, tout ce qui manque en fin de compte à la personne « arrivée » et comblée d’honneurs qu’il est devenu. Je ne vous dis pas merci pour votre compréhension et votre soutien, Monsieur.

Lien :

https://www.illustre.ch/magazine/michel-mayor-conquerir-mars-un-reve-y-habiter-un-cauchemar

Illustration de titre :

A gauche, le principe des vitesses radiales utilisé par Michel Mayor et Didier Queloz pour découvrir, en 1995, la première exoplanète, 51-Pegasi-b (crédit Observatoire de Paris – media4.obspm.fr). C’est un « Jupiter-chaud » qui évolue autour d’une étoile de type « naine-rouge » à 51 années-lumière du Soleil.

A droite, photo de Curiosity, prise dans le Cratère Gale, sur Mars, à moins d’une demi-heure lumière de la Terre (crédit NASA/JPL-CalTech). 51-Pegasi-b est invisible, même avec nos meilleurs télescopes ; on n’y ira « jamais » (avec les technologies existantes ou théoriques d’aujourd’hui), mais on peut aller sur Mars.

On voit bien que l’intérêt de Michel Mayor diffère totalement de celui des gens qui veulent coloniser la planète Mars. Il a analysé la lumière reçue de l’étoile 51 Pegasi sans imaginer à aucun moment y aller. Nous, nous voulons nous installer sur Mars, planète bien visible dans le Ciel et que nous explorons depuis des années au moyen de toutes sortes d’instruments, de disciplines scientifiques autres que l’astronomie ou l’astrophysique, et de techniques ingénieuriales. Michel Mayor n’a donc aucune compétence particulière pour nous parler de Mars et du voyage vers Mars.

Mars ou Venus? Le choix qui s’impose

17 octobre 202015 novembre 2020 Pierre Brisson 16 commentaires

Nos deux voisines Mars et Vénus sont aujourd’hui, tout comme la Lune, à portée de nos fusées. La question de leur exploration robotique ne se pose pas. La connaissance approfondie de chacun de ces astres est capitale pour mieux comprendre notre Terre. Mais qu’en est-il de l’exploration par vols habités comme précurseur de l’installation de l’homme en dehors de son berceau ?

« Sortons » tout de suite notre chère Lune des « cibles » possibles comme je l’ai proposé déjà à mes lecteurs à de nombreuses reprises. On peut en effet l’explorer en commandant nos robots à distance en direct depuis la Terre, sans décalage-de-temps (« time-lag ») comme on y est contraint pour Mars ou Vénus, puisque la distance-lumière entre la Terre et la Lune est d’une seule seconde pour la face visible et moins de deux secondes pour la face cachée (via un satellite relais). Par ailleurs on peut aller faire des excursions ou mener des missions sur la Lune « quand on veut » puisque les départs sont possibles tout au long de l’année terrestre. Ceci implique qu’on n’a pas besoin de base-habitée en permanence donc pas besoin de production alimentaire sur place, ni d’installation lourde pour la production locale d’instruments plus ou moins sophistiqués. Bien entendu on peut (il serait préférable de) stocker sur place tout ce qu’on aura transporté depuis la Terre et qu’on pourra utiliser au moins une seconde fois (ou transformer pour un autre emploi) et prévoir une certaine production locale (ISRU pour In Situ Resources Utilization) surtout pour les objets ou équipements massifs mais ce stockage et cette production locale ne sont pas absolument indispensables (du moins tant que les personnes en activité sur la Lune au même endroit, ne sont pas nombreuses). Tout est affaire de coût / bénéfice mais le ratio est beaucoup plus élevé sur la Lune que sur Mars du fait d’un dénominateur (bénéfice) nettement plus bas sur la Lune.

Il faut bien voir que la vie sur la Lune présente d’énormes difficultés : des « jours » de 28 jours, donc les nuits de 14 jours ; une gravité très faible qui gêne les déplacements (on peut difficilement marcher, on sautille) ; l’absence totale d’atmosphère qui ne fournit aucun écran contre les radiations (moins que Mars); l’absence presque totale de glace d’eau (sauf au plus profond, difficilement accessible, de quelques cratères aux pôles) ; la force abrasive de la poussière qui n’a jamais été érodée par l’eau ou par le vent (risque de silicose par la poussière rapportée dans les sas !); la pauvreté minéralogique (la Lune n’a pas connu de tectonique des plaques ni d’évolution géologique notable depuis sa création puisque les seuls événements ont été le lent refroidissement de l’astre et les impacts des météores).

En conclusion, la Lune c’est l’Antarctique de demain.

Parlons brièvement des autres planètes, toujours du point de vue des missions habitées. Mercure, distante de la Terre de 80 à 220 millions de km, est trop près du Soleil (de 46 à 70 millions de km). Sur sa face exposée au Soleil les températures sont beaucoup trop élevées (température moyenne 456 K, soit 183°C, mais minimum 90 K et maximum, face au Soleil, 700 K) et l’accès à son autre face est très difficile (mais quelle que soit la face le voyage est très long ; il faudra 8 ans à la sonde BebiColombo – 2018 à 2025 – pour arriver jusqu’à Mercure après un jeu compliqué de freinages successifs par effet gravitationnel des autres planètes). Saturne et Jupiter sont beaucoup trop loin puisqu’il faudrait plus de 3 ans pour atteindre Jupiter et plus de 6 ans pour atteindre Saturne.

Reste Vénus et Mars puisque ces deux astres sont à portées de nos vols habitées, le temps de voyage étant d’une durée physiquement, psychologiquement et « radiativement », acceptable (ou à la limite de l’acceptable).

Dans le contexte de « la mécanique céleste », le cas de ces deux planètes est très différent de celui de la Lune. D’abord parce que ce sont des planètes, c’est-à-dire qu’elles orbitent autour du Soleil et non de la Terre (on sait cela depuis un certain temps !). Cela implique que non seulement elles sont plus éloignées mais aussi que leur distance à la Terre varie énormément puisqu’elles se déplacent sur des orbites propres et exclusives, différentes par définition de la nôtre, à des vitesses différentes (Lois de Kepler). La distance jusqu’à Vénus varie de 41 à 191 millions de km et celle jusqu’à Mars de 56 à 400 millions de km. Cela implique qu’on ne peut pas aller sur ces planètes « quand on veut ». Mais contrairement à ce que beaucoup de gens croient encore, le critère décisif n’est pas la distance la plus courte tel qu’on la constate visuellement. Comme nous ne sommes pas des êtres de lumière, il nous est totalement impossible de rejoindre l’une ou l’autre planète en ligne droite en ne parcourant que la distance la plus courte (41 millions pour Vénus ou 56 millions de km pour Mars). Les trajectoires sont fonction bien sûr de la distance, mais aussi de la vitesse de déplacement des planètes, de la vitesse de nos vaisseaux et de nos capacités énergétiques. On ne peut partir que tangentiellement à l’orbite de la planète et une fois sorti du puits gravitationnel, on doit freiner ou accélérer, selon que l’on veut descendre vers le Soleil ou s’en éloigner. Dans ce contexte les trajectoires optimales sont des arcs d’ellipse (car le Soleil toujours, et les planètes selon l’objectif et dans leur environnement – sphère de Hill-Roche – exercent une influence gravitationnelle qui les courbe) et on recherche toujours celle qui maximise l’effet de l’énergie embarquée (l’essentiel étant utilisé pour arracher au puits gravitationnel terrestre l’énergie juste suffisante pour emporter la masse du vaisseau plus son réservoir plein, puis arriver à proximité de l’astre cible à une vitesse aussi faible que possible et avec donc le minimum d’ergols nécessaire pour l’atterrissage). Dans tous les cas la trajectoire la plus économique est une demi-ellipse (trajectoire dite de Hohmann). Pour rejoindre Vénus aussi bien que Mars, il faut partir de la Terre lors de l’opposition (un peu avant) et on arrive sur Mars à la conjonction par rapport au point de départ (mais la Terre l’aura dépassée) ou sur Vénus également à la conjonction (mais la Terre ne l’aura pas encore atteinte).

Compte tenu de ce qui précède, les deux planètes se trouvent sur le plan astronautique à peu près dans la même situation, avec un léger avantage pour Vénus. En effet pour y aller, la fenêtre des départs s’ouvre tous les un an et sept mois, tandis que pour aller sur Mars elle ne s’ouvre que tous les deux ans et deux mois. Le voyage optimum (du point de vue rapport énergie consommée sur charge utile embarquée) dure environ 150 jours pour Vénus tandis qu’il dure 270 jours pour Mars (NB: moyennant un surcroit de dépense énergétique, on peut réduire un peu ces durées mais il y a un bémol car on arrive à une vitesse un peu élevée à la hauteur de Vénus).

Cependant l’avantage repasse sans conteste en faveur de Mars si l’on considère le séjour dans la zone la moins inhospitalière de chacune des planètes. Il est impensable de faire vivre des hommes en surface de Vénus (température 450 °C, pression 90 bars) alors que l’homme pourrait sans problème rédhibitoire séjourner en surface de Mars, en prenant des précautions pour ne pas recevoir des « débits-de-doses » (quantité reçue pendant une durée déterminée) de radiations, trop importants. Le seul séjour possible de l’homme dans l’environnement vénusien serait à l’intérieur du volume de « zone-sphérique » de l’atmosphère s’étendant entre 55 et 65 km d’altitude, là où les températures et la pression atmosphérique sont de type terrestre, ce qui est quand même un volume relativement peu épais et très peu sûr puisque descendre en-dessous de 45 km impliquerait une mort certaine (pression et température trop élevées). Par ailleurs même entre 55 et 65 km le vaisseau spatial ne serait pas à l’abri d’entrer dans un nuage d’acide sulfurique ce qui serait « très désagréable » (le vaisseau devrait être impérativement revêtu de tuiles de céramique pour supporter le contact mais ce matériau serait-il entièrement fiable c’est-à-dire sans aucune fissure, après le choc du décollage et sur la durée ? Souvenons-nous des briques de la Navette Columbia !).

La conclusion est que Mars s’impose comme destination de l’homme en tant que « planète-b » en dehors de la Terre. C’est le seul endroit où il serait possible et utile à notre espèce de s’installer. Possible puisque comme nous l’avons vu, les risques d’évoluer sur son sol seraient acceptables. Utile parce que si l’on veut étudier Mars le plus sérieusement possible, il faudra des hommes à côté des machines pour les commander en direct (décalage de temps de 3 à 22 minutes dans un seul sens), utile aussi parce que Mars peut être un conservatoire ou un sanctuaire pour les richesses intellectuelles créés par les hommes, utile encore car avec le temps une communauté humaine installée sur Mars pourrait être porteuse de notre civilisation si elle était détruite sur Terre et utile enfin puisque les séjours ne pourront pas durer moins de 18 mois ce qui impose une installation confortable pour survivre pendant ce laps de temps, qui n’est pas négligeable, dans des conditions acceptables et pouvoir travailler. Et une fois qu’une équipe sera restée 18 mois sur Mars, pourquoi n’y resterait-elle pas 36*?

Il faut donc choisir Mars plutôt que Vénus, sans hésiter parce qu’en fait nous n’avons pas le choix.

*En fait, pour deux séjours successifs, plutôt que de 36 mois, il faut parler de 44 mois sur Mars et de 56 mois en dehors de la Terre car si le voyage aller comme celui du retour, durent chacun 6 mois, il faut repartir de Mars 18 mois après y être arrivé (fenêtre !). Les Terriens eux ne pourront partir vers Mars que 26 mois après le départ précédent (fenêtre !) et ils n’arriveront sur Mars que 58 mois après le départ antépénultième (26+26+6). Cela implique à chaque fois une période de 8 mois entre le départ de Mars de l’équipe précédente et l’arrivée sur Mars de l’équipe suivante (même si on parvient à réduire, un petit peu, un mois peut-être, la durée du voyage, ce problème de décalage subsistera). On peut penser que pendant ces 8 mois un petit nombre de personnes restera sur place pour que les équipements demeurent fonctionnels et pour accueillir l’équipe suivante qui aura bien besoin d’aide après son long voyage ; un embryon de population permanente en quelque sorte.

Illustration de titre : A gauche, vue du sol de Vénus reconstituée d’après les données radar collectées par la sonde américaine Magellan entre 1990 et 1994. A droite vue du sol de Mars extraite d’un panorama pris par la caméra Mastcam de Curiosity dans le cratère Gale. Crédit NASA/JPL-CalTech. Laquelle des deux planètes vous semble la moins hostile ?

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Index L’appel de Mars 20 10 11

Il s’appelait Samuel Paty, c’est le nom de l’honneur et du courage.

Je voudrais m’associer à la colère qui gronde dans tout le monde civilisé après la décapitation d’un professeur d’histoire parce qu’il avait donné, en France, au 21ème siècle, un cours à ses éléves sur la liberté d’expression. Cette barbarie est inacceptable, sans aucune excuse possible et il ne faut ni l’accepter, ni l’excuser. Il en va de notre avenir sur Terre en tant qu’espèce consciente à la recherche du progrès et toujours des lumières.

Divergences avec Robert Zubrin, à propos de Vénus et de la Vie

10 octobre 202011 octobre 2020 Pierre Brisson 7 commentaires

J’ai publié la semaine dernière l’article écrit dans la National Review par Robert Zubrin (fondateur de la Mars Society) suite à la découverte de phosphine dans l’atmosphère de Vénus. J’en fait aujourd’hui le commentaire.

J’approuve très souvent ce que dit Robert Zubrin, fondateur de la Mars Society et mon mentor en astronautique, mais cette fois-ci j’ai plusieurs points de désaccord.

Tout d’abord sur l’hypothèse de la pluralité des mondes habités.

Robert Zubrin écrit : « Le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait implique l’une de deux possibilités : soit les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier pour donner la vie sont hautement probables, soit les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable. »

Pour moi, « le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait » n’implique absolument pas que les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier, conduisent à coup sûr jusqu’à cet épanouissement. Ce serait la constatation que la vie est apparue ailleurs (« quelque part n’importe où »…ou presque) qui pourrait nous faire penser que ces processus sont « hautement probables ». Or nous ne savons toujours pas si ces processus ont abouti ailleurs car nous n’avons à ce jour aucune preuve que la vie existe ou a existé sur une autre planète. Par ailleurs, nous savons que sur Terre le processus qui a conduit à la vie, au-delà de la complexification des molécules organiques qui s’est produit à des degrès divers effectivement et naturellement ailleurs (à commencer dans les astéroïdes), a résulté d’un environnement tout à fait particulier, évolutif, et que les conditions nécessaires et suffisantes n’ont existé que pendant un laps de temps relativement court. La vie n’aurait pas pu commencer sur Terre il y a plus de 4 milliards d’années (manque de temps pour une complexification suffisante, environnement trop chaud, sans eau liquide et trop instable de l’Hadéen) et elle n’aurait pas pu commencer après environ 3,8 milliards d’années (trop de temps écoulé et donc d’érosion par l’eau liquide de l’Océan de son environnement rocheux, différentiel trop étroit du pH entre l’eau acide de l’Océan et les effluves basique provenant de la Croûte submergée). Notre LUCA (« Last Universal Common Ancestor » de tous les êtres vivants aujourd’hui sur Terre) est né sans doute un peu après -4 milliards d’années parce que l’évolution des molécules organiques était suffisamment avancée à cette époque et parce que l’environnement et les circonstances le permettaient à cette époque (ni avant, ni après). Cela rejoint ce que j’écrivais sur la co-évolution il y a quelques semaines. Il y avait alors un « créneau » sur Terre pour que survienne ce « miracle ». En déduire que ce phénomène est reproductible et automatique sur une autre planète, forcément différente dans son environnement spatial et dans son histoire planétaire propre, me semble absolument insoutenable.

De même, « le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait » n’implique pas davantage que « les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable » comme l’écrit Robert Zubrin. La panspermie est une hypothèse. L’invoquer comme solution à l’apparition de la vie sur Terre revient simplement à transposer ailleurs que sur Terre l’explication d’un processus dont on n’arrive toujours pas à connaître le déroulement exact (dans toutes les causes qui expliquent le passage d’un stade à un autre de la complexification) et à en démontrer l’éventuelle automaticité. Pourquoi aurait-il été plus facile que les différents éléments des premières cellules vivantes se combinent et s’assemblent sur une autre planète plutôt que sur Terre où l’environnement était relativement favorable (puisque nous sommes ici) ?

A part cette divergence fondamentale sur l’apparition de la vie sur Terre, je suis également en désaccord avec Robert Zubrin sur la probabilité que la vie existe sur Vénus (ou plus précisément dans une certaine zone de son atmosphère).

Il fait cette proposition à partir de l’hypothèse que : « les conditions actuelles de Vénus sont radicalement différentes de celles de la Terre, mais elles offrent certainement un vaste théâtre à la chimie pour trouver des voies alternatives à l’auto-organisation. » Certes, mais pourquoi cette auto-organisation irait-elle jusqu’à la vie et d’ailleurs, que signifie précisément « auto-organisation » ? Si cela implique l’auto-reproduction je ne suis pas d’accord. Ce n’en est pas la suite logique et inévitable. Pour moi le seul processus évident c’est que, toute choses étant égales par ailleurs, les mêmes causes doivent produire les mêmes effets. Cela veut dire en l’occurrence que l’évolution va se produire dans le même sens dans un même milieu avec la même matière. Mais quelles sont les composantes exactes nécessaires de ce « même » milieu? On ne le sait pas (encore). Toute évolution de matière organique ne va donc pas nécessairement conduire à la vie. Il n’y a nulle obligation pour la matière en général, de chercher à atteindre cette finalité ou plutôt d’être contrainte par l’environnement à y aboutir (jusqu’à ce que l’on trouve la preuve du contraire c’est-à-dire que l’on constate la présence de vie ailleurs que sur Terre).

Quant à la survivance de microbes dans une couche de l’atmosphère vénusienne, Robert Zubrin suppose qu’elle serait la suite d’une époque où le sol de Vénus aurait produit de la vie (selon son opinion que la vie est l’aboutissement normal d’un processus normal). Je pense au contraire qu’il serait plus qu’étonnant que ces hypothétiques microbes aient pu se reproduire coupés totalement de ce sol car ils doivent pour continuer à vivre et à se reproduire, puiser dans la matière environnante non seulement l’énergie mais aussi la matière dont ils sont faits. L’énergie pourrait rester accessible avec la chaleur et les éléments chimiques oxydants et réducteurs présents dans l’atmosphère mais il me semble que la matière des constituants serait très difficile à renouveler sans aucun support solide. La co-évolution de l’hypothétique vie vénusienne au sol avec l’environnement planétaire vénusien aurait-elle pu permettre cette adaptation uniquement dans l’atmosphère ? Ou la synchronisation constituée par l’emballement de l’effet de serre sur cette planète aurait-elle mis fin à ce début d’évolution biologique ? Cela reste à voir mais rien n’est moins certain.

Sur le plan de l’astronautique, Robert Zubrin est évidemment beaucoup plus qualifié que moi mais je crois qu’il sous-estime les difficultés posées par l’environnement vénusien.

Certes on peut imaginer des ballons ou dirigeables flottant dans la zone « habitable » (température et pression) de l’atmosphère de Vénus. Mais outre que ces ballons pourraient rencontrer quelques nuages d’acide sulfurique et que seuls le verre et les céramiques pourraient y résister (on n’imagine pas vraiment des enveloppes souples à volume variable dans ces matières !), on voit mal comment le principe de la montgolfière avec enveloppe de couleur noire (capteur de chaleur) et équipée d’une source froide constituée par de la glace d’eau collectée en altitude (plus de 60 km), suggéré par Robert Zubrin, pourrait fonctionner jusqu’au sol. Il écrit :

« Nous pourrions effectuer une succession de montées et de descentes, explorer l’atmosphère à toutes les altitudes et latitudes, rechercher des cavernes souterraines avec un radar pénétrant le sol, imager le sol à basse altitude et éventuellement même échantillonner la surface à de nombreux endroits séparés par des distances continentales ».

Si j’ai bien compris, le principe de la montgolfière est de réduire la masse volumique du ballon qui peut ainsi bénéficier de la force d’Archimède pour monter dans le ciel ou de l’augmenter pour descendre. Dans le cas de Vénus, il me semble très improbable de pouvoir créer un différentiel de masse volumique, positif à l’intérieur du ballon, pour descendre jusqu’au sol en utilisant la glace d’eau. Il me semble en effet que la glace embarquée en altitude auraient tôt fait de fondre pour retrouver la température ambiante bien avant d’arriver au sol (il faut descendre de 50 km dans des températures qui dépassent les 100°C à partir de 45 km, et très lentement à cause de la densité, croissante, de l’atmosphère). Ensuite, pour repartir du sol en utilisant les mêmes gaz que l’air environnant, comment créer un différentiel de masse volumique négatif (pour que la force d’Archimède joue son rôle) ? Robert Zubrin imagine d’utiliser une enveloppe de couleur noire pour profiter du rayonnement solaire pour chauffer le gaz à l’intérieur du ballon. Mais quand on descend en-dessous de la couche nuageuse de la haute atmosphère (« lower clouds » vers 50 km du sol), le rayonnement solaire ne passe presque plus. En dessous de cette couche, la luminosité est réduite de 90%. Au sol, où seulement 5% du rayonnement parvient, la luminosité est extrêmement faible. « Il fait noir » à la surface de Vénus, plus ou moins rougeoyant selon les endroits où le volcanisme s’active (voir illustration de titre). Alors, comment chauffer l’intérieur du ballon sans lumière solaire pour obtenir un différentiel négatif ? Il fait 450°C en surface de Vénus. Robert Zubrin imagine-t-il chauffer le gaz à 470 ou 500°C ? Quelle enveloppe le supporterait sinon impliquant un dispositif très massif ? Et avec quelle source d’énergie qui implique aussi une certaine masse ? Je doute qu’un dispositif d’une durabilité suffisante puisse être embarqué pour faire fonctionner le système suffisamment pour alléger les gaz à l’intérieur et faire repartir du sol l’ensemble du dispositif, c’est à dire l’enveloppe du ballon avec ses équipements. Autrement dit je ne pense pas qu’une montgolfière soit une bonne idée pour explorer l’atmosphère basse de Vénus.

Sorry Robert !

Illustration de titre: Vue de la surface de Vénus (Mont Gula) générée par ordinateur en 1996 à partir des données recueillies par la sonde Magellan de la NASA entre 1990 et 1994. Crédit NASA/JPL (PIA00234). Le sommet de Gula, un volcan bouclier, marque un dénivelé de 3 km par rapport au sol environnant, les couleurs sont reconstituées d’après les images en couleur prises au sol par les sondes russes Venera 13 et 14 en 1981 (elles y ont survécu deux heures).

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Index L’appel de Mars 20 09 28

Might we Find Life on Venus ?

3 octobre 20203 octobre 2020 Pierre Brisson 2 commentaires

Cette semaine je publie la traduction d’un article de Robert Zubrin sur Vénus paru le 19 septembre dans la National Review* Comme il est long, je le laisse à votre appréciation, sans commentaire. Je les ferai la semaine prochaine mais je peux déjà répondre à la question du titre, en vous disant, comme vous pouvez vous en douter, que le la vie sur Vénus me semble totalement improbable. J’ajoute que par ailleurs la faisabilité de l’accès à la surface de la planète par montgolfière ne me semble pas du tout démontrée.

*revue bimensuelle conservatrice américaine « de référence ». Robert Zubrin, ingénieur en astronautique, est le fondateur de la Mars Society.

Pourrions-nous trouver de la vie sur Vénus ?

Il est trop tôt pour répondre à cette question avec certitude, mais des moyens novateurs d’explorer la planète et son atmosphère pourraient fournir une image beaucoup plus complète.

Le 17 septembre, un groupe de scientifiques utilisant des télescopes terrestres a annoncé qu’il avait détecté de la phosphine dans l’atmosphère de Vénus. Sur Terre, la phosphine est presque toujours produite par l’activité microbienne. Si l’on connaît des processus géologiques capables en principe de produire de la phosphine, les concentrations de gaz trouvées sur Vénus, bien que faibles, étaient néanmoins beaucoup trop élevées pour être attribuables à de telles sources. Alors, comment de la phosphine a-t-elle pu se retrouver dans cet environnement ? L’explication la plus simple est la vie.

Mais comment cela est-il possible ? Vénus est presque une jumelle de la Terre en taille mais 30% plus proche du Soleil. Parce qu’elle est plus proche, il y fait plus chaud, mais si la distance au Soleil était la seule considération, la température de la planète devrait être en moyenne d’environ 60 ° C, avec un climat plus clément près des pôles. Aussi, pendant les années 1950, de nombreux écrivains ont envisagé Vénus comme un monde de jungles luxuriantes, regorgeant peut-être de créatures comparables aux amphibiens et reptiles géants qui abondaient sur Terre au cours de son passé préhistorique plus chaud. Cette image baroque a cependant été ruinée à jamais lorsque la sonde Mariner 2 de la NASA a survolé Vénus en 1962 et a relevé des données montrant que la température de surface de la planète était d’environ 450°C, suffisamment chaude pour faire fondre le plomb. Apparemment, l’épaisse atmosphère de dioxyde de carbone de Vénus avait pour effet bien plus que cacher la surface de la planète à notre vue, elle créait un « effet de serre » emprisonnant la chaleur sous sa couverture de nuages, avec pour résultat une planète beaucoup trop chaude pour la vie.

Certains scientifiques n’avaient cependant pas perdu espoir. Bien que les découvertes de la sonde Mariner aient tiré le rideau sur les dinosaures vénusiens, peut-être, pensaient-ils, que d’autres formes de vie pourraient avoir eu une chance de subsister. En 1967, Carl Sagan initia une spéculation de ce genre en soulignant que si en surface les températures de Vénus seraient instantanément fatales à toute forme connue de vie de type terrestre, l’atmosphère devraient se rafraichir progressivement avec l’altitude. En effet, à 55 km d’altitude, là où la pression atmosphérique tombe à environ la moitié de 1 bar (1 bar est la pression atmosphérique moyenne sur Terre) par rapport aux 90 bars de surface, la température, comme sur les hauts plateaux andins, est d’un agréable 30°C. Tout le monde pourrait y vivre ; il suffirait d’y flotter. L’atmosphère terrestre est pleine de microbes flottants : ne pourrait-il pas en être de même sur Venus ?

« Pas si vite ! » ont répondu certains. S’il est vrai que de nombreux microbes viables flottent dans l’atmosphère terrestre et même dans la haute stratosphère, où les conditions sont proches de l’espace, ils n’y vivent pas réellement. Tout le métabolisme microbien a lieu sur ou sous la surface de la Terre. Les microbes terrestres en vol sont en animation suspendue, en voyage, faisant simplement une pause dans leur vie.

C’est un argument difficile à réfuter, mais les spéculations se sont néanmoins poursuivies, des réponses possibles étant proposées par un certain nombre de chercheurs, notamment le planétologue américain David Grinspoon en 1997, l’astrobiologiste britannique Charles Cockell en 1999 et une équipe internationale en 2017. Mais jusqu’à la découverte de phosphine cette semaine, il n’y avait aucune donnée à l’appui de telles hypothèses. Donc que faire maintenant ?

La première chose est de confirmer la détection de phosphine. On en a les moyens sous la main. La sonde BepiColombo de l’Agence spatiale européenne (ESA), maintenant en route vers Mercure, passera par Vénus le 15 octobre, à moins de 10 000 km de la planète, et repassera le 10 août prochain à seulement 550 km d’altitude. Elle devrait pouvoir prendre les mesures nécessaires. Des équipes d’astronomes avec des télescopes basés sur la Terre pourront sans aucun doute se mettre rapidement également sur le sujet. Donc, selon toute probabilité, on aura d’ici un an une confirmation ou une réfutation (je parie sur la confirmation – l’équipe qui a découvert la phosphine comprenait de vrais gros « poids lourds »). Et ensuite ?

La NASA a actuellement deux propositions de missions pour Vénus à l’étude, dont l’une, la mission « DAVINCI + » dirigée par le planétologue James Garvin, parachuterait une sonde dans l’atmosphère de Vénus vers 2026, en prenant des mesures pendant une lente flottaison de plusieurs heures vers le sol, avant d’être détruite par la chaleur de la surface. La société Rocket Lab prévoit également une mission de sonde-parachute sur Vénus, peut-être dès 2023. On pourrait apprendre beaucoup de ces missions, mais je pense qu’on peut faire beaucoup mieux.

La bonne façon d’explorer Vénus est d’utiliser le ballon. L’épaisse atmosphère de CO₂ de Vénus le facilite ; en fait, dans les années 1980, les Soviétiques ont fait voler deux ballons « Vega », collectant des données sur de vastes étendues de la planète, pendant environ 50 heures. Les ballons Vega étaient remplis d’hélium et flottaient à environ 55 km d’altitude. Mon approche préférée, cependant, serait la technologie du ballon-solaire Montgolfier démontrée par Jack Jones du JPL dans les années 1990.

Un ballon-solaire Montgolfier est juste un ballon noir avec un fond ouvert et un évent au-dessus. Il peut être déployé depuis les airs (ou depuis une capsule) comme un parachute, se gonflant instantanément avec de l’air lorsqu’il est lâché. En absorbant la lumière du soleil, l’enveloppe noire du ballon chauffe l’air à l’intérieur, augmentant la portance du gaz (ndt : réduisant la masse volumique). Ensuite, si on veut le faire monter, on maintient la soupape d’évent fermée ; si on veut le faire descendre, on ouvre un peu la valve et on fait sortir un peu de gaz chaud par le haut en le remplaçant par de l’air froid en bas. Ces systèmes sont tout à fait contrôlables. En fait, en 2004, ma propre entreprise, Pioneer Astronautics, a démontré la capacité de ces ballons à atterrir en douceur, en en utilisant un pour déposer une charge utile dans une prairie du Colorado avec une vitesse d’impact de seulement 8 km/h – puis à le faire redécoller. Des manœuvres similaires pourraient être effectuées dans l’atmosphère de Vénus.

Pour explorer Vénus en utilisant une telle technologie, nous pourrions envoyer un orbiteur transportant plusieurs ballons-sondes, chacun dans une capsule d’entrée dans l’atmosphère. L’orbiteur libérerait les capsules une par une ou toutes à la fois, et servirait de satellite relais pour transmettre les données. En entrant dans l’atmosphère, la capsule utiliserait son bouclier thermique pour absorber la chaleur de l’entrée dans l’atmosphère, puis la traînée atmosphérique pour ralentir jusqu’à des vitesses subsoniques. La coque arrière de la capsule serait alors éjectée et le ballon projeté à l’extérieur pour être gonflé comme un parachute, tirant sa gondole de service hors de la capsule (qui irait s’écraser plus bas). Avec son enveloppe noire chauffée par le rayonnement solaire, le ballon chaufferait rapidement l’air à l’intérieur et commencerait à flotter, transportant dans sa gondole des instruments scientifiques, un ensemble de panneaux solaires, un réservoir d’eau pour le contrôle thermique et un système radio UHF pour communiquer avec l’orbiteur. Alors ça commencerait à être amusant.

Comme le montre le tableau ci-dessous, l’atmosphère de Vénus présente des températures allant de +460°C à –70°C, selon l’altitude. On ne sait pas, dans ce continuum, où pourrait se trouver le meilleur endroit pour rechercher des signes de vie, on devra donc en explorer autant qu’il sera possible. Avec un ballon solaire, on pourra le faire.

Altitude (km) Temperature (°C) Atmospheric pressure (atm)

0 462 92.10

10 385 47.39

20 306 22.52

30 222 9.851

40 143 3.501

50 75 1.066

60 −10 0.2357

70 −43 0.03690

80 −76 0.004760

Disons que l’on commencera à flotter à 60 km, là où la température ambiante est de -10 ° C. Nous pourrons utiliser cet environnement pour faire geler notre eau en glace. Ensuite, on ouvrira notre soupape de ventilation et on descendra dans les régions inférieures chaudes, en prenant les données au fur et à mesure, en utilisant notre glace comme liquide de refroidissement. On peut imaginer atteindre la surface – les atterrisseurs soviétiques y ont survécu pendant 20 minutes – pour un prélèvement rapide d’échantillons puis décoller pour retourner en sécurité dans l’air plus froid en altitude. En sondant l’atmosphère de cette manière, on obtiendrait une carte des vitesses et de la direction du vent à différentes altitudes. Sachant cela, nous pourrions naviguer au-dessus de la planète en choisissant notre altitude pour obtenir la brise qui nous mènerait où on le voudrait. En adoptant une telle stratégie, nous pourrions effectuer une succession de montées et de descentes, explorer l’atmosphère à toutes les altitudes et latitudes, rechercher des cavernes souterraines avec un radar pénétrant le sol, imager le sol à basse altitude et éventuellement même échantillonner la surface à de nombreux endroits séparés par des distances continentales. S’il y a de la vie sur Vénus, on aurait de bonnes chances de la trouver.

La trouvera-t-on ? C’est à l’appréciation de chacun. On a des biomarqueurs montrant qu’il y avait de la vie sur Terre il y a 3,8 milliards d’années, presque immédiatement après la fin du bombardement des météores lourds primordiaux. Le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait implique l’une de deux possibilités : soit les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier pour donner la vie sont hautement probables, soit les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable. Dans les deux cas, cela signifie que la vie est abondante dans l’univers. La Vénus primitive n’était pas aussi chaude qu’aujourd’hui, car le Soleil n’était que 70% aussi fort à cette époque et les processus qui ont créé l’effet de serre terriblement efficace de Vénus ne s’étaient pas encore déclenchés. En fait, la Vénus primitive était tellement similaire à la Terre primitive que l’on peut parier que, soit par évolution locale parallèle, soit par immigration microbienne, elle a été un foyer pour la vie à une certaine époque.

Mais alors que les formes de vie à base de carbone/eau de type terrestre ont peut-être prospéré jadis sur Vénus (elles y seraient certainement parvenues, ne serait-ce que via des météores riches en microbes éjectées de la Terre), il est difficile d’imaginer comment une quelconque vie de type terrestre pourrait y survivre aujourd’hui. Mais cela ne veut pas dire qu’il n’y a pas de vie là-bas. Il existe une branche interdisciplinaire de la science connue sous le nom de théorie de la complexité qui soutient que la nature a tendance à s’organiser, à tous les niveaux, en systèmes autocatalysés auto-réplicatifs. Autrement dit, si A favorise la création de B et B favorise la création de A, alors les deux forment un système qui organise les ressources environnantes pour servir sa multiplication. Ce caractère définit de nombreux systèmes, allant de la biosphère à l’économie. Par exemple, pensez à la révolution industrielle : l’extraction du charbon favorise la production d’acier, ce qui permet aux moteurs à vapeur, qui favorisent l’extraction du charbon, de former un système autocatalytique qui croît de manière exponentielle, attirant le travail, le capital et d’autres ressources matérielles de l’économie antérieure dans son vortex. Les conditions actuelles de Vénus sont radicalement différentes de celles de la Terre, mais elles offrent certainement un vaste théâtre à la chimie pour trouver des voies alternatives à l’auto-organisation. Alors, peut-être que oui. Peut-être que la vie telle que nous la connaissons sur Terre n’est qu’un exemple spécifique tiré d’un ensemble beaucoup plus vaste de possibilités. Il pourrait y avoir, pour paraphraser Shakespeare, des choses bien plus étranges dans le ciel et sur la terre que ce dont on rêve dans notre philosophie.

Il n’y a qu’une seule façon de le savoir.

Robert Zubrin (traduction Pierre Brisson)

Illustration de titre: Vénus, photo prise par la sonde Mariner 10 en 1974 et retraitée en 2000; crédit NASA/JPL-CalTech. Le retraitement a permis de mettre en évidence les flux animant la couverture nuageuse.