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 ?
Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :
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.
Pour moi également, je suis comme vous, Mars est la seul destination actuellement possible, même si d’autres “terre” comme des satellites de Jupiter et ceux de Saturne me paraissent tout aussi intéressant pour aller voir si la “vie” y est présente
bonjour,
je ne suis pas expert donc je ne vais pas donner des avis sur des choses dont je ne suis pas connaisseur. Je suis ici pour avoir votre avis sur plusieurs questions que je me pose par rapport à une colonisation de la planète Mars
il y a-t-il des études ou des sondages sur l’envie de l’opinion publique de voir une mission habitée vers Mars? Cela fait rêver les gens ou bien l’opinion publique y est foncièrement hostile?
Comment expliquez-vous que le coût complet d’une mission habitée sur Mars des quelques dizaines (centaines ?) de milliards de dollars fasse peur à la grande partie des gens alors que ça représenterait qu’une petite fraction du PIB et des budgets des pays riches? (je crois que le PIB annuel des pays riches USA/UE/Chine s’élève à plus de 50’000 milliards de dollars!)
Il y a-t-il des lois qui interdiraient à des milliardaires comme Musk et compagnie de proposer des voyages vers Mars et une colonisation de la planète? Seraient-ils freinés par une opinion publique hostile?
J’imagine qu’après quelques voyages sur Mars (aller-retour) une colonisation s’impose. Avez-vous une idée de combien de personnes seraient prêtes à aller vivre sur Mars? Il y a-t-il des études/sondages à ce sujet?
Quel serait le “modèle économique” marsien? Les colons pourraient-ils avoir un modèle économique indépendant de la Terre? Quels seraient les métiers sur Mars? Seraient-ils des salariés dépendants de la Terre? Pourrait-on produire des richesses sur Mars et les exporter sur Terre?
Merci de votre commentaire.
Beaucoup de questions! Je ne vais pas répondre à toutes car, en quelque sorte, je l’ai fait tout au long de très nombreux articles de ce blog et je ne vais pas les reprendre ici. Je souligne seulement certains points:
1) Le modèle économique martien a fait l’objet d’articles dans ce blog et fera encore l’objet de deux articles prochainement. Il me semble évident que les personnes travaillant sur Mars devront contribuer à rembourser les investissements qui auront été nécessaires à l’implantation. Sans rentabilisation il ne pourra pas y avoir de colonisation durable. A mon avis, il y aura des employés de sociétés terrestres promoteurs du projet, mais il pourra aussi y avoir des indépendants qui se payeront le voyage ou se le feront payer.
2) La question sur le nombre de personnes prêtes à partir pour Mars est peu pertinente. On (ici “je”) envisage quelques milliers de personnes. On les trouvera bien dans l’ensemble de la population mondiale d’autant que les premières personnes partant pour Mars, celles qui vont initier le mouvement, seront des spécialistes dont on aura besoin pour faire “tourner” la base plus des scientifiques pour étudier la planète. Se poser la question d’un très grand nombre (“un million?”) n’est à mon avis pas du tout d’actualité. On verra “après”.
3) Bien sûr Musk et les autres “miliardaires seront freinés par une frange hostile de la population, notamment les écolos-régressifs qui sont nombreux et actifs dans le monde entier mais les chiens aboient et la caravanne passe. En tout cas je ne vois pas quelles “lois” vous envisagez. De quel pays seraient ces lois? Qui les appliqueraient? Si les départs sont interdits dans un pays, ils se feront à partir d’autres pays. Ce qui compte c’est la concrétisation des avancées technologiques théoriques (à commencer par Starship d’Elon Musk).
4) La fraction de la population en faveur de la colonisation de Mars varie beaucoup selon les pays. Elle est très élevée aux Etats-Unis, pays de la “frontier”. Cela suffit.
S’il avait fallu attendre qu’il y ait une majorité d’enthousiastes pour pousser à l’exploration de nouvelles voies navigables, on attendrait toujours la “découverte” de l’Amérique 🙂 (même s’il est vrai qu’à l’époque on ne s’embarrassait de toute façon pas trop de ce que pouvait penser l’opinion publique)! De tout temps il y a eu des gens entreprenants “pour y aller”, quoi que puissent en penser leurs contemporains. Si je ne suis pas sûr qu’une majorité de “Terriens” appelleraient nécessairement fortement de leurs voeux aujourd’hui le lancement d’un programme de missions habitées vers Mars, je suis par contre persuadé que le moment venu les premiers pas d’un être humain sur la planète rouge susciteraient le même élan d’enthousiasme mondial que celui que j’ai eu la chance de vivre en juillet 1969 au moment d’Apollo 11. Le problème, et là je vous rejoins, sera, contrairement au programme Apollo qui n’a pas eu de suite, de maintenir ensuite un appui suffisant à une telle exploration une fois passée l’excitation initiale et les vols vers Mars devenus “routiniers”. Mais chaque chose en son temps!
Le problème est que les personnes enthousiastes pour aller sur Mars n’ont pas les moyens pour payer leur billet et comptent sur les autres pour y aller … Pas sur que les milliardaires ouvrent leurs bourses pour satisfaire les lubies d’une minorité ! et d’autre part , ceux comme Bezos rêvent plus d’un tourisme spatial lucratif bien plus proche , Mars n’étant pas une destination touristique , ils ne seront donc pas enclins à développer des moyens pour des colonies martiennes à fonds perdus …
Il faut bien distinguer les buts scientifiques légitimes qui se réaliseront avec des moyens robotisés accompagnant éventuellement quelques spécialistes humains et les idées loufoques de maintenir quelques zouaves désoeuvrés , à part quelques parties de pétanque, sur la planète rouge !
Hubert Giot, je ne voit pas le problème sous cet angle ! Pierre Brisson l’explique bien, dans sa réponse à Simone :”La question sur le nombre de personnes prêtes à partir pour Mars est peu pertinente. On (ici “je”) envisage quelques milliers de personnes. On les trouvera bien dans l’ensemble de la population mondiale d’autant que les premières personnes partant pour Mars, celles qui vont initier le mouvement, seront des spécialistes dont on aura besoin pour faire “tourner” la base plus des scientifiques pour étudier la planète. Se poser la question d’un très grand nombre (“un million?”) n’est à mon avis pas du tout d’actualité. On verra “après”.”
On verra après l’Amérique ne c’est pas construite en un jour, cela à pris du temps. Et comme le dit toujours Pierre Brisson, les gens ne seront pas là par hasard, ils viendront pour trouver un job enrichissant, voir pour découvrir un nouveau monde et si installer. Notre monde a toujours été fait de pionniers, qui découvraient de nouvelles terres, puis des colons venaient s’y installer, sur Mars cela sera pareil je pense. Mais certainement pas pour jouer aux boules 😉
“… n’ont pas les moyens pour payer leur billet”, parce que les cosmonautes ont généralement “payé leurs billets pour l’espace”?! Ces “billets” ne se paient pas en dollars ou roubles ou quelque autre monnaie que ce soit, mais en compétences! Il y a déjà des programmes d’exploration martienne en développement, étatiques et privés (Elon Musk en particulier), et il faudra des hommes et des femmes présentant les profils adéquats pour les réaliser; ils n’auront pas de “billets” à payer de leur poche mais seront au contraire rémunérés pour cela, comme c’est le cas depuis le début de l’aventure spatiale. Et, rassurez-vous, les volontaires (compétents) ne manqueront pas, ce sera même très certainement le contraire!
Exactement…. les volontaires seront là !
merci pour les réponses
A mon humble avis le principal problème d’une colonisation spatiale sera économique et non technologique (de toute manière que ce soit tôt ou tard la technologie sera disponible et abordable)
il ne s’agit ici pas tant du point de vue du coût initial mais de la possibilité de rentabiliser l’opération par la suite. Le secteur peut investir massivement au début mais ne pourra pas résister longtemps sans retour sur investissement minimal.
Aucun privé ne serait intéressé à investir des chiffres astronomiques pour exploiter des ressources qu’on trouve encore en abondance sur Terre et à un coût minime, d’où d’ailleurs le peu d’intérêt pour le recyclage jusqu’à récemment : une grande partie des ressources sur Terre sont quasi gratuites.
Il faudrait s’imaginer des privés ou des entreprises qui pourraient investir à perte pendant des décennies pour démarrer des activités économiques rentables.
Il y a-t-il des ressources rarissimes sur Terre mais abondantes sur Mars?
Désolé encore, mais ce n’est pas le sujet que je développe dans cet article. Vous pouvez lire ma réponse à votre question dans mon article du 9 février 2019 : “La rentabilité condition de la pérennité d’une colonie martienne”:
Cette dame a raison : une fois que l’engouement pour ces destinations sera retombé , les questions économiques reprendront le dessus et les considérations technico-scientifiques repasseront derrière .
Vos explications n’apportent en fait rien de nouveau à ce qu’on savait déjà …
Wouah ! Evidemment les visions de Simone ne sont pas les miennes quand à l’utilité ou non d’aller sur Mars… dit vivre, dit produire et même d’y créer une société Martienne. Heureusement que des gens comme E. Musk existe pour transformer le monde de demain en des possibles qui étaient impossibles encore hier ! Certes l’économie est importante mais la création d’une colonie Martienne dépasse même l’idée de rentabilité. C’est de l’avenir de notre civilisation humaine dont il s’agit…. Pas d’une opération boursière !
L’article du 9 février 2019 : “La rentabilité condition de la pérennité d’une colonie martienne”, de Pierre Brisson l’explique bien en ce qui concerne la vie sur Mars, les hommes sur Mars devront “fabriquer” leurs nourritures (végétaux et animaux). Il développe très bien cela dans son article sur l’alimentation sur Mars. Comme ils devront trouver rapidement à utiliser les matériaux Martiens pour créer leurs propres indépendances structurelles pour dépendre le moins possible de la terre, même si il sera peut-être utile pour eux de pouvoir apporter des nouveautés à la terre grâce à des découvertes sur place qui j’en suis sûr ne manqueront pas d’arriver avec le temps.
Le premier modèle économique de la présence humaine sur Mars sera le même que celui qui voit le développement des bases en Antarctique: la recherche fondamentale.
Il devient évident que les agences nationales ne sont plus capables de gérer l’intégralité d’une architecture d’un voyage vers Mars, car prisonnières des pièges de la politique. Toutefois une alliance du financement public et du management privé peut résoudre en partie le problème.
Vous parlez de rentabilité, mais quelle est la rentabilité de la station spatiale internationale ? Pas très élevée, pourtant n’empêche pas ce projet sur plusieurs années d’être financé.
Partons donc de ce point de départ: le voyage vers Mars coûte un bras, mais est techniquement possible. Du moment que quelqu’un arrive à faire baisser suffisamment le coût, et ce quelqu’un existe et développe des fusées au Texas qui réduiront d’un facteur 10 le coût d’envoi en orbite basse terrestre, il y aura forcément un gouvernement qui tentera l’expérience. Or les moyens à mettre en place pour aller vers Mars sont tels, qu’il est stupide de n’envisager qu’un seul aller-retour pour planter un drapeau. Donc on parle d’au moins 3 voire 5 aller-retours.
Cela c’est la logique de base, celle qui a conduit à Apollo. Mais comme le démontre le retour vers la Lune ou la succession de missions robotiques vers Mars, il n’y a jamais d’interruption définitive de l’exploration spatiale, uniquement des arrêts temporaires. En sommes, il suffit de disposer d’installations solides qui peuvent tenir la durée pour s’assurer qu’elles seront utilisées plusieurs fois.
Or aller sur Mars une fois implique d’y rester plus d’une année terrestre. Comme il n’y a pas de magasin de bricolage à proximité, les installations nécessaires à ce séjour devront respecter un cahier de charge très exigeant de plus de vue de la fiabilité et donc de la longévité.
Est-ce que tout cela garantit une colonisation de Mars ? Non, mais cela indique que si l’homme pose son pied sur Mars, cela ne sera pas pour l’enlever de sitôt. et que la logique économique n’est pas la première motivation qui poussera l’homme vers Mars.
Je pense même que si des acteurs privés payés par des agences gouvernementales sont inclus dans l’aventure, ces acteurs trouveront des personnes privées intéressées d’aller sur Mars: des groupes anarchiques aux sectes d’illuminés à la recherche d’un coin où expérimenter leur théorie, des entreprises désireuses d’un environnement sans législation pour mener des expériences illégales sur terre (hybridation homme-machine ou homme-animale, modifications génétiques lourdes, développement d’IA autonome,…). Bref, la logique de la colonisation de Mars sera celle de le recherche d’un espace vierge de toute contrainte légale, sociale ou morale. A partir de là, la seule limite est le prix du ticket de voyage et de la survie sur place, et pour cela il y a aura toujours des candidats ayant des ressources plus ou moins fiables pour tenter l’expérience.
Pour la fin de votre commentaire, je trouve que vous allez fort, mais effectivement c’est une possibilité ! Mais soyons optimistes, pour cela en tout cas ce ne sera pas le début de la conquête de Mars et des premiers pas de l’hommes, mais une possibilité dans un futur, si les hommes continuent à vouloir toujours posséder plus et surtout dominer “l’autre”, comme nous en avons eu un exemple sous nos portes avec le dernier attentat !
Le début de votre commentaire, je le trouve très juste par contre. (I have no special talent. I am only passionately curious. – Albert Einstein)
Je suis comme Albert Einstein, curieux comme des millions d’Hommes 😉
Voudriez-vous dire, cher Pierre, que les hommes viennent de Mars et les femmes de Vénus?
Je n’y crois pas une seconde, mais il n’empêche que c’est une légende qui a encore et toujours cour!
Vive la liberté, les poètes et l’espace, en ces temps si con…finés 🙂
Il faut parler de la petite mission robotisée Osiris… les images sont géniales 🙂