Mars ou Venus? Le choix qui s’impose

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 dépasé) 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

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 ?

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.

Vénus a-t-elle pu engendrer la Vie ?

La détection de phosphine dans l’atmosphère de Vénus a suscité beaucoup d’intérêt puisqu’on nous dit que ce gaz implique la présence de vie. J’ai voulu me reporter aux sources, c’est-à-dire lire l’article scientifique paru dans la revue « Nature Astronomy » sur la présence de ce gaz dans l’atmosphère de Vénus et l’article scientifique plus général paru dans la revue « Astrobiology » sur ce gaz comme marqueur d’une activité biologique dans les atmosphères planétaires. Voici ce que j’ai compris et les conclusions que j’en tire.

La phosphine est une molécule combinant le Phosphore et l’Hydrogène (PH3). On l’a trouvé en petite quantité (20 ppb), dans les régions tempérées (pour ne pas dire « habitables ») de l’atmosphère vénusienne. L’identification de la raie spectrale correspondante en a été effectuée par les télescopes JCMT (James Clerk Maxwell, sur le Mauna Kea à Hawai) et ALMA (Désert d’Atacama, Chili). Elle semble sûre.

La phosphine n’est pas exceptionnelle dans l’Univers. On la trouve aussi dans les atmosphères de Jupiter et de Saturne mais sur les planètes telluriques (comme la Terre ou Vénus) aucun processus abiotique connu aujourd’hui ne peut expliquer sa présence (les mots « abiotique » et « connu aujourd’hui » sont pesés). Plus précisément dit, sur ces planètes il n’y a pas de faux-positifs de source abiotique pouvant générer les flux élevés requis pour sa détection (à noter cependant que la quantité de 20 ppb constatée, est dans le bas de la fourchette qui va de dizaines à centaines de ppb).

Sur Terre, son processus de formation se développe dans les intestins des animaux mais, si on sait , dans quel contexte elle se forme, on ne sait toujours pas exactement comment. De récents travaux postulent que sa production pourrait être associée au cycle microbien de l’acide tricarboxylique des entérobactéries. Mais sur Vénus nous ne sommes pas sur Terre !

La présence de phosphine n’est donc pas directement une preuve de vie. Aussi bien que de la vie, elle pourrait provenir d’un processus photochimique ou géochimique dans un environnement extrême, mal connu (comme celui de Vénus). Souvenons nous qu’une autre énigme, la présence de méthane dans l’atmosphère martienne, n’est toujours pas élucidée bien que les missions martiennes avec instruments dédiés, aient été nombreuses et longues, et que l’on doute desormais beaucoup de possibles causes biologiques.

Il faut maintenant donner quelques indications sur cet environnement vénusien : La température de surface est de 470°C (assez égal partout avec deux « colliers » un peu moins chauds lorsqu’on s’approche des pôles), la pression atmosphérique est de 90 bars (égale partout). Son atmosphère est composée à 95% de gaz carbonique et 3,5% d’azote plus quelques autres gaz à l’état de traces y compris un peu de vapeur d’eau résiduelle (il y en a eu beaucoup avant que l’effet de serre bouleverse tout). Elle comprend d’importants nuages de dioxyde de souffre (anhydride sulfureux) pouvant évoluer en acide sulfurique avec la vapeur d’eau en suspension. Jusqu’à 48 km d’altitude le CO2 dépasse son pourcentage moyen et la consistance de l’« air » est plutôt celle d’un « fluide-supercritique », intermédiaire entre liquide et gazeux. Entre 50 et 60 km, on est dans la zone des nuages d’acide sulfurique (gouttelettes en suspension), évidement plus nombreux vers 50 km (« lower clouds ») que vers 60 km (« middle clouds »), avec une sous-zone moins « encombrée » entre deux*. Ils contiennent aussi du sulfate de fer, du chlorure d’aluminium et de l’anhydride phosphorique (P2O5, différent de la phosphine). Dans cette zone la pression est de l’ordre de celle que l’on connait à la surface de la Terre mais les températures chutent rapidement, de +70°C à -10°C (lorsque la région est dans l’ombre de la planète par rapport au Soleil).

*NB : C’est dans cet endroit charmant au climat idyllique (je plaisante) que certains envisagent de mener des missions habitées ! Il ne faut pas trop rêver, la bande d’altitude favorable est étroite (quelques km) et n’oublions pas que les avions en vols moyens/longs courriers circulent à 10 km du sol, monter ou descendre de 4 ou 5 km va très vite. De plus les nuages d’acide sulfurique sont évidemment très dangereux ! Mais la pénétration de l’homme dans ce monde hostile n’est pas le sujet de cet article.

Pour revenir à Vénus, compte tenu des caractères très particuliers de l’environnement il est vraiment trop tôt pour exclure que la phosphine puisse résulter d’un processus abiotique. En avoir trouvé dans l’atmosphère de Vénus est donc une piste intéressante qui mérite d’être poursuivie mais « ne nous emballons pas ». On peut envisager (pour ne pas dire rêver) d’organismes de type vessies aéroportées (pas forcément intelligentes) flottant dans un joli ciel bleu parsemé de nuages mais on est très loin de pouvoir dire qu’on en a trouvés. Il faut aller voir de plus près. A noter que les scientifiques qui ont envisagé la phosphine comme marqueur biologique, nous disent que la production de ce gaz constaté dans l’atmosphère proviendrait du sol de ces planètes. Dans le cas de Vénus, il est difficile d’imaginer que ce puisse être le cas, tant les conditions au sol sont hostiles. Alors Vénus avec son atmosphère si massive, ne serait-elle pas une planète tellurique avec quelques caractères de géante gazeuse ?

Une mission dédiée à la collecte d’échantillons serait certainement intéressante (et pas seulement pour cet objet mais aussi pour l’étude des différents environnements vénusiens). Pour l’instant certains (comme Robert Zubrin) pensent à prendre quelques mesures avec la sonde BepiColombo (ESA + JAXA), partie de la Terre vers Mercure en Octobre 2018. Elle doit faire deux survols (« flyby ») de Vénus le 16 octobre 2020 et surtout le 11 août 2021 (pour insertion en orbite de Mercure le 5 décembre 2025) car le 16 octobre est un peu trop rapproché pour entreprendre quoi que ce soit. De toute façon je vois mal quels instruments dédiés à l’observation d’une planète sans atmosphère comme Mercure pourraient être utilisés précisément pour analyser plus finement qu’on ne l’a jamais fait à distance, la composition de l’atmosphère de Vénus !

Il serait plus sérieux d’accélérer la préparation de la mission Venera-D* initiée par les Russes, spécialistes de la planète car ils y ont mené avec succès plusieurs missions (séries nommées Venera et Vega, depuis les années 1970, les deux dernières étant Vénéra 13 et 14 en 1982), en équipant les ballons atmosphériques déjà prévus, de détecteurs adéquats. La mission dont l’origine remonte à 2009 et dont le lancement est actuellement prévu pour après 2026, comprend un orbiteur, un atterrisseur (durée de vie 60 jours, précédentes respectivement une et deux heures) et deux ballons pour évoluer dans l’atmosphère. Les ballons comprennent notamment un « néphélomètre » (instrument dont l’objet est de mesurer la teneur des particules en suspension). La NASA s’y est associée en 2014 (voir ci-dessous le « phase II final report publié le 31 janvier 2019, le premier rapport – « phase I » – date de janvier 2017).

*« D » est l’initiale de « Dolgozhivuschaya », « longévité » en Russe car le projet est de mettre en situation des collecteurs de données dont la vie sera nettement plus longue que ceux qui les ont précédés. On veut des instruments qui fonctionnent pendant plusieurs semaines et non plus seulement quelques heures.

Cependant les Russes n’ont plus les moyens, seuls, de leurs ambitions et il est possible que les Américains leur faussent compagnie pour mener seuls leur propre projet, DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging). Ce dernier figure dans la préselection de la NASA de février 2020 (programme Discovery). Il est plus modeste que VENERA-D puisqu’il consiste simplement en une descente jusqu’au sol qui doit durer 63 minutes, au cours desquelles des mesures seront faites sur la composition de l’atmosphère. Il est donc moins cher (les missions Discovery doivent coûter moins de 450 millions de dollars). Le choix final doit être fait en 2021.

Si la médiatisation générée par la découverte de phosphine pouvait avoir cet effet d’accélération, ce serait une excellente chose. Il serait préférable que dans ce contexte VENERA-D soit préférée à DAVINCI mais cela dépendra sans doute, malheureusement, des relations politiques entre Les Etats-Unis et la Chine et celle-ci seront également dépendantes du résultat des élections américaines. La seule chose que l’on puisse dire c’est qu’une nouvelle mission vers Vénus sera décidée l’an prochain.

Références / liens :

* NATURE ASTRONOMY, « Phosphine gas in the cloud decks of Venus », par Greaves, J.S., Richards, A.M.S., Bains, W. et al. Nat Astron (2020). https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4

*ASTROBIOLOGY, Volume 20, Number 2, 2020 ª Mary Ann Liebert, Inc. DOI: 10.1089/ast.2018.1954, « Phosphine as a Biosignature Gas in Exoplanet Atmospheres » par Clara Sousa-Silva, et al. (Departments of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Physics, and Aeronautics and Astronautics, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts).

*Lien vers l’étude conjointe Russo-Américaine sur le projet Venera-D (la meilleure description à ce jour de ce que l’on sait de Vénus et des projets qu’on pourrait y mener : http://www.iki.rssi.ru/events/2019/Venera-DPhaseIIFinalReport.pdf

Projet Calypso de la NASA : https://www.space.com/venus-calypso-surface-survey-idea.html?utm_source=notificati

Projet DAVINCI de la NASA: https://en.wikipedia.org/wiki/DAVINCI

Illustration de titre : Vénus sous ses voiles et Vénus dévoilée. La première, blanche et douce, est celle que l’on voit depuis la Terre et même lorsque l’on s’en approche ; la seconde, rougeoyante et brûlante, est celle que l’on voit au radar (mission Magellan 1989 – 1994), l’image même de l’enfer. Crédit : NASA (PIA10124 et PIA00104).

Illustration ci-dessous, le sol de Vénus dans Eistla Regio (d’après les données de la mission Magellan), crédit NASA. Les termes “sol” (ou “surface”) sont trompeurs car l’atmosphère qui le recouvre est tellement épais et dense sur une trentaine de km (pression 10 bars à 30 km d’altitude, 22 à 20 km et 47 à 10 km) , qu’il s’apparente davantage à un liquide qu’à notre “air” terrestre. Il faut plutôt voir cette surface comme le fond d’un Océan global hyperchaud.

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Index L’appel de Mars 20 09 12

Pour votre information, je donnerai une conférence via Zoom le 29 Septembre de 18h00 à 19h00, sur le thème “Faut-il aller sur Mars?

Cette conférence est un des “événements” organisés par le journal Le Temps.

L’introduction et l’intermédiation avec les participants sera faite par le journaliste scientifique du journal, Fabien Goubet. Inscrivez-vous pour participer :

https://www.letemps.ch/evenements/fautil-aller-mars

 

Co-évolution et technologie permettent d’envisager le saut des Terriens vers Mars

Je voudrais revenir sur la problématique de la synchronisation et de la coévolution de la biologie avec la minéralogie ou, plus généralement, de l’environnement, en ce qui concerne les perspectives de l’établissement de l’espèce humaine sur Mars.

La coévolution est la résultante sur le long terme des forces chimiques et physiques qui interagissent, la synchronisation est constituée par les ajustements qui se produisent de temps en temps pour ramener l’une des lignes d’évolution dans les limites des possibilités offertes ou plutôt permises par l’autre. Cela devrait inciter les être intelligents que nous sommes au réalisme dans les anticipations.

Sur Terre, pendant très longtemps, plus précisément jusqu’au développement de l’agriculture, la coévolution s’est déroulée en dehors de toute volonté émanant d’un organisme (qui ne pouvait être qu’humain du fait que nous sommes les seuls êtres conscients et « fabers ») du fait des limites de capacité de nos technologies. L’agriculture a été la première expression d’un déséquilibre en faveur de l’homme, entre l’homme et les « forces de la nature ». La synchronisation ou « le rappel à l’ordre », n’intervenant que par les mouvements de population vers les zones les plus productives conduisant à un rééquilibrage de la productivité du fait de la dégradation de la technologie ou plutôt de son usage (cf. les grandes invasions de l’Empire-romain entre les 3ème et 5ème siècles*), ou lors de l’épuisement des sols, s’exprimant alors par la régression de la population (cf. la civilisation Maya vers le 9ème siècle ou la civilisation Khmère vers le 14ème siècle*).

*vous pouvez avoir vos propres références !

Ce n’est qu’avec l’ère industrielle que la vie intelligente devint une contrainte vraiment forte pour l’environnement (mines, charbon, machines à vapeur, travail de l’acier, transports) et elle correspond à l’expansion exponentielle de la population humaine. A partir de ce saut technologique (milieu du 19ème siècle) l’impact sur l’environnement est de plus en plus marqué. Cela ne veut pas dire que la ligne d’évolution environnementale ait perdu sa puissance coercitive sur la ligne d’évolution biologique, cela veut simplement dire que la technologie a repoussé la contrainte, infléchissant la coévolution à l’intérieur d’une marge de fluctuations beaucoup plus large.

Bien entendu la Nature est toujours là et ne peut donner que ce qu’elle a. Le réajustement est inévitable à terme comme le montre les divers signes qui se manifestent dans l’environnement : montée des pollutions de toutes sortes, montée des pourcentages de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, montée des températures au sol, destructions des environnements naturels, disparition des espèces vivantes en concurrence avec l’homme pour leur territoire.

Avec le temps, nous nous sommes habitués à dominer la matière et l’environnement de manière générale et nous pensons que cela nous sera toujours possible. Nous avons évidemment tort non pas tant en ce qui concerne la puissance de la technologie mais plutôt en ce qui concerne la rapidité de la capacité de la nature à s’adapter. La synchronisation de la ligne biologique avec l’évolution environnementale se fera inévitablement. Le problème dans ces phénomènes de masse c’est l’inertie. Le balancier va toujours plus loin que l’ajustement le nécessite et dans ce cas comme dans les précédents, la synchronisation, c’est-à-dire le retour à une situation acceptable par les parties en présence, se fera dans la douleur.

Cependant, ce que tous ne voient pas c’est que nos capacités technologiques nous donnent actuellement les moyens de vivre dans un environnement beaucoup plus difficile que celui qui était le nôtre « à l’origine » (avant la floraison des technologies), ne serait-ce que du fait de l’augmentation exponentielle de la population. Je veux parler ici des différentes formes de production et de transport d’énergie que nous maitrisons (y compris l’énergie nucléaire), des résultats prodigieux de la recherche agronomique (y compris les fameux et trop mal jugés « OGM »), des progrès médicaux, des transports, des télécommunications, de l’industrialisation (qui permet la production unitaire à faible coût), de la mondialisation (qui permet la spécialisation et la concurrence), et tout cela dans un environnement informatique (qui permet la versatilité dans l’immédiateté).

C’est pour cela qu’il nous est possible aujourd’hui d’envisager d’aller sur Mars et d’y vivre. Les contraintes environnementales sur Mars seront très fortes mais leurs valeurs étant connues, la population locale étant par la force des choses (limitation des volumes et des masses transportables) très limitée, l’organisation de la survie et ensuite de la vie, sera moins difficile que sur Terre où le contrôle des diverses parties intervenantes est presqu’impossible du fait de leur nombre et de la pression que chacune exerce (on peut le constater par la difficulté que nous avons à résoudre la crise sanitaire actuelle). Il n’est pas certain que nous survivions à la brutalité de la synchronisation de la vie avec son environnement sur Terre dans les décennies qui viennent (du fait de toutes les complications qu’elle peut engendrer) mais il est possible d’envisager grâce à nos acquis technologiques de greffer une bouture de la vie humaine (et des formes de vie associées) sur Mars. Cela sera possible si suffisamment de ressources créées sur Terre sont affectées au projet. Et au départ ces ressources sont relativement modestes (elles le seront d’autant plus que la motivation pour aller sur Mars sera forte et donc que les « lever » posera moins de problème).

A partir de là une nouvelle coévolution de la vie avec un nouveau partenaire planétaire, pourra commencer avec inévitablement des synchronisations lorsque nous voudrons, encore une fois, aller « plus vite que la musique » comme par exemple aller jusqu’où bout du rêve d’Elon Musk et nous retrouver un million d’hommes sur Mars à la fin du siècle. Pourquoi ne pas s’engager prudemment dans cette nouvelle coévolution en se contentant de quelques milliers puis de quelques dizaines de milliers de personnes ? Son hubris a toujours causé le malheur de l’homme.

*****

NB, petite allégorie ou parabole : il y a bien longtemps, plus de 2 milliards d’années, les premiers « habitants » de la Terre, des algues bleues-vertes, qu’on appelle les cyanobactéries, avaient proliféré à la surface des océans, comme l’homme aujourd’hui à la surface de la Terre. Le processus vital qu’elles utilisaient, la photosynthèse, était nouveau et fonctionnait avec un succès extraordinaire car il disposait d’un environnement extrêmement favorable, l’eau de la mer et le gaz carbonique de l’atmosphère. Leur rejet métabolique était l’oxygène. Petit à petit cet oxygène occupa un pourcentage non négligeable de l’atmosphère, sans doute plus élevé qu’aujourd’hui car il n’y avait « personne », c’est-à-dire, pour se replacer à l’époque, aucun processus biologique, pour l’utiliser. A son pic, lors du « Great Oxydation Event », ce pourcentage parvint à réduire considérablement l’effet de serre résultant du gaz carbonique qui avait été utilisé par la vie. Le jeune Soleil n’était pas assez puissant pour réchauffer suffisamment le sol de la planète sans cette enveloppe et assez rapidement la Terre entière se couvrit de glace (premier épisode de « snowball Earth »), détruisant la quasi-totalité de la vie ancienne de surface (mais pas toute !). La vie avait failli tuer la vie.

Heureusement les volcans se remirent à cracher leur gaz carbonique et leur chaleur depuis les profondeurs, et quelques êtres vivants bizarres, les premiers eucaryotes, se mirent à consommer le poison qu’était jusqu’alors l’oxygène. Ils s’en trouvèrent fort bien car l’oxygène était un excellent oxydant utilisable dans les réactions redox permettant de libérer puis de capter beaucoup d’énergie. Petit à petit la glace fondit et la vie repartit, avec des composants quelque peu différents. C’était il y a deux milliards d’années. La coévolution entre les cyanobactéries et l’atmosphère avait pu se dérouler un certain temps jusqu’à ce que le système environnemental qui l’avait favorisé au début, ne puisse plus le supporter ce qui conduisit à une brutale synchronisation et mit en route de nouvelles lignes de coévolution.

Lecture : “A new history of Life” par Peter Ward et Joe Kirschvink, publié par Bloomsbury Press en 2015.

Illustration de titre: l’homme sur Mars, vue d’artiste, crédit NASA/CalTech. L’homme en scaphandre contemple le paysage de son nouveau monde. Il est arrivé sur ce promontoire avec un rover préssurisé. Le cercle qui encadre la vue est un des hublots du véhicule au travers duquel ses compagnons ont pris la photo. Au fond, loin devant, des lumières brillent, celles de la base, leur foyer.

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Synchronisation et coévolution ; nos chances de rencontrer des extraterrestres sont quasi nulles

J’ai évoqué récemment le phénomène de coévolution de la vie et de la matière minérale. Je voudrais aujourd’hui insister d’une part sur l’inévitabilité de la synchronisation de ces deux lignes d’évolution entre elles sur une même planète et d’autre part sur l’impossibilité de la synchronisation de notre évolution avec celle d’autres formes de vie qui pourraient exister ailleurs dans l’Univers. Cela a des conséquences déterminantes sur la possibilité que nous avons de rencontrer un jour dans l’Espace une forme de vie intelligente et communicante n’appartenant pas à l’espèce humaine.

Il faut d’abord bien avoir conscience que la vie tout comme les minéraux sont des formes d’organisation de la même matière. Ensemble, nous sommes la Terre.

Il faut aussi bien voir qu’il n’y a nul automatisme pour aller de la matière d’une planète quelconque jusqu’à notre équivalent (un organisme vivant et a fortiori un être de type humain) ou plutôt que s’il y a automatisme, c’est-à-dire possibilité de répétition, il résulte de l’interaction simultanée et/ou échelonnée dans le temps d’un grand nombre de facteurs dont nous ne comprenons pas encore suffisamment les composants et les processus. Autrement dit, pour simplifier à l’extrême, il ne suffit pas de verser de l’eau liquide sur une roche stérile pour déclencher le processus de vie mais il ne suffit pas non plus pour l’obtenir, de projeter quelques éclairs dans une atmosphère d’hydrogène, de méthane et d’ammoniac (comme voulait le démontrer Stanley Miller en 1953). Et il ne suffit pas davantage qu’une exoplanète soit située dans la zone dite habitable d’une étoile proche ou lointaine pour qu’elle soit habitée de petits-hommes-verts (ou autres).

La combinaison nécessaire est à considérer à plusieurs niveaux : présence des éléments chimiques et environnementaux indispensables, accès à une énergie suffisante, durée suffisante permettant à l’évolution de se développer et d’aboutir, accidents endogènes ou exogènes créant les embranchements permettant l’orientation adéquate de l’évolution; persistance suffisante dans le temps du phénomène, pour permettre la coexistence et la communication entre plusieurs processus biotiques similaires sur des planètes différentes.

Concernant les éléments et l’énergie (on pourrait presque dire « les ingrédients »), si la vie n’était pas possible dans un Univers jeune donc pauvre en « métaux » (puisque ceux-ci ont été accumulés par les nucléosynthèses stellaires au fil de l’Histoire), on peut supposer qu’elle a/aurait pu se manifester ailleurs à notre époque (au sens large), sur une planète tellurique dans la zone habitable d’un système comparable au nôtre (étoile de masse moyenne c’est-à-dire suffisamment stable et durable dans le temps, ce qui exclut d’une part les naines rouges et d’autre part les étoiles géantes). Cette similitude nécessaire doit être étendue à la présence suffisante d’eau, ce qui suppose déjà une anomalie dans l’histoire planétaire : la réhydratation du disque des planètes proches de leur étoile (i.e. en recevant suffisamment d’énergie) après leur accrétion et un certain refroidissement de leur croûte, par averses provoquées de météorites glacées*. Nous avons bénéficié du rebroussement du couple Jupiter-Saturne mais un phénomène ayant le même effet est-il si fréquent ailleurs dans l’Univers ?

*même si aujourd’hui certains (comme Laurette Piani du CNRS) pensent que l’eau provient surtout de roches très riches en hydrogène (chondrites à enstatite -CE) incorporées à la Terre lors de son accrétion. Il faut peut-être attendre un peu avant d’en être vraiment certains. Quoi qu’il en soit les planètes voisines, Vénus et Mars, soit n’ont pas bénéficié des mêmes apports (ce qui semble peu crédible), soit n’ont pas su les transformer en eau par réaction des CE avec les roches riches en oxygène (on ne voit pas pourquoi), soit on perdu très tôt leur eau (la totalité pour Vénus et une très grande partie pour Mars) pour une raison ou une autre; ce qui fait toujours de la Terre une planète probablement exceptionnelle.

Dans ce contexte il a fallu passer par plusieurs étapes, possibles puisqu’elles ont été franchies sur Terre, mais elles étaient non prévisibles ou programmables. Une des plus importantes, celle que je prendrai comme exemple en la développant ci-dessous, est la formation de notre LUCA, Last Universal Common Ancestor, ou peut-être de son semblable, antérieur mais sans descendance.

Pour qu’elle soit possible, il a fallu certains éléments chimiques, principalement du carbone et de l’hydrogène mais aussi de l’oxygène, de l’azote, du phosphore, du souffre et autres, de l’énergie, un dispositif de réplication (ARN), une compartimentation (cavité puis membrane), un dispositif d’évacuation des rejets métaboliques hors du « compartiment ». Mais il a fallu aussi un environnement favorable : de l’eau liquide en flux continu (dès le début, le mouvement c’est la vie !), à une certaine pression et à une certaine température et un différentiel de pH accélérant les échanges d’électrons, dans un environnement riche en minéraux catalyseurs (comme du fer ferreux ou certains sulfures métalliques).

De plus en plus, l’hypothèse que les conditions nécessaires et suffisantes au démarrage du processus biotique conduisant à la vie se seraient déroulées sur Terre au fond de l’Océan dans l’environnement des « fumeurs gris », apparait comme la plus séduisante. Je parle ici non pas des « fumeurs noirs », cheminées qui courent le long des dorsales océaniques, crées dans la violence par l’eau enrichie de minéraux mafiques provenant quasi directement du sous-sol magmatique, mais de ces autres « fumeurs », concrétions plus discrètes mais plus pérennes se développant sur des périodes beaucoup plus longues, des dizaines de millénaires, à quelques km de ces lignes de monstres noirs. Les flux d’eau provenant par fissures proches des dorsales du sous-sol qui en est imprégné, auraient interagi avec divers silicates (très abondant dans l’écorce terrestre) dont l’olivine pour donner de la serpentinite et pour en même temps libérer de l’hydrogène dans des fluides alcalins chauds contenant des hydroxydes de magnésium. Encore aujourd’hui, puisqu’ils sont chauffés par un magma peu éloigné (mais plus que celui sous-jacent aux fumeurs noirs !), ces flux montent vers la surface alors que l’eau de l’Océan, froide, chargée en sels divers et relativement acide, descend. Au contact, les sels précipitent et des édifices se forment (la première de ces formations, découverte en 2000, fut nommée « Lost City »). Comme les flux de liquides sortant des fumeurs gris sont beaucoup moins violents que ceux qui sortent des fumeurs noirs, les structures sont plus délicates et elles sont microporeuses (des éponges plutôt que des cheminées). Le milieu est idéal pour la concentration de certaines molécules organiques lourdes (carbone avec hydrogène et « autres ») et la dissipation à l’extérieur d’autres molécules plus légères et bien sûr les interactions de tous ordres entre elles. C’est très probablement ce qui a dû se passer…mais qui ne pourrait plus se passer aujourd’hui pour conduire à l’aboutissement qu’a été notre LUCA.

Vous avez vu la particularité du processus. Déjà beaucoup de facteurs différents et très particuliers sont impliqués. Mais comme je l’évoquais, ce n’est pas tout car aujourd’hui ce milieu serait loin d’être aussi incitatif qu’il l’était. Ce qui a changé entre la fin de l’éon Hadéen (il y a 4 milliards d’années) et aujourd’hui ce n’est pas le flux d’eau chaude alcaline du sous-sol vers l’Océan, c’est le pH de l’eau de mer…et c’est très important. Dans l’Océan primitif il n’y avait pas d’oxygène mais beaucoup de gaz carbonique (100 à 1000 fois plus). Le fer porté par les flux s’échappant des fumeurs noirs s’y dissolvait sous forme de fer ferreux (« BIF », formations de fer rubanées) et précipitait sous forme d’hydroxyde et de sulfure de fer, excellents catalyseurs. Avec sa teneur en gaz carbonique, l’eau de l’Océan était acide (pH 5 à 6) alors qu’elle est neutre à légèrement basique aujourd’hui. On avait donc à la fin de l’Hadéen entre les flux alcalins provenant des fumeurs gris et l’eau acide de l’Océan, un différentiel important (d’au moins 4 nombres) qui facilitait l’échange d’électrons entre l’hydrogène et le gaz carbonique pour permettre la formation d’énormément de matières organiques. Aujourd’hui après l’oxygénation de l’Océan, ce différentiel est devenu très faible et la réaction chimique n’est plus possible avec la même intensité. Mais le créneau pendant lequel ce même différentiel a été optimum (suffisamment incitatif) a été très court puisque l’interaction entre la roche et l’eau l’a rapidemment modifié.

Tout ce long développement pour mettre en lumière le fait que « les choses changent » et que l’évolution de l’environnement n’a pu interagir avec celui de la vie que si le processus y conduisant a commencé quand les conditions étaient favorables et qu’il ait eu le temps de se développer. Imaginez une planète plus sèche que la Terre primitive ou une planète dont la croûte est devenue rapidement plus épaisse que celle de la Terre (Mars peut-être ?), et on n’aurait pas eu suffisamment de temps pour que ces molécules s’assemblent dans les porosités des fumeurs gris avec suffisamment d’essais et d’erreurs et de transformations / enrichissements pour qu’un jour une cellule autoreproductrice apparaisse et amorce le processus dont nous venons et que nous perpétuons, nous tous les êtres vivants, générations après générations. La synchronisation efficace suppose non seulement une coévolution mais aussi une abondance de matière susceptible d’être utilisée par l’énergie mise en œuvre par le réacteur planétaire et un temps d’évolution suffisant.

L’histoire de la vie, notre Histoire, est jalonnée de passages comme celui-ci : d’abord l’accumulation d’oxygène par rejet métabolique des algues bleues-vertes proliférant dans l’Océan atteignant un pic et déclenchant une glaciation planétaire parce que l’irradiance solaire n’est pas encore suffisamment forte ; deux milliards d’années après la fin de l’Hadéen, l’« invention » extraordinaire des eucaryotes, êtres symbiotiques improbables utilisateurs de cet oxygène, solution énergétique miracle pour gagner en puissance et permettre la constitution de métazoaires puis d’animaux il y a environ 600 millions d’années ; par ailleurs, un peu après la fin de l’Hadéen, le déclenchement d’une tectonique des plaques horizontales plissant la croûte terrestre pour y créer des surfaces émergées; depuis l’apparition des premiers continents, leur dérive continue à la surface du globe, modifiant les interactions atmosphériques avec cette surface et le climat ; et de temps en temps un astéroïde pour réorienter le rôle ou l’importance des taxons d’espèces vivantes les uns par rapport aux autres.

Ces différents passages ou événements ont entraîné la coévolution vie/minéraux sur une certaine trajectoire. La synchronisation de l’évolution de la vie avec celle des minéraux est parfaite, à terme, car à chaque écart « intolérable » par l’environnement, le réajustement se fait brutalement après une certaine latence. Cette trajectoire nous est donc propre. Maintenant si nous parvenons à greffer notre vie sur une autre planète, une nouvelle coévolution commencera et de nouveaux ajustements dans la synchronisation de ses deux branches d’évolution se fera inévitablement (taille des futurs martiens, puissance de leur pompe cardiaque, etc…sans oublier une nouvelle évolution de la minéralogie martienne à partir de l’existant et des éléments que nous apporterons par notre vie même et notre action sur la matière locale).

Si le phénomène de la vie a émergé « ailleurs » que sur Terre, des accidents différents par rapport à une base planétaire forcément différente, ont créé une Histoire différente. Il serait « miraculeux » qu’elle ait donné un « produit fini » ayant la plupart des caractéristiques de l’espèce humaine (ce qui n’exclut pas a priori des organes sensoriels ou moteurs ayant les mêmes fonctions chez ces hypothétiques êtres vivants « semblables »).  Mais imaginons que tel soit le cas, il n’y a quasiment aucune chance que dans notre petit coin du ciel (disons à moins d’une dizaine d’années-lumière pour que nous puissions communiquer), une coévolution ait produit une espèce intelligente et communicante au même moment que sur Terre. Cette autre espèce, si elle existe, peut être apparue il y a une centaine de millions d’années ou n’apparaitra que dans une centaine de millions d’années. Cela ne change rien si, voulant être plus optimiste on ne « prend » que 10 millions, c’est-à-dire l’équivalent d’une seule de nos secondes sur des échelles de temps qui s’allongent sur quelques milliards d’années. Notre espèce ne s’est séparée du singe qu’il y a un peu plus de 7 millions d’années. Il y a cent millions d’années les dinosaures étaient « en pleine forme » ; que serons-nous devenus dans 100 millions d’années ou dans 10 !

La synchronisation avec la planète où nous vivons est obligatoire et elle ne garantit pas l’éclosion de la vie. La synchronisation de notre parcours biologique avec une vie intelligente et communicante sur d’autres planètes accessibles par un moyen de communication quelconque, apparaît extrêmement improbable.

Illustration de titre : la spirale des temps géologiques vue par Graham, Joseph, Newman, William and Stacy, John (United States Geological Survey);

Lectures :

The vital question par Nick Lane, University College, Londre, Dept de Génétique, Evolution et Environnement, publié chez Profile Books, Angleterre, 2015.

L’Unique Terre habitée ? par le Professeur André Maeder (Université de Genève), publié chez Favre, 2012.

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Cinq ans de blog et toujours la même passion de comprendre

Il y a cinq ans exactement j’écrivais et publiais mon premier article dans ce blog.

Je vous invitais, chers lecteurs, « à vous placer par la pensée à mes côtés pour considérer la Terre sous nos pieds et la voûte céleste où brillent tous ces astres qui nous intriguent, nous émerveillent et nous appellent depuis l’aube des temps ». Il s’agissait et il s’agit toujours ici, ensemble, « de regarder, de réfléchir, pour tenter d’appréhender et de comprendre les grands mystères auxquels est confrontée l’humanité dans l’Univers, où elle n’est que poussière infime ».

J’espère avoir, tout au long des 270 articles publiés, fait un point utile sur nos connaissances, et sur les réponses qu’on peut apporter à ces grandes questions qui se posent ou plutôt qui s’imposent à nous, concernant l’Univers et notre place dans icelui, sans avoir bien entendu la prétention d’avoir maîtrisé ces connaissances dans toutes leurs complexités. Je m’y suis efforcé, sérieusement et sans crainte d’un « qu’en dira-t-on » quelconque relatif à ma présomption et je pense, avec l’aide bienveillante des nombreux spécialistes qui ont accepté de répondre à mes questions, en avoir bien perçu les grandes lignes. En dépit des difficultés et du temps passé que cela représente, j’ai osé me plonger dans des matières connues séparément par ces spécialistes qui utilisent pour communiquer entre eux, à l’intérieur de chacun de leur domaine, des présupposés et un langage élaboré comme véhicule de leur science, qui sont largement impénétrables aux profanes tant la Recherche s’est approfondie et en s’approfondissant s’est segmentée, chaque segment s’allongeant et s’élargissant considérablement comme les branches puis les ramures d’un arbre de plus en plus gigantesque. Je ne leur reproche pas cette complexité ; elle leur est nécessaire pour leur permettre de bien se comprendre entre eux, c’est-à-dire de se comprendre avec précision et efficacité dans leur communication « interne », mais elle a malheureusement pour effet négatif de compartimenter de plus en plus la communication générale entre les praticiens des différentes disciplines. Ma plus grande satisfaction personnelle aura été de parvenir à faire sauter ces cloisons pour obtenir une vue d’ensemble sur ce que l’on sait aujourd’hui, me rapprochant ainsi, en esprit, des humanistes de la Renaissance. J’espère avoir en même temps « clarifié les choses » pour mes lecteurs.

Je ne vois évidemment pas l’Univers comme le voyaient ces hommes des 15ème et 16ème siècles. Pour résumer, il est beaucoup plus étendu, complexe et surtout évolutif qu’ils pouvaient le penser. Giordano Bruno puis Galilée avait retrouvé dans l’observation ou/et le raisonnement la voie entrouverte par Aristarque de Samos et refermée très vite par Aristote et l’Eglise, mais que de chemin parcouru depuis ! Que de chemin parcouru même depuis Einstein, Lemaître, Hubble au début du 20ème siècle quand mes propres parents étaient jeunes ! Ce n’est pas que ces très anciens et moins anciens prédécesseurs ne concevaient pas l’infini mais que n’ayant pas eu les possibilités technologiques d’observation que nous avons développées avec une rapidité prodigieuse ces dernières décennies et les connaissances que nous avons pu de ce fait accumuler, ils ne pouvaient imaginer l’impressionnante complexité de l’Espace et en déduire avec la finesse absolument extraordinaire dont nous sommes aujourd’hui capables, les lois qui en gouvernent l’évolution, ni concevoir notre si particulière situation en tant qu’êtres pensants en son sein.

Il ressort de tout cela, en ce qui me concerne, un sentiment mêlé d’émerveillement, d’admiration et de révérence que je ne puis éprouver qu’avec ferveur, comme devant le plus beau spectacle éducatif que l’on puisse imaginer et qui satisfait tous les sens et l’esprit, non pas jusqu’à satiété car l’esprit humain ne peut être rassasié de l’infini, mais jusqu’à une sorte de débordement, comme devant quelque chose en mouvement qui défile devant les yeux (par exemple les eaux d’un puissant fleuve tropical ou les nuages précurseurs de l’orage dans un ciel tumultueux), qu’on ne peut appréhender en totalité et dont on attend toujours la suite pour voir encore de plus près ce qu’il y a de plus lointain et/ou pour tenter de connaître ce qui dans le temps vient encore toujours « avant ».

Je pense que je resterai dans cet état d’esprit, insatiable, progressant sans cesse mais voulant toujours savoir plus, jusqu’à la fin non pas des temps, évidement, mais de mon temps à moi, possédé et emporté comme par une drogue, en tout cas une force irrésistible, jusqu’à ce tunnel de lumière que l’on dit être « la dernière perception que l’on a de ce monde », sans finalement pouvoir savoir ce qui éventuellement se révèlera ensuite.

C’est alors qu’apparaît naturellement dans la réflexion, le besoin de l’explication ultime et que beaucoup de nos contemporains utilisent, comme nos ancêtres, la réponse bien pratique pour tranquilliser son esprit, d’un Dieu « créateur de toutes choses ». La réalité c’est qu’honnêtement, on ne peut plus sortir ce « joker » si facilement aujourd’hui. La Science nous a appris à douter, à remettre en cause, à critiquer, à chercher toujours plus, avant d’adhérer. La pertinence de ce Dieu s’éloigne donc sans disparaître toutefois, au fur et à mesure que l’on s’approche c’est-à-dire que nos connaissances s’étendent, et il n’est plus acceptable comme explication ultime aux niveaux où on le faisait intervenir dans les temps plus anciens. Alors peut-être est-il dans son essence même de reculer indéfiniment, de se dissiper comme un brouillard au fur et à mesure que la Science progresse et finalement de ne pas être là-bas, à la sortie du tunnel de lumière ou « d’y être sans y être tout en y étant quand même », comme une sorte de phénomène quantique dont la réalité est insaisissable avec précision ou comme le vide que les spécialistes nous disent être riche d’une infinité de virtualités…A moins que ?

Nous verrons bien ou nous ne verrons rien !

Illustration de titre: image en tête d’article: Photo choisie pour les 25 ans du lancement du Télescope Spatial Hubble (le 24 avril 1990). Crédit: NASA (Hubble) :Amas d’étoiles « Westerlund 2 » de la nébuleuse « Gum 29 », dans la constellation de la Carène (à 20.000 années lumières de notre système solaire).

…”à moins que” à l’autre bout du tunnel, de l’autre côté du miroir du vide de l’espace-temps, le Christ en majesté ne nous empoigne pour nous arracher à la mort, comme sur la sublime fresque de la coupole de l’église Saint-Sauveur in Chora à Constantinople…mais nous ne saurons qu’après!

Crédit : Wikipedia commons.  NB : Les descendants des barbares qui ont pris et pillé la Ville en 1453 menacent aujourd’hui de détruire ce joyau de notre culture européenne sans que le gouvernements des Etats qui en sont les dépositaires aient le courage de riposter sinon de protester, sauf en Grèce bien entendu mais la Grèce seule n’est pas assez puissante pour empécher le crime.

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Index L’appel de Mars 20 08 22

Un monde idéal mais pas du tout politiquement correct

Imaginons que dans le contexte actuel, un gouvernement propose ou décide (selon le degré de démocratie des institutions du pays) que des ressources publiques importantes seront affectées à l’implantation de l’homme sur Mars. Ce serait un tollé dans une bonne partie du monde politique et dans les media !* Mais que nos opposants se rassurent, cela n’arrivera pas et c’est bien cela qui personnellement me désole et m’inquiète car les Etats ponctionnent de plus en plus leurs résidents et disposent de plus en plus des richesses qu’ils produisent, les empêchant de développer librement et en responsabilité leur propre projet (comme par exemple celui que j’évoque) puisque dans la plupart des pays, ils ne peuvent plus le réaliser avec leurs seuls moyens.

*j’ajoute évidemment un bémol pour les Etats-Unis, à retirer ou à introduire selon la présidence et je ne parle pas de la Chine!

Le problème c’est que notre communauté humaine est devenue dans son ensemble, frileuse, repliée sur elle-même et plus intéressée « par son nombril » que par les grands espaces. Ce qui prime aujourd’hui, c’est la défense de la vie à tout prix (jusqu’à l’absurde), la protection sanitaire (« la santé ») et sociale (la « solidarité »), l’égalité « à tous crins » (« à chacun selon ses besoins »), le ruminement d’un passé apparemment non digéré car mal connu ou compris (la destruction des statues par nos « bovins » contemporains !), le principe de précaution (la peur). Pour résumer nous ne sommes plus à l’époque de John Kennedy !

Je n’aime pas ces « nouveaux » principes. Je suis personnellement partisan d’un autre système de valeurs et, en particulier, de l’inégalité financière, conservée* ou construite par la capacité et le travail, pourvu qu’elle soit assortie, au départ, de l’égalité des chances de chacun assurée par l’éducation obligatoire pour les enfants et adolescents et qu’elle s’exprime dans le cadre d’une compétition loyale c’est à dire de l’égalité des droits (y compris celui à l’information). Le corollaire est de cantonner la solidarité (donc l’« assistance »), certes indispensable, à son minimum nécessaire. Je chéris la liberté plus que tout ; l’Etat ne devrait exister que pour faciliter son expression, collecter les quelques impôts (proportionnels et non progressifs) utiles au fonctionnement des services publics indispensables, et faire respecter l’ordre et la loi. L’inégalité n’est pas une supériorité ni une infériorité mais une différence, c’est la vie même, c’est ce qui force à changer, à échanger, à apprendre, à se comparer, à progresser. L’inégalité financière c’est, de fait, la possibilité d’initiatives individuelles consistantes pour ceux qui disposent des moyens susceptibles d’en permettre la réalisation. C’est aussi la possibilité pour un individu ou un groupe d’individus librement associés, de faire des choix différents de ceux d’une collectivité représentée imparfaitement par une administration au service d’un pouvoir politique souvent démagogique, et de pouvoir mener à bien ces choix en en prenant seul(s) la responsabilité (donc le risque de perte ou la chance de succès et le droit de disposer de ses fruits pour continuer ou recommencer).

*NB: je ne critique pas les héritiers. Ils bénéficient certes d’avantages « au départ » mais quels parents ne souhaitent pas aider leurs enfants? D’autre part, dans le courant d’une vie, les avantages hérités sont rapidement remis en cause par la compétition et maintenir une « fortune » est presque aussi difficile que de l’acquérir. On le constate dans les familles. La troisième génération n’a le plus souvent plus beaucoup d’avantages par rapport à ses contemporains qui n’ont pas eu la même chance, même dans les pays libéraux où les impôts sur les successions sont moins lourds qu’ailleurs. Vouloir persécuter les héritiers relève plus de la jalousie que du souci de l’efficacité économique d’autant que certaines dynasties (celle des Rockefeller par exemple) ont eu un impact économique et social remarquablement positif pour tous.

Je reprends:

Malheureusement l’Etat moderne ou plutôt le groupe de ceux qui l’incarnent, « ces Messieurs de l’Etat » comme disait Frédéric Bastiat, prélève de plus en plus d’impôts et il le fait inéquitablement en ponctionnant toujours davantage « les plus riches », c’est-à-dire ceux qui pourraient investir indépendamment du « groupe »*. Son premier objectif est en effet de réduire les inégalités puisque la masse des électeurs (dont certains ne payent même pas d’impôts directs et ne vivent que d’aides ou de subvention) croit, à tort, que contraindre « tout le monde » à l’égalité est dans son intérêt. Son second objectif, qui découle du premier, est de gérer collectivement la richesse créée par tous, selon la fiction d’un gouvernement démocratique agissant pour le bien commun puisque élu par une majorité de la population, et incarnée par des fonctionnaires désintéressés. Or laisser l’affectation du capital produit, aux décisions d’une administration sous le contrôle d’un pouvoir politique démagogique (pente naturelle de la démocratie, comme le dit très bien Tocqueville), c’est le gage de la continuité dans la médiocrité. Cette caste de gens qui n’ont rien gagné mais simplement prélevé, ne veulent que répartir sans construire (ou, au mieux, ne pas plus construire que répartir). Leurs projets sont par nature principalement consensuels, curatifs, palliatifs, très peu innovants. Et lorsqu’ils tentent d’être innovants, ils se préoccupent d’abord de ce qu’ils appellent le « bien commun », l’emploi, la sécurité pour tous, toutes préoccupations tièdes, peu créatrices de richesses mais débilitantes et appauvrissantes, non seulement pour les personnes ponctionnées mais pour l’ensemble de la population. En effet tous ne peuvent bénéficier suffisamment de la création de ces nouvelles richesses forcément limitées au niveau de chacun, du fait d’une dynamique trop faible car sans perspective séduisante ou trop diluée. Les fonctionnaires non seulement n’aiment pas les projets audacieux (pour ne pas utiliser le terme « fou » qu’ils emploieraient volontiers), mais ils n’ont pas davantage le souci de la fructification (i.e. de la rentabilité) puisqu’ils savent que par leur capacité à prélever ils disposeront toujours des ressources nécessaires et que personnellement ils resteront rémunérés. Ni le goût de l’aventure, ni l’espoir de gain pas plus que le risque de perte ne sont des motivations, au contraire du souci de plaire** qui reste constant.

*bien entendu tous les hommes politiques ne sont pas égalitaristes donc totalitaristes mais les tendances à toujours plus d’étatisme et de socialisme qui conduisent à un état obèse, véritable cancer qui pompe toute la substance de l’être social, sont extrêmement lourdes. Les vrais libéraux sont extrêmement rares, surtout en France mais même en Suisse et surtout en Romandie, ces jours.

**à leurs supérieurs hiérarchiques ou aux dirigeants politiques, eux-mêmes et indirectement à la masse de leurs électeurs. Cela est d’autant plus vrai me semble-t-il, que la structure étatique est hiérarchisée et centralisée et que les hommes politiques n’exercent aucune profession en dehors de la poursuite de leur carrière politique, comme en France (ce qui n’est pas le cas en Suisse) et sont donc coupés des réalités. 

Tout au contraire, la personne privée qui s’est enrichie par son travail et/ou qui veut préserver un capital acquis ou hérité, ne va pas chercher à en faire profiter tous « les autres » indistinctement. Elle va s’efforcer de le préserver ou de l’augmenter et, pour le maintenir au moins à son niveau, de le faire fructifier par l’investissement tout en satisfaisant, souvent, une passion ou un désir de création. Mais l’investissement va être « pesé » avant d’être réalisé, en fonction des risques et de l’intérêt qu’il présente (financiers mais non seulement). Dans cet esprit, la personne privée ne va en faire profiter avec précaution et attention que ceux qui contribuent efficacement à ses côtés à son projet car elle sait que celui-ci ne sera validé, ou sanctionné, que par le succès, ou par l’échec, qu’il recueillera sur le marché. Un mauvais projet meure s’il ne recueille pas l’adhésion d’une demande. Une personne riche perd sa richesse et, tout aussi grave, elle ne peut réaliser son rêve, si elle ne sait pas la gérer.

Le système capitaliste ainsi décrit est un gage d’efficacité (gestion du risque pour le moindre coût), de justice (échec des mauvais projets, récompense des bons) et in fine d’avantages pour tous (les gens productifs qui travaillent avec perspicacité sont recherchés et récompensés par les détenteurs de capitaux, les autres sont incités à faire aussi bien qu’eux).

Je rêve d’un monde ou les Bill Gates, les Jeff Bezos ou les Elon Musk, quel que soit leur pays (car il est certain qu’il y en a potentiellement ailleurs qu’aux Etats-Unis), auraient carte blanche, c’est-à-dire où ils n’auraient pas à payer d’impôts pour toutes sortes de causes inutiles. Je rêve d’un monde où l’Etat ne s’occuperait que des fonctions régaliennes et que pour le reste, il « laisserait faire » ! Je rêve d’un monde d’initiatives et de responsabilité. Dans ce monde je paierais un GAFA parce qu’il me rend service, plutôt qu’un Etat qui se goinfre sans contrepartie. Dans ce monde, la recherche, l’astronautique, l’exploration, mais aussi le soin des autres ou de l’environnement, toutes les passions humaines auraient toute leur place pour s’épanouir pour autant qu’elles soient portées par des individus, un monde où il suffirait de vouloir pour décider de faire.

NB: cet article a été écrit à titre strictement personnel et ne peut absolument faire présumer l’adhésion des autres membres de la Mars Society Switzerland aux idées exposées.

Illustration de titre : détail du panorama pris en Novembre 2019 depuis Vera Rubin Ridge sur les pentes du Mont Sharp au centre du Cratère Gale par la caméra Mastcam de Curiosity, crédit NASA/JPL-Caltech/MSSS. Cette Terre est vierge, elle nous attend pour donner ses fruits.

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Index L’appel de Mars 20 08 22

Les femmes aussi s’intéressent à Mars

En février 2021, un « équipage » de six jeunes femmes, dont la « commandante », Julie Hartz, suisse, est diplômée de l’Université de Lausanne, va effectuer une « mission » dans une des bases de simulation de la Mars Society.

L’équipage est multinational, multi-universitaire et multidisciplinaire. En dehors de Julie Hartz, les membres sont issues de Macquarie University (Australie), de l’Universitat Autonoma de Barcelona, de l’ESILV (Ecole Supérieure d’ingénieurs Léonard de Vinci, Paris) et de Cranfield University (Nord de Londres). Leur point commun est évidemment leur passion pour l’espace mais par ailleurs elles sont différentes et complémentaires comme devront l’être les membres d’un équipage pour une vraie mission sur Mars. Julie Harz a choisi l’exobiologie, après une formation en physique, géosciences et géochimie. Cristina Vazquez-Reynel est ingénieure en astronautique (réalité augmentée) et a commencé à travailler en entreprise (L3Harris). Laurene Delsupexhe, est ingénieure système en astronautique. Elle a rejoint le programme des petits lanceurs, VEGA, de l’ESA. Marta Ferran-Marques après des études en nanosciences et nanotechnologies et un master en matériaux pour l’aérospatial, travaille chez Sensor Coating Systems ltd sur les techniques de mesure des températures de surfaces. Paula Peixoto est diplômée en nano-médecine et travaille à l’Hôpital de Vall d’Hébron, en Catalogne, sur les désordres neuronaux causés par les pathologies de l’immunité. Kelly Vaughan-Taylor, la plus jeune, termine son Master en « sciences de la Terre », combinant géophysique et géochimie.

La mission, dénommée « WoMars » (dont chacun comprendra le sens), se déroulera dans un environnement aussi martien qu’il est possible d’en trouver sur Terre, le désert de l’Utah. Il a été choisi en fonction de ce critère par la Mars Society américaine pour y établir une de ses deux bases de simulation (l’autre est en Arctique) il y a 20 ans. C’est ce qu’on appelle la « MDRS » (Mars Desert Research Station »), située à 1300 mètres d’altitude, pas très loin de Hanksville (220 habitants, 20 minutes de voiture), c’est-à-dire au milieu de « nulle part ». On y est dans un endroit totalement isolé, sans eau liquide courante (sauf celle évidemment apportée pour les besoins des « astronautes analogues »), l’atmosphère y très sèche et il n’y fait pas chaud en hiver (surtout la nuit !). Géologiquement il y a beaucoup de similitudes ou comme on dit, d’« analogies » avec l’environnement martien. La mission durera quinze jours (c’est la 241ème qui se déroulera à la MDRS). Pendant cette période, chacune des six membres étudiera un projet ressortant de sa spécialité et bien préparé auparavant.

Laurène Delsupexhe a choisi le transport en surface de Mars (« planétaire ») en utilisant l’atmosphère. Il s’agit d’étudier les possibilités d’UAV (« Unmanned Aeronautic Vehicle ») pour transporter des instruments commandés à distance et d’ULM pour transporter un astronaute avec quelques équipements.

On connait les difficultés de tels transports dans l’environnement martien puisque la pression atmosphérique n’est que de 6,10 millibars au Datum (altitude moyenne). En même temps il faut rappeler que les déplacements sur le sol martien sont difficiles (pas de route, des sables mouvants et des pierres qui présentent souvent des arrêtes beaucoup plus tranchantes et perçantes que sur Terre). Bien sûr l’utilisation de la rétropropulsion sera toujours possible mais il est évident que ce qu’on pourra faire en utilisant l’atmosphère donc en consommant moins d’énergie produite par l’homme (et qui devrait être transportée !), sera à privilégier.  

Marta Ferran-Marques veut étudier les conséquences de l’environnement martien sur les process (impression 3D en gravité réduite et culture des plantes sur sol infertile de type martien) et sur les tissus utilisés pour la couche extérieure des scaphandres (téflon et composite de type « ortho-fabric »).

Ces problèmes sont spécifiques à Mars. Il est vrai que la gravité joue un rôle dans la fonction de dépôt de matériaux par les imprimantes 3D (et sans doute dans la solidité de ce qui est réalisé). Par ailleurs les météorites ne sont pas autant consumées par l’atmosphère terrestre que par l’atmosphère de Mars (mais évidemment plus que sur la Lune et dans l’espace profond). En plus de ses recherches, Marta tiendra aussi ce qu’on peut appeler le « journal de bord » de l’équipage.

Julie Hartz veut 1) tester la représentativité statistique de différents échantillons de minéraux dans un terrain de type martien afin d’estimer ce qui permet le mieux la reconstitution stratigraphique la plus exacte de la géologie du lieu ; 2) tester la détectabilité sur le terrain d’éventuelles biosignatures dans un échantillonnage de roches de type martien.

La question se pose car le programme de la mission Mars 2020 de la NASA prévoit la collecte dans quelques années, d’échantillons d’une certaine taille (compatible avec leur retour sur Terre) mis de côté (en « cache ») dès l’année prochaine. Ce choix a des conséquences pour les biais qu’il peut introduire. Par ailleurs identifier un biomorphe d’une vie très ancienne (a priori plus de 3,5 milliards d’années) et inconnue, dans un environnement très différent de celui de la Terre et ayant subi une histoire très différente, est quelque chose que géologues et taphonomistes doivent se préparer à appréhender.

Cristina Vazquez-Reynel veut évaluer les applications possible et l’intérêt de la réalité augmentée pour l’entrainement des astronautes et pour la maintenance d’une base martienne.

La réalité augmentée sera un outil très utile sur un monde où les sorties hors des habitats seront toujours difficiles et dangereuses (faible pression atmosphérique, radiations, port du scaphandre nécessaire). Beaucoup d’actions ou d’interventions à l’extérieur des habitats seront donc menées à distance et la réalité augmentée permettra d’évaluer les évolutions, les problèmes, les besoins et même de guider les constructions ou les réparations d’équipements ou de structures.

Kelly Vaughan-Taylor veut 1) étudier la possibilité de mieux comprendre les structures géologiques dans le sol, par l’utilisation de la sismologie « ambiante » (à l’aide des signaux faibles provenant de l’interaction de l’atmosphère avec la surface) ; 2) comparer la composition d’échantillons de roches martiennes à leurs équivalents sur Terre.

Nous connaissons la Terre, sa géologie et en particulier sa minéralogie. Le milieu martien étant différent et ayant évolué dans le cadre de contraintes environnementales différentes, donnera des « produits » différents. Il faut se préparer à ces différences pour mieux les percevoir et les comprendre.

Paula Peixoto veut étudier les effets épigénétique, au jour le jour, d’une mission spatiale (rythme circadien, tissu osseux, tissu musculaire).

La vie sur Mars aura sur les organismes humains et plus précisément sur nos gènes, des conséquences du fait des contraintes environnementales spécifiques à la planète. Il faut s’y préparer pour pouvoir chercher à remédier à ce qui serait nuisible à la santé des astronautes.

Comme vous le voyez ces projets d’études très sérieux font partie de ce sur quoi il est utile de travailler et de réfléchir avant d’aller sur Mars. Les missions « réelles » seront coûteuses et longues. Il faudra emporter les équipements indispensables et utiliser au mieux le temps disponible pour que les recherches scientifiques soient menées le plus efficacement possible. Rappelons-nous qu’il n’y aura pas d’approvisionnement intermédiaire possible sur une durée de 26 mois (durée de la période synodique). Des missions de préparation comme celle que vont accomplir ces jeunes femmes sont donc à encourager. Nous les soutenons, en tant que Mars Society Switzerland mais si vous êtes intéressé pour le faire de votre côté, « you are quite welcome » comme on dit aux Etats-Unis (voir les possibilités sur le site de WoMars dont je donne le lien ci-dessous). Ce serait aussi un moyen de soutenir la « cause des femmes » en aidant ces jeunes chercheuses et ingénieures à démontrer qu’elles peuvent très bien mener à bien une mission scientifique dans un milieu difficile, seules, sans aucune assistance masculine…ce dont je ne doute absolument pas.

Illustration de titre: vue de la station de simulation MDRS, crédit Mars Society USA.

liens :

http://womars.co.uk/

https://mdrs.marssociety.org/about-the-mdrs/

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Index L’appel de Mars 20 08 21

 

Rêverie sous la voûte étoilée un soir d’été

Le Soleil s’est dissous « dans son sang qui se fige » après avoir joué de tous les instruments composant l’atmosphère pour y déployer une symphonie splendide de couleurs et de formes.

C’était un prologue avant ouverture. Notre petite Terre venait d’occulter le Soleil et c’était comme si la Nuit ayant subtilisé le rideau de scène, nous avait donné accés subitement au véritable décor.

Profitant de la douceur du temps, je me suis allongé dans l’herbe les yeux tournés vers le ciel comme il y a plus de cinquante ans sur la pelouse de « mon » Université de Virginie. Juste un léger souffle de vent dans les feuilles des arbres et des lumières encore allumées dans quelques appartements faisaient ressentir la vie du monde alentour. Comme alors, mon regard s’est évadé hors de notre cocon planétaire pour tenter d’approcher l’infini de plus en plus profond qui l’aspirait. Comme alors, cette progression vertigineuse, on pourrait dire ce sentiment de projection dans le vide à l’intérieur même de l’Univers, me conduisit vers un lent et profond épanouissement mêlant contemplation, interrogations, philosophie et rêverie, en somme un grand moment de volupté.

Les étoiles sont là comme elles ont toujours été, depuis bien avant ma naissance, et comme elles le seront encore bien après ma mort. Leur stabilité apparente les unes par rapport aux autres astres (à l’exception de nos quelques planètes visibles, de la Lune et des météores!) sur une voûte céleste évoluant selon un cycle majestueux et immuable, est l’illustration la plus parfaite de ce qu’on appelle l’éternité. A notre petite échelle tout est immobile et tranquille. Pourtant l’on sait aujourd’hui qu’à plus grande échelle, que de vitesse, que de puissance, que de violence ! Mais toujours, que de beauté !

Vis-à-vis de ce spectacle, de l’histoire grandiose et merveilleuse qu’il représente par son image à cet instant précis où on le contemple, et de ces potentialités figées mais immanentes, l’homme n’est physiquement « presque rien » mais quand même « quelque chose ». Imperceptible vu des autres planètes proches du même système lui-même imperceptible d’un autre point quelconque de notre propre galaxie, il n’est qu’un passage fugace, une étoile filante par le court temps de vie qui lui est imparti, une trace seulement par les transformations qu’il apporte à son environnement et ses minuscules excursions dans l’espace. Et cependant il est au contrôle d’un esprit capable d’appréhender et de comprendre, de réfléchir, de projeter, d’organiser et de créer dans plusieurs dimensions, aussi bien des constructions mathématiques complexes que des créations esthétiques pouvant satisfaire pleinement ses cinq sens, capable de ressentir une gamme presqu’infinie d’émotions découlant de ce spectacle, de ses créations et de ses relations avec ses semblables, les autres formes de vie et la matière même.

Nous avons la chance d’être l’un de ces êtres extraordinaires mais en sommes-nous bien conscients. Profitons-nous vraiment pleinement de cette chance et nous conduisons nous, chacun d’entre nous, à la hauteur de ce corps et de cet esprit, chacun unique et périssable mais tellement polyvalent et riche des potentialités qui nous ont été données ? Utilisons-nous au mieux ces deux talents comme il est recommandé par le Christ dans l’évangile selon Saint-Matthieu ?

C’est très certainement ce à quoi il faut nous appliquer. Respectez les autres et « profiter de la vie » mais développer au maximum nos potentialités créatrices individuelles, en elles-mêmes et en communion avec celles des autres, pour les rendre plus efficaces collectivement et individuellement.

Alors, continuons à travailler et à créer le jour, à contempler les étoiles la nuit, comme lorsque nous étions enfants, avec dans nos têtes leurs noms qui viennent de la profondeur du temps et qui portent notre imaginaire, la Voie Lactée, Bételgeuse, Antarès, Sirius, les Constellations ou le Nuage de Magellan. Montrons-nous dignes de ce que nous avons reçu des Babyloniens ou des Mayas mais aussi de tous ces astronomes extraordinaires qui se sont succédés depuis Galilée. Ce sont non seulement des noms et des images mais une somme de connaissances prodigieuses que nos ancêtres, les meilleurs d’entre nos contemporains et peut-être nous-mêmes avons accumulées par la raison et par l’effort. En effet, ce que nous voyons est encore plus beau lorsque nous le comprenons; il n’y a pas de « fruit défendu ». Nous avons droit à tout ce à quoi nous pouvons accéder et ce sont simplement les limites de nos capacités qui fixeront les limites de ce que nous pourrons appréhender.

Un jour nous irons dans l’espace profond et depuis le sol de Mars nous contemplerons la Terre dans la lumière bleutée du Soleil couchant.

Illustration de titre: La Voie Lactée vue depuis le Sol de Mars; photo prise par Curiosity. Crédit NASA. Vous ne voyez pas grand chose mais regardez un peu plus et vous verrez davantage.

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