Vivre sur Mars

Plus d'un demi-siècle après que Neil Armstrong a fait le grand saut de l'humanité sur la lune, une autre course à l'espace se prépare. Cette fois, la nouvelle frontière prometteuse pour les Terriens est Mars, la planète voisine. Avec comme rêve ultime de vivre sur Mars. Une série de missions robotiques vers la planète rouge, dont le rover Persévérance de la NASA et le Zhurong de la Chine, ont conduit à l'inévitable question : Quand les humains pourront-ils les suivre et vivre sur Mars ? Au fil des décennies, les missions non habitées ont transmis une foule d'informations, notamment la présence de glace d'eau sur Mars, alimentant ainsi les espoirs d'un atterrissage humain. Mais dans combien de temps ? Et sommes-nous prêts pour coloniser Mars ?

Une colonie sur Mars

Il semble que tout le monde ait Mars à l'esprit ces derniers temps. La NASA veut envoyer des humains sur la planète rouge d'ici 2030. SpaceX et son ambitieux PDG Elon Musk veulent y arriver encore plus tôt, en prévoyant d'y envoyer des gens d'ici 2024.

Mars est l'un des thèmes favoris d'Hollywood, avec des films comme Seul sur Mars ou Life, qui explorent ce que nous pourrions trouver une fois que nous aurons enfin atteint notre voisine céleste, mais ces films-là sont de la pure science-fiction. Il faut déjà réussir à se rendre au plus près de la planète rouge avec des astronautes. Se rendre sur Mars n'est que la première étape du voyage. Lorsque la Terre et Mars seront au plus près l'une de l'autre, le voyage sur Mars ne durera que 260 jours. Une fois sur place, le premier défi consiste à se poser sur la surface de la planète.

L'atmosphère de Mars est principalement composée de dioxyde de carbone, la surface de la planète est trop froide pour permettre la vie humaine et la gravité de la planète représente à peine 38 % de celle de la Terre. De plus, l'atmosphère de Mars équivaut à environ 1 % de l'atmosphère de la Terre. Il est donc difficile d'atteindre la surface. Comment la NASA et SpaceX vont-t-ils s'y rendre ? Comment pouvons-nous espérer survivre face à de telles conditions inappropriés pour l’Homme?

Illustration de ce que pourrait ressembler une vie humaine sur Mars (Crédit - NSS)

Tous les futures habitants de Mars auront probablement quelques points en commun : ils devront être autonomes, étanches à la fine atmosphère et capables d'accueillir la vie pendant de longues périodes sans soutien de la Terre. Pour vous faire une idée de ce à quoi vous pouvez vous attendre, pensez à l'ISS. La station spatiale internationale nous a vraiment appris beaucoup de choses sur les besoins d'un habitat dans l'espace lointain, nous aurons besoin d'éléments tels que des systèmes de contrôle de l'environnement et de maintien de la vie, des systèmes d'alimentation, des ports d'amarrage, des sas pour que l'équipage puisse effectuer des sorties dans l'espace afin de réparer les choses qui se cassent ou d'ajouter de nouvelles capacités. Il faut s’attendre à ce que de gros équipements robustes voyagent à travers l’espace lors de la première mission habitée vers Mars. Ce que les astronautes utiliseront devra être à la hauteur du long voyage. Et tout cela s’avérerait être une première dans l’histoire de l’humanité.

Les premiers voyages vers Mars ne comprendront que l'essentiel. L'un des premiers objectifs de la NASA et de SpaceX pour ses astronautes est d'apprendre à vivre sur la planète Mars. Comme elle est très différente de la Terre, la survie est une compétence importante à maîtriser pour les astronautes. La base initiale comprendra probablement un habitat et un laboratoire scientifique. La vie microbienne est une autre menace pour les vivre sur Mars en toute sécurité. Sans plus de recherches sur la planète, les scientifiques ne peuvent pas dire avec certitude quels dangers pourraient menacer la vie humaine. Dans cette optique, tous les scientifiques impliqués dans la mission sur Mars prendront en compte ces risques et d'autres risques potentiels.

Pourquoi vivre sur Mars et pas une autre planète ?

Après la Terre, Mars est la planète la plus habitable de notre système Solaire pour plusieurs raisons :

• Son sol contient de l'eau à extraire
• Elle n'est ni trop froide ni trop chaude
• Il y a assez de lumière solaire pour utiliser des panneaux solaires
• La gravité sur Mars est de 38% de celle de la Terre, ce qui est considéré par beaucoup comme suffisant pour que le corps humain s'y adapte.
• Il y a une atmosphère (bien qu'elle soit mince) qui offre une protection contre les radiations cosmiques et celles du Soleil.
• Le rythme jour/nuit est très similaire à celui de la Terre : une journée sur Mars dure 24 heures, 39 minutes et 35 secondes.

Les deux seuls autres corps célestes en orbite près de la Terre sont notre Lune et Vénus. Il y a beaucoup moins de ressources vitales sur la Lune, et un jour lunaire dure un mois. Elle n'a pas non plus d'atmosphère pour former une barrière contre les radiations. Vénus est un véritable purgatoire. La température moyenne y dépasse les 400 degrés, la pression barométrique est celle de 900 mètres sous l'eau sur Terre, et la cerise sur le gâteau, ce sont les pluies acides. Les nuits y durent également 120 jours. Les humains ne peuvent évidemment pas vivre sur Mars sans l'aide de la technologie, mais comparé à Vénus, c'est un paradis !

Y a-t-il de l’eau pour vivre sur la planète Mars ?

Calottes polaires du pôle Sud de la planète Mars

Mars avait de l'eau, jusqu'à ce qu'elle n'en ait plus. Les scientifiques pensent qu'il y a environ quatre milliards d'années, la planète Mars disposait d'importantes quantités d'eau liquide à sa surface, suffisamment pour former des rivières, des lacs, des mers et même des océans - et peut-être aussi pour permettre la vie. Mais quelque chose s'est produit au cours du milliard d'années suivant, déclenchant la perte de cette eau à la surface jusqu'à ce qu'il ne reste que le désert froid et sec d'un monde que nous voyons aujourd'hui. Pourquoi et comment cela s'est produit reste un mystère.

Ces dernières années, les résultats obtenus par la sonde MAVEN de la NASA, en orbite autour de Mars, ont suggéré que le moteur de cet appauvrissement en eau pourrait être la perte atmosphérique. Il y a longtemps, pour des raisons inconnues, Mars a perdu son puissant champ magnétique, exposant la planète à des explosions du soleil qui ont érodé son atmosphère. En conséquence, une grande partie de l'air de Mars s'est échappée dans l'espace, emportant probablement avec elle la majeure partie de l'eau de la planète.

Aujourd'hui, la majeure partie de Mars est aussi sèche qu'un désert, à l'exception des dépôts de glace dans ses régions polaires. La plupart de l'eau de Mars est descendue, aspirée dans les roches de la planète Mars. Et elle y est restée, piégée dans les minéraux et les sels. En effet, 99 % de l'eau qui coulait autrefois sur Mars pourrait encore s'y trouver, estiment les chercheurs. Les données issues des deux dernières décennies de missions robotisées vers Mars, dont le rover Curiosity de la NASA et le Mars Reconnaissance Orbiter, ont montré une large distribution de ce que les géologues appellent des minéraux hydratés.

Pour libérer l'eau de Mars piégée dans ces minéraux, il faut les chauffer à des températures élevées. Il faudrait en quelque sorte cuire une très grande quantité de roche pour obtenir quelque chose d'utile. Elon Musk, le fondateur de SpaceX qui rêve d'envoyer un jour des colons sur Mars, a envisagé de faire exploser des bombes nucléaires sur Mars pour faire fondre les calottes glaciaires et réchauffer la planète, la rendant plus hospitalière. Ces explosions libéreraient également une partie de l'eau contenue dans les minéraux hydratés.

Vivre sur Mars à l’horizon 2060

C’est l’ambition folle d’Elon Musk, PDG de SpaceX. Musk pense qu'il est possible de commencer à transporter des milliers de personnes entre la Terre et notre planète voisine au cours de la prochaine décennie. Et peu de temps après, peut-être 40 ou 100 ans plus tard, Mars pourrait abriter une colonie martienne autonome d'un million de personnes. Le calendrier de Musk semble ambitieux, et c'est quelque chose qu'il reconnaît volontiers. Bien qu'il ait admis que son calendrier exact est flou, Musk pense qu'il est possible que les humains puissent commencer à voler vers Mars au milieu des années 2020-2030. Et il pense que le plan pour s'y rendre sera à peu près le suivant.

Ce que à quoi une ville sur Mars de SpaceX pourrait ressembler (Crédit - Archdaily)

Le plan d’Elon Musk pour habiter sur Mars

Le plan commence bien évidemment par une très grosse et puissante fusée, d'au moins 60 mètres de haut une fois entièrement assemblée. Dans une simulation de ce que SpaceX appelle son système de transport interplanétaire, un vaisseau spatial chargé d'astronautes serait lancé au sommet d'un booster d’environ 12 mètres de large qui produit une énorme poussée de 12700 tonnes. À l'aide de 42 moteurs Raptor, le booster accélérera l'assemblage jusqu'à une vitesse de 3820km/h. Globalement, l'ensemble est 3,5 fois plus puissant que la Saturn V de la NASA, la plus grande fusée construite à ce jour, qui a transporté les missions Apollo sur la lune. Ce n'est peut-être pas une coïncidence si cette future fusée SpaceX serait lancée depuis la même rampe de lancement, la 39A, du Centre spatial Kennedy de Cap Canaveral, en Floride.

La fusée mettrait la capsule de l'équipage en orbite autour de la Terre, puis le booster se dirigerait vers un atterrissage en douceur sur le pas de tir sur Terre, un exploit que les boosters de la fusée SpaceX réalisent et maitrisent depuis quelques temps. Ensuite, le booster récupère un réservoir de carburant et le transporte en orbite, où il alimente le vaisseau spatial pour le voyage vers Mars.

Une fois en route, le vaisseau spatial déploierait des panneaux solaires pour récolter l'énergie du soleil et conserver le précieux carburant pour ce qui promet d'être un atterrissage mouvementé sur la planète rouge. Selon la vision de Musk, ces capsules transportant des équipages resteront en orbite terrestre jusqu'à ce qu'un alignement planétaire favorable rapproche les deux planètes, ce qui se produit tous les 26 mois. Au final, plusieurs vaisseaux spatiaux pourraient attendre en orbite. La flotte coloniale martienne partirait alors en masse lors des conditions favorables.

La clé de son plan est de réutiliser les différents vaisseaux spatiaux autant que possible. Il a toujours dit qu'il n'y avait aucun moyen d'avoir une base martienne autonome sans possibilité de réutilisation. Musk prévoit de pouvoir utiliser chaque booster de fusée un millier de fois, chaque pétrolier une centaine de fois, et chaque vaisseau spatial 12 fois. Au début, il imagine qu'une centaine d'humains pourraient faire du stop sur chaque vaisseau, et que ce nombre augmenterait progressivement jusqu'à plus de 200.

D'après les calculs de son plan pour vivre sur Mars, mettre un million de personnes sur Mars pourrait prendre entre 40 et 100 ans après le lancement du premier vaisseau. Après l'atterrissage de quelques vaisseaux spatiaux transportant des cargaisons sans personne sur Mars pour consolider des données scientifiques, Musk affirme que la phase humaine de la colonisation de Mars pourrait commencer.

Il est certain que l'atterrissage d'un vaisseau lourd sur une planète à l'atmosphère ténue sera difficile. Il a été assez difficile de faire descendre doucement les rovers martiens de la NASA Curiosity et Perseverance à la surface. Ces charges ne pesaient qu'une fraction des vaisseaux proposés par Musk. Pour l'instant, Musk prévoit de poursuivre le développement de rétrofusées supersoniques capables de faire descendre progressivement et en douceur un engin spatial beaucoup plus lourd sur la surface martienne, en utilisant comme modèle ses boosters Falcon 9 réutilisables.

En bref, sa vision de l'établissement d'une colonie vivante sur Mars est davantage un sport d'endurance qu'un sprint. En termes de coûts, pour que Mars soit une destination viable, Musk affirme que le coût du voyage doit être ramené à environ 200 000 dollars, soit le prix moyen d'une maison aux États-Unis. Le problème, c'est qu'il s'agit d'une baisse significative par rapport aux estimations actuelles des coûts.

Conclusion

Vivre sur Mars n'est, espérons-le, que notre premier pas dans l'univers. Une fois que nous aurons plongé nos orteils dans le système solaire, il sera plus facile de nous étendre à la ceinture d'astéroïdes et au-delà. La faible gravité de Mars fournit la plateforme parfaite pour construire et lancer d'autres véhicules spatiaux. Une fois que nous aurons pris pied, la seule chose qui nous retiendra sera notre technologie. En l'état actuel des choses, la technologie est le talon d'Achille de la mission. Nous pourrions vivre sur mars sans être sûr d'avoir un moyen d'exploration sûr. Nous ne verrons probablement pas Mars véritablement colonisée de notre vivant, mais cela n'enlève rien à l'émerveillement que nous ressentons tous chaque fois qu'une de ces fusées s'élève dans le ciel. Il ne s'agit pas seulement d'une fusée, mais d'une source d'inspiration pour les générations à venir, dont l'une foulera le sol martien !

N'hésitez pas à nous dire dans la partie commentaire votre sentiment sur l'hypothèse d'une colonisation de la planète Mars et si celle-ci vous rends enthousiaste !