Pourquoi le premier village spatial doit être construit sur Mars et non sur la Lune

On doit bien parler d’un projet de base lunaire et d’un projet de village martien. Ce n’est pas pareil !

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Apollo 11 lunar module by NASA Johnson(CC BY-NC 2.0)

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Pourquoi le premier village spatial doit être construit sur Mars et non sur la Lune

Publié le 2 juin 2019
- A +

Par Pierre Brisson.

L’actualité est aujourd’hui la Lune. Notre astre compagnon est la cible aussi bien des Américains que des Européens. Je pense qu’effectivement l’Homme y reviendra mais je doute fort qu’il y crée un village, c’est-à-dire un établissement permanent habité de façon permanente.

Au-delà de l’intérêt scientifique qu’on pourra trouver une fois arrivés sur place, les raisons de préférer aller sur la Lune plutôt que sur Mars sont compréhensibles. Constatant la proximité de l’une et l’éloignement de l’autre, on est naturellement conduit à penser qu’il est beaucoup plus facile d’aller sur la première.

On a largement tort car il faut consommer autant d’énergie pour un voyage que pour l’autre puisque l’essentiel (environ 90 %) est utilisé pour s’affranchir de l’attraction terrestre et la plus grande partie du reste est utilisée pour se freiner afin d’éviter de s’écraser en arrivant à destination (la gravité, toujours !).

On a cependant un peu raison dans la mesure où la proximité de la Lune permet d’y accéder ou d’en revenir en trois jours alors qu’il faut au moins six mois pour aller sur Mars et surtout que l’on peut n’y partir que lors de fenêtres de lancement, ouvertes tous les 26 mois, et n’en revenir qu’après 30 mois d’absence alors qu’on peut partir et revenir de la Lune à tout moment de l’année.

Trop de contraintes pour s’installer sur la Lune

Cependant les contraintes qui s’imposent aux séjours de longue durée sur la Lune sont trop fortes pour que l’on s’y installe vraiment puisque précisément il est possible d’en repartir et y revenir facilement. Dit autrement, les raisons de s’y installer durablement plutôt que pour de courtes périodes ne sont pas telles qu’elles justifieraient de surmonter les difficultés que cela représente.

En effet quel intérêt y aurait-il à rester sur la Lune 14 jours d’affilée sans lumière du Soleil (durée de la nuit lunaire) et exposé à une température de -150°C (sans compter que les températures de +100°C pendant le jour lunaire poseront aussi un problème énergétique) ? Quel intérêt cela aurait-il de vivre longtemps soumis à une force de gravité de 0,16 g, débilitante pour les os ou les muscles1 et gênante pour tout déplacement alors que l’on n’y est pas obligé ? Quel intérêt cela aurait-il de rester exposé sans aucun écran aux radiations solaires (SeP) et galactiques (GCR) ou de vivre enterré pour s’en protéger alors qu’il est possible de revenir sur Terre quand on le veut (c’est-à-dire en fait, à la fin du jour lunaire, 15 jours terrestres après être arrivé) ?

Il y aura certes des missions de géologie ou de mises en place techniques (observatoires sur la face cachée) ou encore des séjours touristiques sur la Lune mais ils pourront être menés ponctuellement, pendant le jour lunaire et avec une installation de support vie fonctionnant par intermittences avec approvisionnement adéquat pour la période. Les géologues, astronomes ou autres scientifiques pourront déposer leurs instruments robotisés et les laisser travailler quelques jours et les télécommander ensuite en direct depuis la Terre (la Lune n’est distante que de 380 000 km soit à peine plus d’une seconde lumière !).

Des avantages à s’installer sur Mars

Au contraire, les opérations sur Mars seront beaucoup facilitées par une installation permanente. Cela tient à la fois aux conditions d’accès relativement plus difficiles et aux conditions environnementales relativement moins dures. En effet le plus gros obstacle des missions martiennes est qu’on ne peut y commander en direct les robots qu’on y envoie puisque le time-lag varie entre 3 et 22 minutes dans un seul sens (6 minutes et 44 minutes pour une impulsion et le retour de cette impulsion sur Terre).

Par ailleurs le fait d’être obligé de rester 18 mois sur place avant de pouvoir revenir implique d’installer toutes les facilités nécessaires pour un séjour de toute façon déjà long. L’exposition aux radiations pendant le voyage, beaucoup plus long que pour aller sur la Lune, alors que les doses de radiations reçues au sol seront moindres (masse de l’atmosphère équivalente à une colonne d’eau de 20 cm), poussera à limiter le nombre de voyages dans une vie (on peut évaluer le maximum à trois ou quatre selon l’âge et le sexe).

De plus, ce voyage restera cher non pas tant en argent (même énergie dépensée que pour aller sur Mars), qu’en temps passé (deux fois six mois !). Une fois sur Mars on sera donc incité à y rester aussi longtemps que nécessaire pour y mener à bien l’intégralité d’un programme prévu, sans la coupure d’un aller et retour (voire de plusieurs).

Sur le plan environnemental, la durée du jour de 24 h 39 n’imposera pas les longues périodes d’obscurité et de froid de la nuit lunaire et permettra en particulier des cultures sous serres utilisant en partie plus ou moins grande l’énergie solaire. Une gravité de 0,38 g ne sera pas aussi débilitante que celle générée à sa surface par la masse lunaire et la réadaptation sur Terre ne devrait pas être aussi difficile qu’au retour de la Lune pour une même période. Enfin, autant on pourra se contenter d’un confort spartiate pendant une quinzaine de jours, autant ce serait plus difficile pendant 18 mois.

Village martien et base lunaire

Sur la Lune il n’y aura donc pas un village mais un dépôt d’équipements ou plus exactement une base activée périodiquement pendant le jour lunaire en fonction des missions (scientifiques ou techniques) ou des visites touristiques. Ce sera un peu une projection de ce qu’on fait aujourd’hui en Antarctique où peu de personnes y hivernent ; sur la Lune on se contentera aussi d’un service minimum pendant la nuit, pour veiller au bon fonctionnement des équipements des habitats en mode « repos », pour effectuer des dépannages d’urgence sur les équipements scientifiques (en dehors bien sûr de périodes de construction ou d’observation qui peuvent conduire à travailler la nuit).

Il ne serait ni rationnel, ni économique de procéder autrement. Sur la Lune il pourra y avoir du personnel affecté à ces trois fonctions, qui feront des séjours assez longs, disons un an, mais compte tenu des problèmes de santé que cela implique et de la facilité relative de revenir sur Terre, il serait étonnant qu’ils soient vraiment plus longs.

Enfin sur la Lune les ressources en eau semblent beaucoup moins importantes et facilement accessibles que sur Mars et la poussière plus agressive (érosion nulle puisqu’il n’y a jamais eu ni atmosphère ni eau courante) ; ce ne sont pas des détails pour la logistique. Par contre, sur Mars il devra y avoir toutes les facilités nécessaires à la vie en autarcie pour un séjour qui ne saurait être inférieur à 18 mois et qui sera souvent du double (deux périodes synodiques).

On doit donc bien parler d’un projet de base lunaire et d’un projet de village martien. Ce n’est pas pareil ! Le risque à craindre en commençant par la Lune c’est que la difficulté de vie sur cet astre ne décourage d’aller un jour sur Mars qui lui sera assimilée à tort.

Sur le web

  1. La marche sur la Lune est rendue très difficile par la faible pesanteur et le centre de gravité est placé très haut dans le corps, rendant l’équilibre précaire ; la pompe cardiaque fonctionne avec la même force pour des besoins moindres.
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  • Du point de vue scientifique vous avez sans aucun doute raison mais du point de vue politique l’eloignement de mars pourrait rendre le controle de la colonie impossible ,creant ainsi une nouvelle’terre concurrente de la notre, c’est inaccepatble !

    • J’espère bien que c’est ce qui va se passer !

    • Pourquoi inacceptable?

      • Il parait qu’il y aurait des montagnes d’or de platine et de diamants ,..a piller comme lorsqu’on decouvrit l’amerique …on sait ce qui est advenue par la suite ,les pionniers on conquis leur independance

        • C’est n’importe quoi!
          Mars est certes constituée des mêmes roches que la Terre mais pour commercialiser l’or et les diamants, il faudrait (1) les trouver, (2) les extraire, les transporter sur Terre. Ce serait beaucoup plus coûteux que d’aller chercher l’or et les diamants dans les mines les plus profondes de la Terre. C’est totalement irréaliste. Il y aurait beaucoup mieux à faire sur Mars

      • Comme base de lancement la lune est bien plus intéressante que l’envoi à partir de la terre.
        Les voyages vers Mars doivent être précédés de robots à raison d’au moins 5 tentatives pour assurer la survie de l’équipage et encore . . .

        • La Lune ne peut être une escale pour aller sur Mars. Il faudrait s’arracher au puits de gravité lunaire après s’être arraché au puits de gravité terrestre. Sans compter qu’il faudrait s’approvisionner en carburant et comburant auprès d’une industrie productrice locale qui n’existe pas et qui fonctionnerait dans des conditions économiques beaucoup plus difficile que sur Terre.

    • Vous avez trop regardé The Expanse 🙂

      • Sans doute mais dans la science fiction on peut avoir un apercu des possibilités futures imaginables aujourd’hui..ca plus un article de presse…quelques lectures historiques ,resultat, mon post.

    • Remarque surprenante pour un libéral!
      Les Martiens jouiront du fait de l’éloignement de la Terre, d’une très forte autonomie et on n’enverra certainement pas une force de police sur Mars pour faire respecter l’ordre terrien.

  • il y en a quelques uns que j’enverrai volontiers sur la lune …..pour un aller simple bien sur……

  • Il va falloir expédier nos écologistes sur Mars : ils y feront des miracles, s’épanouiront et arrêteront de nous les briser… 😉

    • sur Europe :
      C’est le nom du continent où ils s’épanouissent le mieux, ils y trouveront l’eau qui généralement entoure les villes où se déroulent les COP, la banquise y est éternelle, et le film le plus écolo bobo PC (« Europe Report ») y a trouvé de la vie sous forme de tentacules, soit la forme parfaite de l’état écolo.

    • D’après Bradbury *, il semblerait que les climatomanciens aient eu un jour dominé Mars !

      D’où le boulot pour remettre cette planète en état de marche…

      * E se non è vero, è ben trovato 😉

  • Pas d’accord. On n’a toujours pas résolu les problèmes engendrés par l’apesanteur et les rayons cosmiques sur l’organisme humain lors d’un voyage aussi long.

    • @Virgile : Ce n’est pas irrésolvable. Krikaliov est resté 9 mois, Poliakov 14 mois.

      •  » @Virgile : Ce n’est pas irrésolvable. Krikaliov est resté 9 mois, Poliakov 14 mois.  »

        Les stations orbitales comme ISS ou comme MIR à l’époque était protégé des radiations par la champ magnétique terrestre.

    • L’apesanteur peut être contrée par la gravité artificielle résultant, par exemple, de la mise en rotation du dernier étage du lanceur avec l’habitat, reliés entre eux par un filin.
      Les radiations normales sont supportables sur les six ou huit mois que dure le voyage. Durant les éventuelles tempêtes solaires les voyageurs pourront se mettre à l’abri dans des caissons entourés des réserves d’eau (dont les protons amortiront les impacts des protons solaires).

      • Produire une gravité artificielle est loin d’être facile à réaliser. Il faut au moins un vaisseau d’un diamètre d’au moins de 220 mètres ou 250 ans pour éviter les forces de coriolis.

        • Ou 250 mètres je voulais dire.

        • Rayons de 220 mètres env. et non de diamètre.

          • Mon article porte sur le séjour sur Mars pas sur le voyage, mais enfin, puisque vous abordez le sujet…
            Il est évident que le bras du couple en rotation doit être suffisamment long. La Mars Society recommande plutôt qu’un énorme vaisseau (ce qui n’est évidemment pas encore faisable), que le couple soit constitué du dernier étage du lanceur et du vaisseau spatial proprement dit, les deux éléments étant liés par un câble (« tether ») qui ferait effectivement quelques 300 mètres.

      •  » Les radiations normales sont supportables sur les six ou huit mois que dure le voyage. Durant les éventuelles tempêtes solaires les voyageurs pourront se mettre à l’abri dans des caissons entourés des réserves d’eau (dont les protons amortiront les impacts des protons solaires).  »

        Le problème sera aussi de les supporter sur Mars pour les premiers astronautes qui n’auront pas d’installations tout faites déjà sur place pour s’en protéger. Ils devront tout construire en étant très exposé aux rayonnement cosmiques. De plus vous omettez les tempêtes de sables sur Mars qui peuvent durer des semaines voir des mois sur toute la surface de la planète. Périodes qui stopperons des mois toutes les constructions nécessaires pour survivre sur Mars. Le grains de sable sur Mars sont aiguisées faute d’érosion ce qui peut poser des problème aux scaphandres des astronautes et se sont également un type de sable qui s’infiltreront plus facilement dans des machines ou des véhicules. Sans parler du recouvrement des panneaux solaires par ce sable et qui sera difficile à évacuer. Il y a aussi le problème des pluies de micro-météorites qui peuvent faire d’énormes dégâts.

        On peut effectivement vivre sur mars avec des infrastructures adéquats. La technologie on là . Mais c’est de les construire et de les mettre en place qui va poser d’énormes problèmes que j’ai cité plus haut.

        • Non Monsieur. Il faut vous renseigner avant d’écrire.
          Si vous consulter les documents de la NASA, notamment les données collectées par l’instrument RAD embarqué sur Curiosity, vous verrez que le niveau des radiations en surface de la planète est égal à celui de l’ISS, ni plus ni moins (c’est à dire moitié moins que le niveau moyen pendant le voyage). Aucun des astronautes ayant séjourné dans l’ISS n’est encore mort du cancer.
          En fait les astronautes sont protégés (1) par la planète elle-même qui fait écran sur la moitié du ciel et (2) par l’atmosphère. Au niveau zéro (« datum ») cette atmosphère est l’équivalent par cm2, d’une colonne d’eau de 60 cm. C’est beaucoup moins que sur Terre (10 mètres) mais c’est beaucoup plus que sur la Lune (zéro) et ça permet donc d’éliminer par combustion beaucoup de micrométéorites. Donc « les pluies de micro-météorites », vous oubliez (même si bien sûr davantage de météorites arrivent en surface du sol).
          Quant aux tempêtes de poussière, certes elles posent problème. Mais c’est surtout parce qu’elles vont obscurcir le ciel et empêcher l’utilisation des panneaux solaires pendant leur durée; à un degré moindre, elles rendront le nettoyage des scaphandres un peu difficile à cause de l’électricité statique (parce que l’atmosphère est très sèche et la poussière très fine). Pour ce qui est de recouvrir les installations humaines n’y songez même pas! L’atmosphère est beaucoup trop ténue pour transporter d’énormes quantités de matière, même très fine. Les tempêtes déposeront certes une pellicule de poussière partout mais le nettoyage ne posera pas une difficulté insurmontable (regardez l’état de Curiosity après la dernière tempête globale).
          Pour conclure, vous pouvez avoir une opinion quant à l’intérêt d’aller s’établir sur Mars mais il ne faut pas « raconter d’histoire », par respect pour nos lecteurs.

  • Je vois plutôt la Lune comme une base de lancement idéale vers Mars (et Titan, Europe, Encélade, les astéroïdes, etc..). On envoie les morceaux du giga-vaisseau tout confort sur la Lune, on assemble le tout et zou, on refait décoller par 0,16g un énorme vaisseau qu’il aurait été impossible de faire décoller de la Terre. Idem pour les minerais spatiaux : ramener sur Terre des minerais et puis les traiter, c’est horriblement compliqué ! Mais les traiter sur la Lune et ne ramener que la partie valorisée sur Terre me semble une meilleure idée.
    Mais un village lunaire me semble en effet inutile. Une base technico-logistique me semble plus adéquat.

    • @Salma: « un énorme vaisseau… »
      A ce propos, la Lune (sa face cachée) serait un excellent point de lancement pour ce projet d’utilisation de mini explosions nucléaires comme moyen de propulsion.

      • J’avoue que je connaissais pas. Et j’avoue avoir été extrêmement sceptique au début de la vidéo. Mais… ya de l’idée. Mais… je trouve que c’est quand même un chouia compliqué. Et comme le vaisseau connaitrait un nombre gigantesque de chocs, donc de contraintes, il faudrai soit remplacer à chaque voyage tout le bouclier, soit ausculter (et donc immobiliser) le vaisseau pendant une longue période. Et je me pose la question du freinage. Parce que aller très vite, c’est une chose; arriver trop vite, c’est pas l’idéal. Je préfère des solutions plus douces comme la propulsion ionique, les voiles solaires, etc. qui ne sont pas trop adaptées pour un voyage vers Mars sauf erreur de ma part. Reste le bon vieux pédalage.

        • Et sa contrepartie, le rétro-pédalage, pour un amarsissage en douceur…

        • Il vaut mieux envisager un réacteur nucléaire, type mégapower (voir mon article précédent). Une série d’explosions nucléaires ce n’est pas réaliste.

    • Ce n’est pas parce qu’on serait sur la Lune qu’on serait plus proche de Mars (la Lune tourne autour de la Terre!) et de toute façon la Lune n’est qu’à 380.000 km alors qu’il faut parcourir environ 600 millions de km pour parvenir jusqu’à Mars (distance en ligne droite entre 56 et 400 millions de km).
      Quant à assembler les vaisseaux sur la Lune c’est du rêve. Il faudrait s’arracher à la gravité terrestre pour retomber dans le puits de gravité lunaire puis en ressortir. Ca n’aurait aucun sens.

  • la seule question est argent public ou pas?

    • quoique à la réflexion..
      si des revenus sont générés…comment seront ils taxés..ne doivent ils pas apporter leur juste contribution?

  • On n’est déjà pas capable de faire tourner une ville en autarcie sur terre, avec de l’air et de l’eau (essayez de couper les appros du moindre patelin de quelques centaines d’habitants pour rire) , et certains nous expliquent que ca marchera mieux sur Mars ?
    Une première explication d’une base sur la Lune et d’essayer de faire marcher ce projet, à seulement quelques heures d’un ravitaillement panique… parce que sur Mars, si ca merde, yapuka renvoyer un lot de cobayes tous neufs …
    Les expériences biosphère ayant démontré un succès flagrant, qu’on nous démontre déjà une station autonome durant 18 mois en plein Atacama sans aucun ravitaillement, et alors on pourra commencer à croire au projet martien…
    D’ici là, je ne vois que des condamnés à mort dans la liste des candidats…

    • Avec votre mentalité défaitiste l’humanité en serait encore à l’âge de pierre! Biosphere 2 nous a appris beaucoup de choses et des progrès énormes ont été faits en matière de recyclage ou de contrôle microbien.
      Non! Contrairement à ce que vous affirmez, il serait possible de vivre sur Mars les 18 mois nécessaires. Plus, on verra…après avoir appris de cette nouvelle expérience.

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