La Lune, Mars, et après ?

La Lune et Mars seront les deux premiers corps du système solaire habités par des humains. Il n’y a guère de débat là-dessus. Mais une fois la Lune transformée en paradis pour randonneur et Mars en terre d’asile, quels mondes iront-nous explorer et coloniser ? Un astéroïde géocroiseur, comme le prévoyait encore récemment la NASA ? Descendre au chaud du côté de Vénus ou Mercure, partir se perdre dans la ceinture d’astéroïdes ou monter se geler autour des géantes gazeuses ?

La Lune aiguise déjà l’appétit des futurs tours-opérators de l’espace. Avec de la chance, elle accueillera d’ici 50 ans, outre des touristes en mal de sensations fortes, la plupart des industries polluantes terriennes et suffisamment de retraités en quête d’une moindre gravité pour sauver nos systèmes par répartition. Après tout, notre satellite est une destination naturelle pour l’exploration spatiale : c’est un peu la banlieue proche de la Terre, le dernier continent à n’avoir pas encore été exploré par l’Homme (la surface totale de la Lune est comprise entre celle de l’Afrique et celle de l’Asie). C’est surtout pour certains un véritable El Dorado qui possède les ressources indispensables à l’établissement d’une civilisation pan-solaire.

Quant à Mars, les grandes lignes du projet qui mènera l’humanité à conquérir Mars sont déjà connues. On sait même déjà à quoi ressemblera les vaisseaux qui assureront les navettes. Sa ressemblance avec la Terre et la possibilité d’y découvrir une vie passée ou présente en font naturellement une destination prioritaire.

Laissons donc de côté notre sélène voisine et la planète rouge. Une fois ces deux mondes habités, il restera 81 mondes à explorer dans le système solaire. Où commencer ? La ceinture d’astéroïdes, source quasi infinie de matières premières, devrait être la suite logique de la conquête de Mars. Son exploitation permettrait notamment de subvenir aux ressources des habitants de la planète rouge sans avoir à les faire parvenir depuis la Terre. Dès lors, il serait intéressant de cocher le plus gros en premier, l’astéroïde Cérès, et d’en faire le principal point de chute de la Ceinture. A très long terme, cette planète naine pourrait même devenir le point stratégique le plus important du système solaire, entre le système solaire interne et le système solaire externe.

En théorie, les ressources dont disposent la ceinture d’astéroïdes devraient suffire à faire vivre les économies terrienne, lunaire et martienne pendant longtemps. Mais les  richesses que représentent les géantes gazeuses, à commencer par le système jovien, pourraient à leur tour représenter un intérêt économique ou attirer les colons. Il faut dire que les nombreuses lunes tournant autour de Jupiter et de Saturne en font des systèmes solaires en miniature qui seront probablement assez riches et auto-suffisants. Autour de Jupiter et Saturne gravitent des mondes plus grands que la Lune ou Mars. Callisto, Ganymède ou Titan pourraient devenir les nouveaux cœurs économiques du système solaire.

Quelle est la lune la plus cool du système solaire ? Un tableau pour choisir votre destination

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En dehors de ces six mondes – Lune, Mars, Cérès, Ganymède, Callisto et Titan, les autres corps du système solaire resteront probablement à jamais vides d’habitants ou presque. Mercure à cause de sa proximité avec le Soleil et Vénus à cause des conditions qui règnent à sa surface. Les satellites situés au sein des « ceintures de radiation » de Jupiter – Io, Europe – et de Saturne – Mimas, Encélade, Téthys, Dioné et Rhéa – pourraient également rester à jamais vides. Enfin, les environs d’Uranus ou de Neptune seront sans doute visités sans être colonisés, en raison de leur éloignement.

PS : Petit conseil de lecture : la série de romans du « Grand Tour » de Ben Bova, qui décrit étape par étape la conquête du système solaire par l’humanité par le biais de ses implications économiques et sociétales.

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5 commentaires pour La Lune, Mars, et après ?

  1. Elie dit :

    La colonisation de la Lune, Mars, Cérès serait potentiellement possible, même si on ne sait pas encore les effets de la gravitation martienne ou d’autres sur le corps humain.

    Le risque étant pour des colons natifs de Mars par exemple, que le coeur, muscles et squelette s’adaptent en conséquence (muscles plus fins, os plus fragiles et plus longs etc) et qu’ils ne puissent plus revenir sur Terre (à cause d’une gravité 2.5 supérieur)

    Le problème ne se poserait sans doute pas pour la Lune, étant très proche de la Terre: les sélénites n’auraient qu’à revenir périodiquement sur Terre pour éviter ce genre de désagrément.

    Quant à Cérès et aux objets de la ceinture d’astéroïdes, leurs très faibles gravités permettraient la construction de Tore de Stanford ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Tore_de_Stanford ). Les colonies disposeraient d’une gravité 1G (donc terrestre) ainsi que d’une protection intégrale face aux radiations spatiales.

    Mercure et Vénus sont sans doute à oublier (températures et conditions extrêmes, forts puits de gravité)

  2. Elie dit :

    Quant aux lunes des géantes gazeuses, il faudrait savoir si leurs colonisations seraient d’une quelconque utilité oO

    D’abord les lunes galiléennes: Io, Europe sont plongés dans les ceintures de radiations de Jupiter. Même Ganymède avec son champ magnétique n’est pas protégé!
    Seul Callisto présente un taux de radiation proche des standards terrestres. Mais pour y faire quoi?
    http://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_the_outer_Solar_System#The_Jovian_system

    Les satellites de Saturne sont dans la même situation; seul Titan est protégé grâce à son épaisse atmosphère.
    Mais Titan est un enfer de glace là ou Vénus est un enfer de feu: température moyenne de -180 degrés (on a un mal fou à isoler nos bases en Antarctique alors sur Titan…), présence de cyanure d’hydrogène (mortel pour l’homme même en très petite quantité; http://fr.wikipedia.org/wiki/Cyanure_d%27hydrog%C3%A8ne#Toxicit.C3.A9_pour_l.27homme ), pluies de méthane liquide (rares mais existantes).
    Les combinaisons et bases utilisées sur Titan devraient donc être parfaitement étanches et isolées thermiquement. Je mets de coté le fait que le mélange oxygène-méthane est explosif… une petite décompression et c’est la fête x)

    Certains scientifiques ont parlé d’utiliser les géantes de glaces pour l’extraction d’hélium3 ( http://news.discovery.com/space/project-icarus-helium-3-mining-uranus-110531.htm ).
    Leurs ceintures de radiations seraient beaucoup moins dangereuses que celles de Jupiter et de Saturne. Les lunes Titania et Obéron (pour Uranus) et Triton (pour Neptune) peuvent devenir des cibles de choix pour d’éventuels colons.

    Quant à Pluton, Sedna et autres objets de la ceinture de Kuiper, je ne m’avance pas! Colonisation possible mais toujours avec des générateurs à gravité profondément enterrés (tore de Stanford, Sphère de Bernal, …) mais là encore: pour y faire quoi?

    • Vincent dit :

      La question « pour y faire quoi » apporte plusieurs réponses. Il y a celle, basique, qui est un argument cher à Stephen Hawking : envoyer sur un ou plusieurs autres corps du système solaire des « sauvegardes de l’humanité ». Dans le cas où un cataclysme anéantirait l’Homme sur Terre, ces colonies permettraient à l’espèce de survivre.

      Mais cela ne dit pas pourquoi tel ou tel corps devrait être colonisé plutôt qu’un autre. La Lune paraît tellement évidente ; aussi proche, elle pourrait être considérée comme un continent de la Terre, une extension. Mars peut devenir une Terre bis sauf à lui accorder un statut similaire à l’Antarctique (la découverte de vie ou pas sera déterminante). La Ceinture d’Astéroïdes peut devenir le grenier à matières premières du système solaire. Quant à Callisto, la question de son utilité comme colonie se pose dans un avenir si lointain qu’il serait presque ridicule de l’envisager aujourd’hui. Il faudrait que les ressources de la Ceinture d’Astéroïdes ne s’avèrent plus suffisantes ou, plus vraisemblablement, qu’elles soient accaparées par un groupe données d’entités privées ou politiques. Il serait alors nécessaire à la population alors grandissante du système solaire d’aller exploiter les ressources des géantes gazeuses, à commencer par la plus proche, Jupiter, qui est notamment riche en Hélium3. Callisto pourrait alors, à l’abri des radiations joviennes, faire office de base arrière.

  3. Alain MOCCHETTI dit :

    MISSION SPATIALE SUR VENUS – CALCUL DE L’ACCELERATION DU VAISSEAU SPATIAL
    La NASA projette d’installer des ballons dirigeables sur Vénus, dans un futur à moyen terme, il faudra construire un Vaisseau Spatial pour transporter les hommes et les ballons.
    Considérons que le trajet supposé rectiligne entre la Terre et Vénus se décompose en 2 demi trajets de 21.250.000 km. Durant le premier le Vaisseau Spatial sera en Accélération Constante et durant le second en Décélération Constante.
    GAMMA(A) est l’Accélération du Vaisseau Spatial
    GAMMA(D) est la Décélération du Vaisseau Spatial
    D = 21.250.000.000 m
    Calcul de l’Accélération GAMMA(A) :
    GAMMA(A) = (Delta V)/(Delta T) c’est l’Accélération du Vaisseau Spatial
    Delta V = V(1) – V(0) avec V(0) = 30 km/s la vitesse initiale et V(1) = 500 000 km/h soit 5 fois la Vitesse Initiale V(0).
    V(1) – V(0) = (500.000.000 – 108.000.000)/3600 m/s soit 108888 m/s
    Delta T = T(1) – T(0) avec T(0) = 0 donc T(1) = 3 X 31 X 24 X 3600 secondes, on prend comme hypothèse : les 42.500.000 km sont parcourus en 6 mois.
    GAMMA(A) = 108888/(3 X 31 X 24 X 3600) = 0,0136 m/s² ce qui est trop faible, remplaçons les 3 mois par 1 mois et on obtient :
    GAMMA(A) = 108888/(1 X 31 X 24 X 3600) = 0,0407 m/s² pour rappel G l’accélération de la pesanteur terrestre = 9,81 m/s²
    Si on remplace les 1 mois par 15 jours alors GAMMA(A) = 0.0813m/s², soit 1/120ème de l’Accélération de la Pesanteur Terrestre..
    En phase Décélération GAMMA(D) = – GAMMA(A)
    Calcul du trajet le plus économique du point de vue du carburant, ça sera indéniablement le plus long du point de vue du temps (T) : Si V(1) = V(0) = 30 km/s = Constante tout le long du trajet, dans ce cas précis le consommation du carburant sera nulle en dehors du carburant nécessaire pour assurer la poussée des réacteurs pour échapper à l’Attraction Terrestre et pour assurer la poussée des rétrofusées pour décélérer le Vaisseau Spatial pour qu’il soit en orbite géostationnaire autour de Vénus à une distance à calculer par les Scientifiques et les Ingénieurs responsables du Projet.
    Pourquoi la Vitesse Initiale V(0) est égale à 30 km/s ? (Vitesse Orbitale)
    V(0) est engendrée par la rotation de la Terre autour du Soleil, cad V(0) est la Vitesse Tangentielle du Centre de Gravité de la Terre par rapport au Centre d’Inertie du Soleil. Pour effectuer les calculs avec un maximum de précision, ceux-ci seront fait dans un REPERE HELIOCENTRIQUE ayant pour point d’origine le Centre d’Inertie ou de Gravité du Soleil et ses 3 axes orthogonaux dirigés vers 3 étoiles fixes de l’Univers (étoiles situées dans des galaxies très éloignées de la VOIE LACTEE).
    Ce sont l’Accélération et la Décélération du Vaisseau Spatial qui génèrent la consommation en carburant, des Réacteurs Nucléaires à Fusion seront nécessaires pour équiper le Vaisseau Spatial et assurer la liaison Terre – Vénus en un minimum de temps Delta(T).
    Selon l’Accélération du Vaisseau Spatial choisie (0 ou 0.0136 ou 0.0407 ou 0.0813 m/s²), la Trajectoire sera différente et la distance parcourue entre la Terre et Mars sera différente de 42.500.000 km, il y aura lieu de recalculer le temps T(C) (temps corrigé) par rapport à l’Accélération retenue , Ainsi Delta(T) sera égale à T(C)..

    Alain Mocchetti
    Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes
    Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)
    UFR Sciences de Metz
    alainmocchetti@sfr.fr
    alainmocchetti@gmail.com
    @AlainMocchetti

  4. Alain MOCCHETTI dit :

    MISSION SPATIALE SUR VENUS – CALCUL DE LA POUSSEE DES REACTEURS
    1. Si les Réacteurs sont du type conventionnel et fonctionnent avec du carburant classique, qui est utilisé entre autre pour les fusées Ariane 5 et Ariane 6 à partir de 2020 pour cette dernière, les Réacteurs possèderont une Tuyère de Laval dont le profil sera calculé grâce aux 2 Principes de la Thermodynamique, le mélange Air Carburant sera assimilé à un Gaz Parfait Compressible, donc nous pouvons écrire les équations suivantes :
    – Pv = rT (1) avec P la pression du mélange qui est variable selon le point où nous nous plaçons le long de l’axe de la tuyère, v le volume massique du mélange air carburant, r la Constante Massique du Gaz Parfait utilisé pour la combustion du mélange, et T la Température du mélange exprimée en degrés Kelvin, soient T(K) et T(C), cette dernière étant exprimée en degrés Celcius, nous pouvons écrire la seconde équation ;
    – T(C) = T(K) – 273 (2)
    Premier Principe de la Thermodynamique :
    – dE + dK = &We + &Qe (3)
    E : Energie Interne
    K : Energie Cinétique
    &We : Travail échangé avec le Milieu Extérieur
    &Qe : Quantité de Chaleur échangée avec le Milieu Extérieur
    Deuxième Principe de la Thermodynamique :
    – &Qe + &We = TdS (4)
    S est l’Entropie du volume considéré de gaz (mélange) brûlé
    Autre hypothèse : l’évolution des gaz dans la tuyère est assimilée à une ISENTROPIQUE REVERSIBLE (pas de frottement et pas d’échange de chaleur dans la tuyère avec le milieu extérieur car la vitesse des gaz dans la tuyère est élevée).
    Calcul de la poussée du Réacteur Conventionnel :
    – P = QM X V avec QM = pSV (5)
    P est la poussée d’un Réacteur en Newtons,
    QM est le Débit Massique du mélange brulé à la sortie de la tuyère,
    V est la Vitesse du mélange brulé à la sortie de la Tuyère du Réacteur. La poussée du Réacteur sera maximale quand les gaz atteindront mach 1 au Col de la Tuyère,
    – P = pSV^2 (6) donc plus V est grande plus P est importante.
    Théorème de la Résultante Dynamique :
    – M(T) GAMMA(A) = P (7) avec GAMMA(A) l’Accélération Absolue du Vaisseau Spatial calculée dans un REPERE HELIOCENTRIQUE qui est un REPERE GALILEEN,
    – M(T) = M(VS) + M(C) + M(P) (8)
    M(T) : masse totale du Vaisseau Spatial carburant, personnels et voyageurs compris,
    M(VS) : masse du Vaisseau Spatial vide, cad sans carburant et sans personnel ni voyageur,
    M(P) : masse du personnel et des voyageurs,
    M(C) : masse du carburant dans la soute,
    Remarque : M(C) est variable par rapport au temps, à accélération constante le débit de carburant sera variable, car M(C) diminue avec le nombre kilomètres parcourus et a donc un impact direct sur la Poussée du Réacteur P, il faut asservir la Poussée P et la Vitesse V pour maintenir GAMMA(A) constante.
    La Trajectoire Rectiligne de la Terre jusqu’à Vénus est la Trajectoire Absolue du Vaisseau Spatial, La Trajectoire Relative ne nous intéresse pas.
    Le Vaisseau Spatial sera équipé de 4 Réacteurs de taille acceptable assurant chacun comme poussée P/4, un seul Réacteur aurait une trop grande taille.
    2. Si les Réacteurs sont du type à Fusion Nucléaire, alors les soutes à carburant permettront d’assurer le voyage aller et le voyage retour. Le principe de fonctionnement des Réacteurs à Fusion Nucléaire diffère complètement de celui des Réacteurs du type conventionnel, je rédigerai un pavé de texte spécial pour expliquer le Fonctionnement des Réacteurs à Fusion Nucléaire.

    Alain Mocchetti
    Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes
    Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)
    UFR Sciences de Metz
    alainmocchetti@sfr.fr
    alainmocchetti@gmail.com
    @AlainMocchetti

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