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Utiliser le sol lunaire pour construire une vie durable sur la Lune : voilà le plan de l'ESA pour la rendre habitable.

par Laura Boudoux | 8 février 2019

Cinquante ans après le petit pas de Neil Armstrong, l’hu­­ma­­nité se prépare sérieu­­se­­ment à prendre pied sur la Lune. L’Agence spatiale euro­­péenne (ESA) et Aria­­neG­­roup envi­­sagent « une présence humaine auto­­nome » à la surface du satel­­lite dès 2030. Les deux géants ont en effet annoncé en janvier 2019 la signa­­ture d’un contrat visant à étudier la possi­­bi­­lité d’une mission avant 2025.

Dans un premier temps, le maté­­riau néces­­saire à l’ins­­tal­­la­­tion d’un camp de robots doit être trans­­porté à bord d’une fusée Ariane 64, afin de collec­­ter et trans­­for­­mer le régo­­lithe qui tapisse la surface du satel­­lite. Car le plan est d’uti­­li­­ser cette couche du sol lunaire pour la trans­­for­­mer en eau, en oxygène, en carbu­­rant, et même en maté­­riau de construc­­tion anti­­ra­­dia­­tion. David Parker, le direc­­teur de l’ex­­plo­­ra­­tion humaine et robo­­tique de l’ESA, raconte comment l’Eu­­rope compte instal­­ler ses nouveaux bureaux sur la Lune d’ici 11 ans.

La fusée Ariane 64
Crédits : Aria­­neG­­roup/ESA

Qu’al­­lez-vous faire sur la Lune ?

En forant sa surface, nous voulons collec­­ter du régo­­lithe afin de voir comment conver­­tir ce maté­­riau en eau, en oxygène ou en maté­­riau de construc­­tion. Sur la Lune, la terre n’est pas vrai­­ment de la terre, puisqu’elle ne contient pas de matière orga­­nique. On trouve essen­­tiel­­le­­ment du régo­­lithe sous la surface. Au cours des 50 dernières années, nous avons iden­­ti­­fié des traces d’eau, étroi­­te­­ment liées à cette matière, présent prin­­ci­­pa­­le­­ment dans le pôle sud. Cette région se trouve en perma­­nence dans l’ombre, ce qui signi­­fie que moins la lumière du Soleil atteint la surface de la Lune, plus on trouve d’eau et de régo­­lithe.

Quel inté­­rêt y a-t-il à collec­­ter du régo­­lithe ?

Le premier, c’est qu’il nous permet­­tra d’en savoir plus sur les prémices du système solaire. Par exemple, la disper­­sion de l’eau avant son arri­­vée sur Terre devrait être éluci­­dée. Nous sommes quasi­­ment certains que la Lune a été créée lorsqu’un objet géant, de la taille d’une planète, a frappé la Terre primi­­tive, qui n’était à l’époque âgée que d’un milliard d’an­­nées. En d’autres termes, elle serait née de débris proje­­tés depuis la Terre primi­­tive et refor­­més dans son orbite. Il y a de bonnes chances pour que nous y trou­­vions des miné­­raux qui sont en quelque sorte les vestiges de cet impact destruc­­teur. Très récem­­ment, nous avons réexa­­miné certaines roches lunaires rappor­­tées sur Terre par le programme Apollo (1961–1975), et nous avons décou­­vert que l’une d’elles vient de chez nous. En allant sur la Lune, nous pouvons donc espé­­rer en apprendre davan­­tage sur les premières heures de la Terre.

Mais il y a une autre raison : les maté­­riaux qui se trouvent sous la surface de notre satel­­lite offrent la possi­­bi­­lité d’en­­vi­­sa­­ger un avenir là-bas. Pour le moment, nous devons tout rame­­ner – l’eau, l’oxy­­gène et les maté­­riaux de construc­­tion – si nous voulons nous instal­­ler de manière perma­­nente sur la Lune. Mais le régo­­lithe a une chance de chan­­ger la donne. Est-il possible de le trans­­for­­mer en maté­­riau de construc­­tion ? D’en extraire de l’eau potable et trans­­for­­mer cette eau en oxygène respi­­rable ? Ou même de l’uti­­li­­ser comme carbu­­rant pour nos fusées ? Cette étude menée avec Ariane Group fait partie d’une vision sur le long terme, et répon­­dra à ces ques­­tions à travers le déve­­lop­­pe­­ment de tech­­no­­lo­­gies permet­­tant une explo­­ra­­tion durable.

Le proto­­type de village lunaire de l’ESA
Crédits : ESA/Foster + Part­­ners

Quelles seraient ces tech­­no­­lo­­gies ?

Diffé­­rentes tech­­niques sont à l’étude. L’une d’elles implique de faire chauf­­fer le maté­­riau, afin de l’ex­­traire à travers des procé­­dés ther­­miques. On peut égale­­ment utili­­ser des cellules de carbu­­rant, comme lorsqu’on utilise de l’hy­­dro­­gène pour produire de l’élec­­tri­­cité. Nous analy­­sons égale­­ment la possi­­bi­­lité d’uti­­li­­ser des ondes, un peu comme si nous passions le sol lunaire au micro-ondes, pour le faire fondre et obte­­nir ainsi un maté­­riau de construc­­tion. Enfin, nous étudions la possi­­bi­­lité d’ex­­ploi­­ter l’im­­pres­­sion 3D, en utili­­sant le régo­­lithe comme matière première, pour impri­­mer des sortes de briques, afin de bâtir des struc­­tures sur la Lune. Chaque approche est étudiée spéci­­fique­­ment par une équipe, et nous ne savons pas pour le moment quelle est la plus effi­­cace.

Il est peu probable en revanche qu’il ait une utilité sur Terre. Le coût de trans­­port pour rame­­ner les maté­­riaux serait incom­­men­­su­­rable. Les gens rêvent d’ex­­ploi­­ta­­tion minière sur les asté­­roïdes pour rame­­ner du platine, ou des métaux précieux dont nous avons besoin pour les équi­­pe­­ments élec­­tro­­niques, et qui sont très rares sur Terre. Mais pour le moment, cela ne semble pas viable écono­­mique­­ment, à cause des coûts de trans­­port. Notre objec­­tif est de nous instal­­ler de manière durable sur la Lune, pas de rame­­ner des miné­­raux sur Terre.

Comment s’or­­ga­­ni­­se­­rait le travail à la surface de la Lune ?

Il faudra déjà dispo­­ser d’une quan­­tité impor­­tante de régo­­lithe. Pour le récol­­ter et le trans­­for­­mer, des robots seront néces­­saires. Cela pour­­rait durer des semaines, des mois, voire des années, avant qu’une instal­­la­­tion soit prête. De cette manière, lorsque les humains arri­­ve­­ront, la Lune sera déjà habi­­table.

La future station en orbite autour de la Lune
Crédits : ESA

Nous travaillons déjà aux prochaines étapes de l’ex­­plo­­ra­­tion : nous prépa­­rons les fusées et les véhi­­cules spatiaux de demain. L’ESA contri­­bue à la concep­­tion du véhi­­cule d’Ariane qui trans­­por­­tera les astro­­nautes en direc­­tion de la Lune. L’idée est d’abord de bâtir un pôle, un camp de base en orbite baptisé Lunar Gate­­way (la Station lunaire), dont la construc­­tion commen­­cera dans les cinq premières années de la décen­­nie à venir, soit entre 2020 et 2025. Nous pour­­rons ensuite débu­­ter les travaux robo­­tiques, contrô­­lés par les astro­­nautes en orbite au-dessus de la Lune.

Le retour des êtres humains sur la Lune aura lieu en 2030. Désor­­mais, tout est une ques­­tion de finan­­ce­­ment, afin de passer de la science à l’in­­gé­­nie­­rie pratique. C’est là que l’Euro­­pean Explo­­ra­­tion Enve­­lope Programme (E3P) inter­­­vient. Cette enve­­loppe inclut notre travail sur les stations spatiales, tout ce qui concerne notre mission robo­­tique et la construc­­tion du Lunar Gate­­way. Nous voulons envoyer le premier astro­­naute euro­­péen sur la Lune, et nous souhai­­tons égale­­ment instal­­ler une mission robo­­tique sur Mars, afin de forer sa surface, dès 2020.

Combien coûtent toutes ces missions ?

Il y a envi­­ron 500 millions d’ha­­bi­­tants dans l’Union euro­­péenne. L’ESA coûte à chaque personne envi­­ron un euro par an, et pour faire les choses que nous souhai­­tons faire, nous aime­­rions ajou­­ter un supplé­­ment de 20 centimes par an à cette addi­­tion. Voilà de quel genre de budget nous parlons : nous avons besoin de 600 à 700 millions d’eu­­ros par an. Et j’es­­père sincè­­re­­ment que nous y parvien­­drons.

Oui, on peut parler d’igloo lunaire
Crédits : ESA/Foster + Part­­ners

Quand on pense que la NASA dépense 50 millions de dollars par semaine pour son programme d’ex­­plo­­ra­­tion, nous nous devons de faire cet effort. D’au­­tant que nous avons d’ex­­cel­­lents retours sur inves­­tis­­se­­ment, en termes de décou­­vertes scien­­ti­­fiques et de nouvelles tech­­no­­lo­­gies. Tout l’argent que nous dépen­­sons reste sur Terre et alimente nos indus­­tries euro­­péennes, nos univer­­si­­tés. La robo­­tique, l’in­­tel­­li­­gence arti­­fi­­cielle, les systèmes éner­­gé­­tiques : nous faisons concrè­­te­­ment progres­­ser nos tech­­no­­lo­­gies euro­­péennes. L’ex­­plo­­ra­­tion spatiale est un bon moyen d’im­­pliquer l’Eu­­rope dans des projets inter­­­na­­tio­­naux et d’ins­­pi­­rer les géné­­ra­­tions futures. Nous ne voyons que des béné­­fices à ces missions.

Existe-t-il une réelle colla­­bo­­ra­­tion entre les pays et les agences spatiales ?

Tout à fait, tout repose là-dessus. Cette année, nous allons envoyer l’as­­tro­­naute italien Luca Parmi­­tano sur la Station spatiale inter­­­na­­tio­­nale, à bord d’une fusée russe, avec des astro­­nautes améri­­cains et russes. Cette colla­­bo­­ra­­tion inter­­­na­­tio­­nale est capi­­tale, même si cela passe par des négo­­cia­­tions poli­­tiques compliquées. Tout ce que nous faisons fait partie d’une colla­­bo­­ra­­tion inter­­­na­­tio­­nale : nous travaillons avec les Améri­­cains, les Cana­­diens, les Japo­­nais, les Russes, les Chinois, etc. Il y a telle­­ment à faire que nous pouvons tous appor­­ter notre contri­­bu­­tion. Dans les années 1960, une véri­­table course à l’es­­pace était menée entre les États-Unis et l’Union sovié­­tique, mais il existe aujourd’­­hui une colla­­bo­­ra­­tion à tous les niveaux.

De quelle manière seront distri­­buées les ressources entre les pays ?

En l’état actuel du droit inter­­­na­­tio­­nal, il est impos­­sible de possé­­der la Lune ou ses ressources. Personne ne peut dire « cette partie m’ap­­par­­tient ». C’est un bien commun, plané­­taire. C’est un peu comme les eaux inter­­­na­­tio­­nales : vous ne pouvez pas en être proprié­­taire. Cepen­­dant, sur Terre, il existe des accords qui vous auto­­risent à extraire des ressources des mers, pour autant que cela s’ins­­crive dans une vision à long terme, un projet durable. Nous abor­­dons les ressources présentes sur la Lune de la même manière, afin de les utili­­ser de manière durable. C’est un des prin­­ci­­paux défis du futur, et de nombreux avocats très compé­­tents commencent à réflé­­chir à ces problé­­ma­­tiques, tout comme les Nations unies.

Hâte
Crédits : ESA/Foster + Part­­ners

Comment rendre la Lune vrai­­ment vivable ?

Nous devons d’abord appor­­ter à nos explo­­ra­­teurs humains de l’oxy­­gène, de l’eau et de la nour­­ri­­ture. Alunir requiert ensuite une ingé­­nie­­rie complexe, avec des systèmes de contrôle de propor­­tion et de guidage afin que la sécu­­rité soit assu­­rée. La pous­­sière lunaire, le régo­­lithe, repré­­sente un véri­­table obstacle pour les machines, mais aussi pour les humains. Ces parti­­cules sont incroya­­ble­­ment fines et très, très aigui­­sées, ce qui endom­­mage énor­­mé­­ment les méca­­nismes des appa­­reils. En les dessi­­nant, nous devons donc prendre en compte cet envi­­ron­­ne­­ment hostile. Nous devons aussi proté­­ger les humains afin d’évi­­ter que la pous­­sière ne se loge dans leurs poumons, car cela pour­­rait causer des problèmes de santé.

En raison de la manière dont la Lune tourne autour de la Terre, qui orbite elle-même autour du Soleil, un jour lunaire dure 14 jours terriens et une nuit autant. Dans l’obs­­cu­­rité, il fait extrê­­me­­ment froid, ce qui pose un grand défi aux humains et aux machines. Personne ne l’a relevé jusqu’à présent, même si la Chine a réussi le premier alunis­­sage sur la face cachée de la Lune en janvier dernier.

Enfin, c’est un envi­­ron­­ne­­ment qui comporte des radia­­tions très sévères, émises par le Soleil et les étoiles. Il faut donc une protec­­tion et c’est l’une des utili­­tés possibles du régo­­lithe : nous pour­­rions enter­­rer notre base lunaire en-dessous, pour être proté­­gés.

La vie sur la Lune sera donc majo­­ri­­tai­­re­­ment souter­­raine ?

Sur le long terme, ce sera la solu­­tion la plus probable, oui. Nous construi­­rons de fines struc­­tures métal­­liques, pour four­­nir un envi­­ron­­ne­­ment hermé­­tique que nous enter­­re­­rons sous le sol. Le régo­­lithe sera empilé au-dessus de nos bâti­­ments, un peu à la manière d’un igloo pour les Esqui­­maux, afin de nous proté­­ger des radia­­tions.

Verrons-nous bien­­tôt des complexes touris­­tiques se construire sur la Lune ?

Nous ne verrons pas de touristes aller sur la Lune au cours des dix prochaines années. SpaceX parle de construire de très grandes fusées, mais cela ne repré­­sente que le début de la réso­­lu­­tion du problème. Dans quelques années, peut-être que des touristes très riches pour­­ront voya­­ger autour de la Lune. Mais je pense qu’il faudra attendre les années 2030 avant que vous et moi ne puis­­sions réser­­ver un billet pour visi­­ter notre satel­­lite. Ou nous y instal­­ler défi­­ni­­ti­­ve­­ment. Cela arri­­vera certai­­ne­­ment, car nous sommes extrê­­me­­ment doués pour résoudre des problèmes !


Couver­­ture : Le village lunaire de l’ESA. (ESA/Foster + Part­­ners)


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