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Le rêve pas si lointain de Jeff Bezos et Elon Musk est partagé par de nombreux scientifiques. Ils rivalisent d'idées pour coloniser l'espace.

par Servan Le Janne | 12 mai 2019

De la Terre, l’Homme verra bien­tôt une autre planète bleue scin­tiller comme en miroir dans le ciel. C’est la promesse faite par Jeff Bezos. Sur la scène du Conven­tion Center de Washing­ton, jeudi 9 mai 2019, le patron d’Ama­zon a présenté « Blue Moon », un appa­reil de 15 tonnes qui se posera sur la Lune en 2024. « Il est temps de retour­ner là-haut, mais cette fois pour y rester », lance-t-il à une foule de jour­na­listes triés sur le volet. Capable de trans­por­ter 3,6 tonnes de maté­riel, cet alunis­seur posera la première pierre de la route que l’homme le plus riche du monde veut créer dans l’es­pace. Il devrait atteindre le pôle sud de la Lune afin d’ex­ploi­ter l’eau glacée qui s’y trouve, de manière à la trans­for­mer en hydro­gène. À partir de ce carbu­rant, il sera ensuite possible d’ex­plo­rer le système solaire. « Et des choses incroyables se produi­ront », promet le patron d’Ama­zon.

Pour ne pas présen­ter cette mission comme un fantasme de milliar­daire, Bezos assure qu’é­tant donnée la crois­sance démo­gra­phique, « nous allons manquer d’éner­gie. C’est un problème mathé­ma­tique, ça va arri­ver. » Alors que les ressources s’épui­se­ront selon lui sur Terre, le reste du système solaire est riche. « Voulons-nous stag­ner et ration­ner ou voulons-nous le dyna­misme et la crois­sance ? » inter­roge-t-il. « Le choix est vite fait. Nous savons ce que nous voulons, il ne reste plus qu’à nous mettre au travail. » Pour aider la NASA à envoyer des astro­nautes sur la Lune, comme le veut Donald Trump, sa société Blue Origin est la mieux placée, vante-t-il : elle a été fondée en 2000, soit deux ans avant SpaceX, l’en­tre­prise d’Elon Musk.

Crédits : Blue Origin

« Oh arrête de nous titiller Jeff », a tweeté le créa­teur de Tesla en appre­nant la nouvelle. Le 20 juin prochain, Musk devrait donner plus de détails sur les moyens mis en œuvre dans le projet Star­ship pour bâtir une base habi­table et auto­nome sur Mars. La planète rouge possède l’avan­tage de se situer « assez loin de la Terre », ce qui lui donne plus de chance de survie qu’une struc­ture sur la Lune. Elle pour­rait alors repré­sen­ter la première de nombreuses colo­nies à venir.

Quant à Jeff Bezos, il ne vise pas seule­ment la Lune. Le patron d’Ama­zon songe à construire des stations spatiales orbi­tales géantes, dont la rota­tion serait source de gravité. De telles struc­tures, imagi­nées par le physi­cien de Prin­ce­ton Gerard K. O’Neill, pour­raient accueillir un billion de personnes dans un cadre aussi élaboré que buco­lique. « Ce serait une civi­li­sa­tion incroyable », s’émeut Jeff Bezos. On y vivrait constam­ment comme aux « meilleurs jours de Maui », une île d’Ha­waï, tout en pouvant reve­nir sur Terre. Cette pers­pec­tive n’ex­cite d’ailleurs pas seule­ment le PDG. Il existe même déjà une nation spatiale avant l’heure.

Asgar­dia

Igor Ashur­beyli tient la Terre entre ses mains. « Aujourd’­hui, Asgar­dia est le foyer de citoyens de plus de 200 pays », se rengorge ce quinqua­gé­naire russe en mani­pu­lant le globe de la taille d’un enfant qui trône dans son bureau. Le « père fonda­teur » est un bonhomme rond à la mous­tache et aux cheveux blancs. Son regard céru­léen perce derrière des verres sans monture et un cille­ment inces­sant. Ce 12 janvier 2017, plein de flegme, il s’adresse aux « hommes du futur » de la « nation spatiale » créée trois mois aupa­ra­vant.

Igor Ashur­beyli durant sa confé­rence de presse
Crédits : Asgar­dia

Pendant la première année du calen­drier asgar­dien, lui et ses 100 000 compa­triotes ont beau­coup à faire : « Approu­ver une consti­tu­tion, élire un gouver­ne­ment, choi­sir un drapeau, un hymne, un insigne et beau­coup d’autres choses. » Ainsi affran­chi des lois terrestres, le nouvel État pourra commen­cer à prévoir son instal­la­tion dans l’es­pace. Mardi 13 juin 2017, lors d’une confé­rence de presse orga­ni­sée à Hong Kong, Igor Ashur­beyli a annoncé le lance­ment d’un satel­lite conte­nant des données en septembre, une première étape avant de quit­ter ce monde. À terme, Asgar­dia doit envoyer un appa­reil réunis­sant les condi­tions propices à la vie. Comme dans le film Elysium (2013), cette station spatiale pour­rait prendre la forme d’un gigan­tesque anneau tapissé de végé­ta­tion et sillonné d’eau. C’est du moins le modèle à l’étude, doté de suffi­sam­ment de gravité et de ressources pour que l’es­pèce se perpé­tue loin du berceau.

Conquête

Du haut du plus grand immeuble de Hong Kong, les Asgar­diens cherchent un nouveau pied-à-terre sur la voûte céleste. Mardi 13 juin, dans un gratte-ciel de la pénin­sule asia­tique, Igor Ashur­beyli orga­ni­sait la deuxième confé­rence de presse de la « nation spatiale ». À partir de « ce lieu qui est presque le plus proche de l’es­pace », il a donné à chacun de ses citoyens le droit de char­ger 300 kilo­bits de données person­nelles dans le cargo orbi­tal ATK Cygnus, qui partira pour la Station spatiale inter­na­tio­nale (ISS) en septembre. Qu’il s’agisse d’une photo de « votre chaton, de votre voisin, de votre mère ou de votre enfant », a précisé le Russe, « vos données seront conser­vées pour toujours dans la mémoire de la nouvelle huma­nité spatiale puisqu’elles seront réins­tal­lées dans chaque satel­lite d’As­gar­dia, pas seule­ment dans l’es­pace proche mais sur la Lune et ailleurs dans l’uni­vers. » Quel inté­rêt ?

Pour John Stri­ck­land, membre du direc­toire de la Natio­nal Space Society, la conser­va­tion d’in­for­ma­tion revêt un inté­rêt stra­té­gique : « Nous sommes essen­tiel­le­ment entouré par des données géné­tiques. Elles peuvent être trans­por­tées ailleurs et restau­rées dans le futur. » En cas de catas­trophe, leur conser­va­tion empê­che­rait l’ex­tinc­tion des espèces connues actuel­le­ment. « Les progrès en biolo­gie laissent augu­rer des vies plus longues, ce qui pour­rait engen­drer des problèmes écono­miques et sociaux », ajoute-t-il. Sans parler du risque nucléaire. Igor Ashur­beyli cite à dessein la Lune comme une première étape car l’Agence spatiale euro­péenne (ESA) veut y instal­ler un village. Pour faire avan­cer cette idée qu’il porte depuis son arri­vée à la prési­dence de l’ESA, en juillet 2015, Johann-Dietrich Woer­ner a réalisé une vidéo de promo­tion en mars 2016 dans laquelle il vante les missions qui pour­raient y être menées « dans la science, les affaires, le tourisme ou même l’ex­ploi­ta­tion minière ». Cons­truite à l’aide des ressources de sa planète par des robots grâce à l’im­pres­sion 3D, la base vien­drait rempla­cer la Station spatiale inter­na­tio­nale, dont le programme doit prendre fin en 2024. D’ici là, dès 2018, la Chine enverra une sonde sur le pôle sud de la Lune afin de cher­cher de l’eau et les États-Unis analy­se­ront la compo­si­tion du sol de Mars grâce à la mission In Sight. L’Eu­rope a elle a dû repor­ter l’en­voi de son rover Exomars à 2020.

Crédits : ESA

« La prochaine étape logique », d’après Woer­ner, est la créa­tion d’une colo­nie évoluant en dehors de la Terre. Mais cette ambi­tion que fait sienne Elon Musk à travers SpaceX soulève quelques ques­tions. Pour répondre aux plus immé­diates d’entres elles, un groupe de de l’ESA et de l’agence spatiale russe Roscos­mos s’est mis dans les condi­tion d’un voyage vers la Planète rouge en 2010. Baptisé Mars500, ce projet repro­dui­sait les condi­tions rencon­trées durant un vol spatial. « La ques­tion prin­ci­pale », indique l’un des parti­ci­pants, l’in­gé­nieur français Romain Charles, « était de savoir si l’homme est psycho­lo­gique­ment et physio­lo­gique­ment capable d’en­du­rer le confi­ne­ment d’un voyage vers la planète Mars, en esti­mant que cela pren­drait huit mois à l’al­ler, un mois sur place et huit mois au retour ».

Après ce long périple cloué à un simu­la­teur de l’Ins­ti­tut des problèmes bio-médi­caux de Moscou, la réponse donnée a été oui. Mais deux facteurs extrê­me­ment impor­tants n’ont pas été analy­sés : le manque de gravité et les radia­tions. À mesure que l’on s’éloigne d’un astre, l’ef­fet de son champ de pesan­teur se réduit. Sujet à un flot­te­ment dans l’es­pace, le corps d’un cosmo­naute perd des muscles et de la résis­tance osseuse. Il est ainsi bien plus fragile. Or, les radia­tions émises par l’ex­plo­sion d’étoiles loin­taines le mettent aussi à l’épreuve. « Quand on quitte la proche banlieue terrestre, ces dernières peuvent produire des dégâts dans le corps humain », prévient Romain Charles. À une distance raison­nable du champ magné­tique de la Terre qui les dévient, les dommages ne sont pas trop graves. Mais au large, tout indique qu’elles sont mortelles. Pour s’en proté­ger, « on a pensé à une coque en plomb, mais c’est très lourd », explique Romain Charles. « L’eau est un bon bouclier, mais ça pose plein de problème tech­niques. » La NASA étudie, elle, une solu­tion à base de nano­tubes de nitrure de bore hydro­gé­nées (BNTT). « Cette matière est très résis­tante, même à très haute chaleur », observe Sheila Thibeault, une cher­cheuse de l’agence spatiale. À l’aune des progrès tech­niques, la colo­ni­sa­tion de Mars appa­raît « possible » à John Stri­ck­land. « C’est une planète qui ressemble assez à la Terre, il y a certes des choses à régler, mais ça pour­rait être fait en 200 ans. »

En cas d’échec du proces­sus de terra­for­ma­tion, c’est-à-dire de trans­for­ma­tion de la Planète rouge en une planète bleue, l’op­tion d’un vais­seau auto-suffi­sant serait à creu­ser. Elle présen­te­rait l’avan­tage de permettre aux Hommes d’al­ler d’une orbite à l’autre, en quête d’autres formes de vie. « On peut imagi­ner faire tour­ner une station cylin­drique par rapport à un axe central pour créer une gravité arti­fi­cielle », détaille Romain Charles. « Des systèmes à deux stations reliées par un long filin autour duquel elles pivotent ont aussi été imagi­nées. On a testé de petites centri­fu­geuses dans les stations pour créer une gravité arti­fi­cielle, cela fonc­tionne. » Seule­ment, « nous sommes actuel­le­ment inca­pables de lancer une fusée de plus de cinq mètres de largeur », tempère John Stri­ck­land. Avant d’ima­gi­ner un cylindre où nous repro­duire, il faut donc déjà savoir comment quit­ter la Terre.

Kalpana One, une colo­nie orbi­tale imagi­née pour la NASA

Tore

Un nuage de pous­sière avale la capsule Soyouz dès son atter­ris­sage dans une plaine du Kaza­khs­tan. Après six mois dans l’es­pace, Thomas Pesquet et Oleg Novitski retrouvent la planète qu’ils ont obser­vée avec tant de plai­sir depuis la Station spatiale inter­na­tio­nale, à 400 kilo­mètres d’al­ti­tude. Ce vendredi 2 juin 2017, ils peuvent enfin reti­rer les combi­nai­sons sur mesure qui les empê­chaient de gran­dir, l’ab­sence d’ape­san­teur engen­drant un allon­ge­ment de la colonne verté­brale. Comme si l’Homme n’était pas tout à fait préparé à prendre une telle hauteur. Il ne peut pour­tant s’en empê­cher. « La Terre est le berceau de l’hu­ma­nité, mais on ne passe pas sa vie entière dans un berceau », disait Cons­tan­tin Tsiol­kovski en 1911. Auteur d’œuvres vision­naires sur l’ex­plo­ra­tion spatiale, ce scien­ti­fique russe a ouvert la voie aux avion­neurs puis aux astro­nautes. Pour se propul­ser à la verti­cale, et donc se libé­rer de l’at­trac­tion, l’homme doit utili­ser la réac­tion, théo­rise-t-il en 1883 dans L’Es­pace libre. Après avoir dessiné un « train-fusée » et un « ascen­seur cosmique », il lance l’idée d’une instal­la­tion spatiale rota­tive produi­sant sa propre gravité dans la nouvelle de science-fiction Au-delà de la Terre.

Une véri­table ville pour­rait s’y déve­lop­per autour de produc­tions indus­trielles et agri­coles. Parmi ses inspi­ra­tions, Tsiol­kovski cite Jules Verne, dont les romans d’an­ti­ci­pa­tion passent de main en main dans les milieux scien­ti­fiques. Inspiré par De la Terre à la Lune (1865), le physi­cien alle­mand Hermann Oberth se met à imagi­ner des appa­reils à plusieurs étages. « S’il y a une petite fusée au-dessus d’une grande et que la grande est propul­sée alors que la petite est allu­mée, leur vitesse sera plus grande », écrit-il dans le livre La Fusée dans l’es­pace inter­pla­né­taire. Il y mentionne pour la première fois le mot Raum­sta­tion, c’est-à-dire « station spatiale » en alle­mand. L’un de ses disciples, Wern­her von Braun, le reprend dans À travers la fron­tière spatiale en 1952. Sur un modèle élaboré en 1928 par l’in­gé­nieur slovène Herman Potoč­nik, von Braun concep­tua­lise une roue de 76 mètres de diamètre, en orbite à 1 700 mètres autour de la Terre, dont la rota­tion à trois tours par minute crée­rait un phéno­mène de gravité arti­fi­cielle. Vendu à quatre millions d’exem­plaires, le numéro du maga­zine Collier’s dans lequel est publié son article en 1952 « fait gran­de­ment évoluer l’état de l’opi­nion publique à propos des voyages dans l’es­pace », souligne l’his­to­rien de la NASA Mike Wright. « Il rend réaliste l’idée d’une explo­ra­tion spatiale paci­fique. » L’idée se diffuse égale­ment au travers des fictions réali­sées par les studios Disney, avec lesquelles il colla­bore. Fasciné par les étoiles des pages du maga­zine Astoun­ding Stories, le fils de fermier anglais Arthur C. Clarke pense à la même époque qu’al­ler sur Mars pren­dra 100 jours dans les années 1990. D’échanges à la British Inter­pla­ne­tary Society, il en est venu à écrire des articles puis des livres au sujet d’in­va­sions extra­ter­restres (La Fin de l’en­fance en 1953) et de conquêtes spatiales (La Cité et les Astres, en 1956). Dans un registre plus terre à terre, les Sovié­tiques envoient Spout­nik en orbite en 1957.

Lancé quatre ans plus tard, le programme Apollo abou­tit en 1969, quelques mois après la paru­tion de 2001, L’Odys­sée de l’es­pace. Son scéna­rio est rendu célèbre par le film éponyme de Stan­ley Kubrick. On y découvre une station formée d’une double-roue. Au début des années 1970, alors que Sovié­tiques et Améri­cains mettent sur pied des satel­lites en forme de tubes héris­sés de panneaux solaires et ther­miques, ceux des futu­ristes conservent le modèle cylin­drique. En 1973, la NASA parvient à envoyer une espèce de moulin baptisé Skylab au voisi­nage de la Terre, là où Arthur C. Clarke imagine un immense vais­seau rond se déployer dans Rendez-vous avec Rama. Des concepts de roues ou de tores sont aussi esquis­sés à la demande de l’agence spatiale améri­caine par Don Davis et Rick Guidice. À l’uni­ver­sité de Stan­ford, le physi­cien Gerard K. O’Neill reprend les sphères élabo­rée par John Desmond Bernal en 1929 pour propo­ser son propre schéma de 500 mètres de diamètre tour­nant à 1,9 tour par minute. Il inspi­rera plus tard Jeff Bezos.

Une colo­nie orbi­tale imagi­née par Rick Guidice pour la NASA

Une usine spatiale

Si la station Mir (1986–2001) et la Station spatiale inter­na­tio­nale (ISS, lancée en 1998) ressemblent plus à un éten­doir qu’aux énormes donuts pensés pour accueillir une colo­nie, c’est que leur proxi­mité avec la Terre ne les exposent pas aux condi­tions extrêmes de l’es­pace loin­tain. « La protec­tion du champ magné­tique terrestre est encore assez présente dans l’ISS, donc les astro­nautes subissent plus de radia­tion que nous sur Terre mais ça reste dans des propor­tions correctes », explique Romain Charles. Une micro­pe­san­teur existe ainsi dans les stations qui gravitent autour du globe. Mais la forme des satel­lites est surtout contrainte par la taille réduite des objets que nous sommes en mesure d’en­voyer. Bâtir un anneau à l’image de celui d’Elysium réclame donc d’éta­blir une usine dans l’es­pace. « Vous avez besoin de robots », explique John Stri­ck­land. « Ils pour­raient œuvrer sur des rails pour ne pas avoir à se soucier de la gravité. Rendre cela soute­nable finan­ciè­re­ment néces­si­tera l’em­ploi de fusées réuti­li­sables. » La société de Jeff Bezos, Blue Origin, œuvre en ce sens en construi­sant une usine de fusées en Floride.

La conquête spatiale s’in­dus­tria­lise. Une fois l’usine instal­lée, elle aura comme objec­tif de produire un cylindre dont la rota­tion engendre une gravité arti­fi­cielle où l’air est respi­rable. « Cela fait 40 ans que nous construi­sons des vais­seaux adap­tés à la respi­ra­tion humaine », rappelle un autre direc­teur de la Natio­nal Space Society, Al Globus. « Nous avons juste besoin de les faire plus grands. » Diffé­rents filtres absorbent l’hu­mi­dité dans les stations spatiales et capturent le dioxyde de carbone rejeté par la respi­ra­tion, dont la toxi­cité à haute dose peut être mortelle. Ce système en circuit fermé engendre égale­ment de l’eau. Son auto­no­mie repose néan­moins pour le moment sur certains compo­sants comme le silice, régu­liè­re­ment réap­pro­vi­sion­nés depuis la Terre.

Les fleurs de l’ISS
Crédits : NASA

Par consé­quent, l’en­vi­ron­ne­ment de l’ISS présente des carac­té­ris­tiques propices au déve­lop­pe­ment de plantes. Sauf que faute de gravité suffi­sante, leurs racines, tiges et feuilles poussent en tout sens, à moins d’être guidées par de la lumière. Un jardi­nage méti­cu­leux a permis à l’as­tro­naute améri­cain Scott Kelly de faire pous­ser deux fleurs de zinnia dans la Station spatiale inter­na­tio­nale. En février 2017, des algues sont même reve­nues sur Terre après avoir passé 530 jours à l’ex­té­rieur de l’ap­pa­reil, expo­sées aux radia­tions et aux basses tempé­ra­tures. Or, remarque Romain Charles, « des systèmes à base d’algues micro­sco­piques permettent de produire de l’oxy­gène. Ils ne fonc­tionnent cepen­dant plus si elles mutent sous l’ef­fet des radia­tions. » Depuis une ving­taine d’an­nées, des cher­cheurs de l’uni­ver­sité auto­nome de Barce­lone tablent sur un écosys­tème pouvant fonc­tion­ner en vase clos. Basé sur le recy­clage, le projet Melissa est censé se réap­pro­vi­sion­ner en eau, en nour­ri­ture et en oxygène sans apport exté­rieur. Il est expé­ri­menté sur des rats qui vivent dans l’un des cinq compar­ti­ments où les compo­sants néces­saires se renou­vellent de manière indé­pen­dante. Une ingé­nie­rie complexe : « Connec­ter deux compar­ti­ments, c’est gérable », relève le respon­sable de cette expé­rience menée pour le compte de l’ESA, Chris­tophe Lasseur. « Mais lorsque nous passe­rons à trois, puis quatre et cinq, la complexité s’am­pli­fiera. » En atten­dant, « il n’y a pas encore de système clos complet qui donne satis­fac­tion », admet Romain Charles.

Dans l’es­pace, l’Homme peut en tout cas raison­na­ble­ment espé­rer pouvoir se repro­duire. Malgré une expo­si­tion à des radia­tions cent fois plus élevées que celles attei­gnant la Terre, le sperme de douze souris ayant séjourné 288 jours dans la Station spatiale inter­na­tio­nale a pu donner la vie. Les alté­ra­tions de l’ADN n’ont pas eu d’ef­fet néfaste sur le déve­lop­pe­ment de leur progé­ni­ture, ont constaté les cher­cheurs japo­nais de l’uni­ver­sité de Yama­na­shi à Kofu, en juin 2017. La nouvelle a dû réjouir le « père de la nation spatiale » Igor Ashur­beyli. Mais elle ne profi­tera au mieux qu’à ses petits-enfants.


Couver­ture : Bien­ve­nue sur Kalpana One. (Bryan Vers­teeg)


 

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