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Epistémologie Generale        Chapitre VIII-10       

 

VIII-10 Coloniser et terraformer les planetes

 

Scrupules spirituels

Avons-nous le droit d'oblitérer totalement l'évolution naturelle d'une planète comme Mars ou Vénus? Je ne le sais pas. Déjà aujourd'hui, la tendance est de considérer l'espace et les planètes comme des réserves naturelles, et même des zones inhabitables de la Terre. Il se pourrait donc que l'idée de terraformer une planète pour la coloniser ne soit pas du tout valable, et que ce chapitre ne vaille pas la peine de le lire une ligne plus loin.

L'affaire est encore plus difficile si on considère un autre système solaire: qui en est le propriétaire, dans ce cas? Qui a le droit de le prendre comme lieu de vie? Surtout si on considère que tout le monde n'a pas cette possibilité.

 

À court terme, beaucoup considèrent que coloniser d'autres planètes est la solution pour soulager une Terre surpeuplée aux ressources épuisées. Cette affirmation est d'une naïveté criminelle: les problèmes qui se produisent sur Terre proviennent de notre esprit, et non pas de la planète. Et nous apporterons ces problèmes avec nous, partout où nous irons. L'expérience a déjà été faite mainte fois: les gens du Mayflower, les soviétiques, les Hippies... ont tous abandonné un ancien monde qu'ils accusaient de tous les maux, juste pour reproduire exactement les mêmes maux dès qu'ils ont ouvert leurs bagages dans leur nouveau lieu. Ainsi, si nous allons sur Mars, il sera surpeuplé à son tour en vingt ans.

Donc les problèmes qui se passent sur Terre devront être résolus sur Terre, car se sont des problèmes psychologiques et spirituels, qui doivent être résolus par des méthodes psychologiques ou spirituelles. En particulier, la pollution et la surpopulation ont tous des solutions techniques abordables, qui n'attendent que nous ayons la volonté de les utiliser. Personnellement, ma toute première réalisation spirituelle d'adolescent a été de dormir avec une femme SANS la mettre enceinte. Et sans pilules ni caoutchouc. Alors laissez-moi rire...

L'idée de coloniser d'autres planètes pour échapper à nos problèmes sur Terre a un partisan bien connu: Stephen Hawking, parmi hélas beaucoup d'autres scientifiques de haut niveau. Il est considéré comme une sorte de demi-Dieu par les médias, de par sa vulgarisation charismatique de la physique, et son état de santé douloureux. Cependant, aucun des deux ne donne la moindre autorité dans les domaines humains ou spirituels. Et qu'il est triste de voir des scientifiques défendre le dogme religieux arbitraire d'avoir à nous reproduire et croître continuellement.

 

En plus, beaucoup raisonnent comme si il suffisait de lancer une fusée pour pouvoir coloniser les planètes et les étoiles. Ils ne réalisent tout simplement pas l'énorme entreprise d'amener tous le matériel nécessaire sur une autre planète. À l'époque de Christophe Colomb, il suffisait d'amener quelques outils et semences dans des navire en bois, pour pouvoir coloniser de nouvelles terres. Mais pour une autre planète, il faut bien plus: l'air, l'eau et même la terre elle-même doivent être amenés, à un coût tel qu'un seul grain de blé coûterait plus que toute l'expédition de Christophe Colomb. Et tout ça juste pour vivre dans des boîtes et des tunnels, avec des compagnons qui peuvent se transformer en tyrans, comme cela est arrivé dans de nombreuses communautés Hippies.

 

Enfin, si il y a une sorte de police interstellaire, le moment où nous commenceront à coloniser d'autres systèmes stellaires pourrait être le moment précis où ils se manifesteront à nous... vos papiers, s'il vous plaît.

Terraformation de Mars

Mars est considérée comme la plus facile à habiter. Mais cela arrivera t-il?

L'astronautique est en train de démontrer exactement le contraire: les robots et les dispositifs télécommandés remplacent de plus et plus les missions humaines, parce qu'ils sont beaucoup moins chers, plus simples et qu'ils posent bien moins de problèmes logistiques. Ce qui fait que l'intérêt pour même une simple base scientifique sur Mars diminue très vite. Même les colonies minières s'estompent dans un avenir imprévisible: il est beaucoup plus simple d'exploiter les astéroïdes, en particulier ceux qui menacent la Terre. La raison en est qu'il suffit de détourner un peu le minerais récupéré, alors que depuis Mars, il faut l'extraire du puits gravitationnel de la planète.

En admettant que nous installions une base sur Mars, nous ne pouvons pas considérer cela comme vivre sur la planète: rester jusqu'à notre mort enfermé dans des tunnels ou des bidons ne s'appelle pas «vivre», cela s'appelle être en prison. Avec aucune évasion possible. Jamais.

(Ajouté le 3 Octobre 2017) Pour cette raison, on peut considérer les projets actuels de colonisation de Mars comme pour le moins prématurés. Dans le contexte actuel, ce seraient de toutes façons des missions suicide. De plus, ce n'est pas à une société privée de décider si nous devons aller sur Mars, ni comment. S'y ajoute la contamination de Mars par des bactéries terrestres, ou pire des maladies martiennes amenées sur Terre. Le projet évacue également tout l'aspect politique, culturel, affectif et spirituel de la vie des colons, claquemurés dans leurs cercueils spatiaux. Enfin il faut faire taire l'imposture intellectuelle d'abandonner la Terre et ses habitants à la pollution, en prétendant faire mieux ailleurs sans aucun projet social ni spirituel. Rappelons-nous que toutes les tentatives de ce genre ont lamentablement échoué, quant elles n'ont pas tourné aux pires dictatures.

 

Vivre vraiment sur Mars signifie de pouvoir nous promener en plein air, entendre des oiseaux, sentir les fleurs, aller dans des endroits sauvages (un rêve vite impossible si nous faisons la même surpopulation sur Mars que sur Terre: il sera vite recouvert de béton). Sans parler bien sûr des cultures nécessaires pour nourrir les colons. Problème, sur Mars, il n'y a pas d'air, il n'y a pas d'eau, il n'y a même pas de terre, aucune matière organique.

 

Alors la terraformation Mars nécessite «juste» d'apporter tout cela. Et le seul moyen est de détourner des comètes afin qu'elles tombent sur Mars. En admettant que l'impact ne disperse pas l'eau et les gaz, un tel processus peut exiger des milliers ou des centaines de milliers d'années, selon la quantité d'efforts soutenus que nous voudrons bien investir sur une telle durée.

Ajouté le 14 Février 2016: une telle durée exclut formellement tout «investissement» égocentrique. Abandonner le capitalisme (chapitre VI-8) pourrait donc être le tout premier investissement nécessaire pour habiter d'autres planètes.

 

Je retiens la paternité du mot comclast© (littéralement: briseurs de comète), des vaisseaux spatiaux capables de dévier des comètes, afin de nourrir une planète avec les matériaux nécessaires à la vie. Idéalement, ils sont automatisés et ils utilisent des propulseurs ioniques pour voyager dans l'espace. Comme source d'énergie, ils ont besoin de fusion nucléaire, de sorte qu'ils doivent se «nourrir» de l'eau des comète. Ils sont faits de fibres de carbone extrait des comètes, ce qui leur donne des formes aérodynamiques d'un noir brillant. Ils changent d'orbite lentement mais dans la durée. Quand ils s'approchent d'une comète intéressante, ils la saisissent à l'aide de longs bras (des centaines de mètres à plusieurs kilomètres) terminés par de large raquettes. Une fois cela fait, ils activent leur propulseur ionique jusqu'à ce que le corps capturé soit sur une orbite d'impact. Le comclast doit alors se dégager pour éviter l'impact, et rechercher un autre corps à capturer.

Terraformation de Vénus

Terraformer Vénus est généralement considéré comme impossible, à cause de sa température proche du rouge et de son immense océan de dioxyde de carbone. Toutefois, cela pourrait nécessiter bien moins de transport de matériaux que Mars, puisque l'air, l'eau et la matière organique sont déjà sur Vénus en quantité utilisable.

L'idée est construire une ombrelle à Vénus, capable de dévier la majeure partie de la lumière du soleil. Un astéroïde de fer pourrait suffire, avec une usine solaire pour le trancher en feuilles minces en orbite vénusienne. Les feuilles tourneraient au hasard, mais en moyenne elles peuvent tout de même fournir une protection efficace. D'autres scientifiques proposent l'installation du bouclier au point de Lagrange L1, où ils n'a pas besoin de bouger. Mais ici, il n'est pas stable.

 

Que se passerait-il si Vénus refroidissait? Beaucoup de choses, parce que son atmosphère basse contient probablement des brumes de composés chimiques tels que des sulfures, ou même de métaux fondus. Mais le principal est que l'eau formerait un océan. Qui ne serait toutefois pas suffisant pour rendre Venus habitable, parce qu'il y aurait de l'acide sulfurique dans cet océan, et encore 90 bars de dioxyde de carbone dans l'air.

Idéalement à ce moment, serait que ces deux rencontrent assez de métaux alcalins (calcium, sodium, potassium, magnésium), pour qu'ils forment des sulfates (plâtre) et du calcaire. C'est tout à fait possible, étant donné que la quantité totale de gaz carbonique libre sur Vénus n'est pas beaucoup plus élevée que le dioxyde de carbone piégé dans le calcaire sur Terre! Mais il faudra des millions d'années, puisque la libération de ces métaux ne se produit que lentement, avec l'érosion.

Ajouté le 15 Juin 2016: Mais justement, il y a très peu d'eau sur Vénus. Au début, l'atmosphère de Vénus aurait été très semblable à celle de la Terre, avec même un ciel bleu. Mais la pression d'azote plus élevée, avec en plus davantage de chaleur solaire, ont probablement empêché le peu d'eau d'atteindre la pression partielle de condensation. Ainsi l'eau n'a jamais pu éroder le sol, et les processus ci-dessus ne se seraient jamais produits, laissant le gaz carbonique s'accumuler et verouillant la planète dans un terrible effet de serre.

Modifier les orbites des planètes

Déplacer Mars et Vénus vers l'orbite de la Terre leur permettrait toutes deux d'avoir des conditions de vie bien meilleures. Mais cela semble un projet tellement énorme, qu'il est généralement jugé impossible.

Cependant, il y a une solution viable: lorsqu'une sonde spatiale utilise une planète comme assistance gravitationnelle, elle lui retire un peu de sa vitesse. Avec les sondes d'aujourd'hui, cette quantité est insignifiante, mais l'action répétée de gros corps pourrait produire des résultats efficaces. L'idée est donc de piloter un astéroïde sur une orbite telle qu'il croise régulièrement de près les deux planètes, prenant l'énergie de l'une pour pousser l'autre. (Étant donné que Mars est beaucoup plus petit que Vénus, Jupiter ou Mercure pourraient être mis à contribution pour équilibrer).

Ce système aura quand même une application très utile: éloigner la Terre elle-même du Soleil, afin qu'elle conserve un climat suffisamment frais. Sans cela, la photosynthèse pourrait devenir impossible sur Terre avant 1 milliard d'années, alors que nous avons encore 4 milliards d'années de lumière du Soleil à profiter.

La vitesse et l'efficacité d'un tel projet dépendra de la quantité et de la masse des corps utilisés pour échanger l'énergie d'une orbite à l'autre. Il faudra tout de même des millions d'années, mais ce n'est pas un problème pour les gens psychoéduqués libérés de leur égo (chapitre V-12). On aura au minimum besoin du petit projet, déplacer la Terre, mais nous avons bien assez de temps pour cela.

 

Le principal danger toutefois en déplaçant les planètes serait de les mettre sur des orbites instables, où elles devraient être surveillés pour toujours (ce qui forcerait nos descendants à garder de la haute technologie). Dans ce cas, il pourrait arriver des choses comme une rencontre entre la Terre et Vénus, qui pourrait projeter la Terre sur une orbite elliptique très peu pratique, avec des hivers glaciaux et des étés brûlants au point de stériliser la planète. Une collision directe deviendrait même possible. Étant donné que la vitesse de collision minimale est égale à la somme des deux vitesses de libération, ces collisions sont susceptibles de vaporiser et de pulvériser les deux planètes. Même une collision lointaine, par exemple entre Vénus et Mercure, créerait assez de poussière pour ombrager la Terre pendant des dizaines de milliers d'années, sans compter la pluie de météorites.

Et quelle serait la meilleure configuration? La plus séduisante est très probablement de placer Mars et Vénus aux points de Lagrange de la Terre. Malheureusement, nous ne savons pas si une telle configuration est stable à long terme. Probablement pas. Une autre configuration est vraisemblablement plus stable: mettre Mars en orbite autour de Vénus et apporter la paire vers l'un des points de Lagrange de la Terre. Ou même une configuration à 4 corps, avec Vénus, Mars et la Lune en orbite autour de la Terre. Probablement trop dangereux d'essayer, mais une vision fantastique dans notre ciel nocturne... Et de terribles marées.

Extraction minière sur la Lune

En supposant que la Lune ne soit pas déclarée en réserve, c'est la seule planète où l'extraction minière pourrait en valoir la chandelle. La raison est que la faible gravité permet à un simple canon électromagnétique d'envoyer les métaux extraits sur Terre, à l'aide de l'abondante électricité solaire. Mais seulement pour des métaux de prix élevé. Si il y en a sur la Lune: comme elle est entièrement volcanique, il manque les processus géologiques qui ont formé la plupart de nos mines sur Terre. Ainsi les mines lunaires pourraient tout simplement ne pas exister!

Il y a une exception, cependant, car de vastes mines d'uranium ont été identifiées sur la Lune. Assez grandes pour être visibles à l'œil nu: la roche de certaine des «mers» lunaires est fortement enrichie en uranium! C'est la chaleur de cet uranium, précisément, qui a produit ces énormes éruptions volcaniques qui ont formé les «mers».

Bien sûr cet uranium ne peut pas être envoyé sur Terre, à cause des dangers de l'industrie nucléaire. Mais il pourrait être une occasion unique de fournir du carburant à des sondes interstellaires munies de réacteurs à fission! Parce que nous pouvons faire des sondes à fission, mais il n'est pas démontré que nous puissions faire des sondes à fusion.

Voyage interstellaire et colonisation de l'espace

Beaucoup a été dit sur le voyage interstellaire: méthodes de propulsion, vaisseaux spatiaux habités, etc.

Cependant, la plupart des gens semblent ne pas réaliser une chose: à moins que quelque découverte imprévue, le voyage interstellaire est condamné à durer des siècles, voire des millions d'années. Il n'y a aucune preuve, bien au contraire, que des vaisseaux de style Star Wars puissent exister et rendre les voyages interstellaires plus rapides, même d'un peu.

Pour une sonde spatiale automatique, cela peut encore marcher, et il n'est pas improbable que dans un futur proche (peut-être même durant le 21ème siècle), nous envoyons des sondes spatiales automatiques à nos plus proches voisins de l'espace. Une telle entreprise est également économiquement soutenable, si il y a une volonté internationale de le faire.

Ces machines devront utiliser l'énergie nucléaire. Nous savons comment utiliser la fission à cet effet, mais la fission souffre de la rareté des ressources en matières fissiles hors de la Terre. La fusion peut en théorie se nourrir d'hydrogène un peu partout, mais il n'est pas sûr que nous puissions faire des réacteurs à fusion, malgré la grande quantité de recherches à ce sujet.

 

De sorte que le voyage interstellaire automatique est possible avec les technologies de fission nous avons aujourd'hui, mais seule la fusion lui permettrait d'être vraiment efficace.

 

Le voyage interstellaire pour transporter des personnes est une autre histoire. En effet, même pour atteindre l'étoile la plus proche, plusieurs générations devront vivre dans le vaisseau spatial... en admettant que les enfants puissent se développer normalement en apesanteur, ce qui est très peu probable. Il faut un système de soutien vital très lourd, et un énorme bouclier anti-radiations. Mais cela pose aussi d'énormes problèmes humains. Très probablement, l'équipage se battra ou se révoltera, au point de cesser d'entretenir le vaisseau spatial, et même de le détruire. Arriveraient-ils tout de même, leurs motivations seraient entièrement différentes de celles des envoyeurs, et ils développeraient une civilisation qui leur serait propre. Qui pourrait être mieux que sur Terre... ou bien pire.

 

Ma contribution à l'affaire est originale: nous n'avons pas réellement besoin de personnes qui voyageraient dans le vaisseau spatial (plus tous les animaux et les graines). Il suffit d'envoyer le code ADN sous forme de données informatiques. Une Arche d'ADN! (Je revendique la paternité sur ce nom, à partir du 9 février 2015). Une fois arrivé dans un environnement approprié, des nanorobots peuvent retranscrire à nouveau ce code en ADN vivant, afin de reconstituer un milieu de vie complet avec des plantes, des bactéries et tout le nécessaire pour un écosystème entièrement fonctionnel. (Sauf précédence, je revendique la paternité de cette idée, que j'ai publié dans ma bande dessinée en ligne des likpas en 2013, voir l'histoire «la MERE» (Il vaut mieux lire d'abord les autres histoires, pour le suspense))

Ceci est en passant une occasion unique de créer un écosystème parfait, exempt de toute maladie, prédateurs, créatures toxiques ou envahissantes, un monde sans une seule épine, où nous pourrions vivre nus et marcher pieds nus, sans aucun autre outil que nos mains, notre nez et notre bouche...

Dès qu'un premier écosystème est complet et suffisamment grand pour soutenir une communauté humaine, les robots n'auront plus qu'à «synthétiser» des humains. Mais c'est là la partie la plus délicate, car les bébés et les enfants ont un besoin vital de parents pour leur éducation. Les humains sans parents meurent!

Une solution possible est d'avoir des robots humanoïdes comme parents. Mais même ainsi, la première génération sera fort probablement idiote. Mais dès qu'ils auront atteint l'âge adulte, ils pourront alors procréer une meilleure seconde génération, et assurer son soutient affectif, pendant que l'éducation intellectuelle sera assurée par les robots.

Mais un processus entièrement dirigé par des robots souffre de graves défauts: quand une deuxième génération d'enfants a d'un côté des parents idiots, mais réels, tendres et sensuels, et de l'autre des éducateurs intelligents mais mécaniques, alors il sera très difficile pour eux de choisir le bien... Pire, les robots ont une décision cruciale à prendre: d'un côté, garder le contrôle sur d'éventuels enfants malveillants et les empêcher de prendre le pouvoir, et de l'autre renoncer à leur pouvoir de robot quand une communauté de personnes psychoéduquées s'éveillera. Mais justement, comment un robot peut t-il apprécier malveillant ou psychoéduqué? Et les deux côtés sont dangereux: ils laissent un dictateur libre, ou ils deviennent des dictateurs eux-mêmes.

La solution est sans doute ce que j'explique à la fin du chapitre V-18: des cerveaux électroniques capables de libre arbitre, afin qu'ils puissent être investis par une véritable conscience. Quand ils le font, ils peuvent alors conduire le peuple nouveau-né, lui éviter de tomber dans le mal, et savoir quand les robots peuvent renoncer à leur contrôle.

Il y a une autre solution, qui semble très science fiction, mais dont la possibilité technique apparaît précisément aujourd'hui (janvier 2015): des imprimantes 3D capables de créer des corps humains, en les tricotant cellule par cellule. De cette façon ils peuvent contourner l'étape de l'éducation, et créer directement les cerveaux psychoéduqués, en les assemblant neurone par neurone! Ils peuvent même utiliser comme modèle les cerveaux les plus doués, grands artistes, gens de coeur, ou même des êtres spirituels même hautement évolués, dès qu'ils meurent naturellement et que le connectome (note 88) de leur cerveau peut être mesuré. Ce processus semble beaucoup plus sûr que les aléas de l'éducation. Il nous faudrait toutefois le garder pour des occasions spéciales, comme ici, comme ici, ou pour réparer des mutilations.

 

Cette idée fait que la colonisation de l'espace serait peut être techniquement plus facile qu'on se l'imagine (beaucoup plus facile en tous cas que la méthode du vaisseau spatial habité). Mais dans tous les cas de figure, la psychoéducation apparaît comme un ingrédient indispensable à la réussite d'un tel projet. D'où son importance dans une discussion sur le paradoxe de Fermi: seules des espèces psychoéduquées peuvent quitter leur planètes.

Et réciproquement, elles seules peuvent venir sur Terre.

Mission Europa

Ceci est une perspective très proches, dans quelques années.

Il est maintenant très sûr que Europe a un océan, caché sous seulement quelques kilomètres de glace. La grande question est donc: cet océan abrite t-il la vie? Il le peut, puisque rien ne s'oppose à l'évolution de la vie dans cet environnement stable depuis quatre milliards d'années (peut-être trop stable, il manque les goulets d'étranglement qui ont favorisé l'évolution sur Terre). En plus, il y a une source d'énergie abondante, avec (probablement) beaucoup de soufre des volcans. Mais hélas ce soufre peut aussi avoir rendu cet océan très acide, interdisant la vie. Quoi qu'il en soit, la seule façon de savoir est d'envoyer une sonde dans cet océan.

Pas si simple, et plusieurs projets ont été envisagées, comme une puissante source radioactive, fondant la glace jusqu'à ce qu'elle atteigne l'eau libre. Cela pose beaucoup de difficultés, comme l'atterrissage en douceur d'une lourde charge, dérouler un long câble, résister à l'environnement d'intense radiations sur la surface d'Europe, sans parler du danger de lancer une grosse source radioactive à travers l'atmosphère terrestre.

Cependant, il y a une solution plus simple: en de nombreux endroits, la croûte glacée d'Europe a été retournée par des processus violents, qui l'ont brisée, autorisant l'eau d'en dessous à arriver à la surface et à geler. Cette glace fraîche est facilement reconnaissable à sa couleur rose. Cette couleur est-elle causée par l'acide, par des sels dissous, ou par une forme de bactéries? Il n'y a pas besoin de creuser toute l'épaisseur de la glace pour le savoir, car là c'est juste à la surface.

 

Le plan que je propose est de lancer, depuis la Terre, une petite sonde, mais à grande vitesse, jusqu'à ce qu'elle atteigne directement Europe. Elle utiliserait des systèmes de navigation informatique de pointe pour atteindre une cible très précise (une tache rose), en utilisant un petit étage de croisière et de guidage utilisant un moteur au xénon. L'approche finale d'Europe serait conçue pour réduire au minimum la vitesse relative (en utilisant éventuellement une assistance gravitationnelle des lunes extérieures). Puis la sonde ne ralentirait pas, mais elle frapperait la surface comme un obus, afin de s'enterrer elle-même dans la glace rose. Cette manoeuvre brutale a un but précis: la sonde atteindrait une profondeur de quelques mètres, où elle serait abritée de l'intense radioactivité sur Europe. En même temps, elle atteindrait des matériaux qui seraient resté protégés des rayonnements. Enfin, cette sonde n'aurait pas besoin d'une fusée d'atterrissage, d'où sa petite taille et son faible coût.

Une fois à poste, elle activerait une batterie, et effectuerait des analyses et des photographies microscopiques de quoi qu'elle trouve. Elle aurait ensuite quelques heures pour envoyer les résultats par radio, à un vaisseau spatial de relais dans le système jovien.

En se dépêchant un peu, cette mission à faible coût pourrait atteindre son objectif alors que Juno serait toujours là pour servir de relais.

Un aspect fascinant de cette mission est que, de par son très faible budget énergétique, elle devra être entièrement automatique, et totalement silencieuse et furtive en radio, ne commençant à émettre que pour Juno la trouver et jouer son rôle de relais.

Et son petit budget lui permettrait de fonctionner avec un financement amateur.

Atterrisseur Vénusien

Avoir une sonde sur le sol de Vénus aiderait à résoudre de nombreuses questions cruciales. En particulier, pourquoi Vénus a t-elle son climat: manque d'eau, manque de métaux alcalins capables de fixer le dioxyde de carbone en calcaire? Existait-il un champ magnétique, et quand et pourquoi il a disparu? L'eau était-elle présente autrefois, formant des roches spécifiques comme le granite ou les roches sédimentaires? Les montagnes sont-elles les restes d'une tectonique des plaques? Trouver un seul fossile sur une montagne de Vénus serait une percée fantastique.

En plus, Vénus a un fantastique avantage: il est très facile d'y voler, grâce à l'atmosphère très dense. Ainsi un petit ballon Zeppelin de quelques mètres, gonflé à la vapeur, est capable de transporter une sonde complète, lui permettant de voler pendant des années et d'explorer une grande partie de la surface de Vénus. De sorte qu'un seul atterrisseur pourrait résoudre presque toutes les questions scientifiques sur Vénus.

L'inconvénient évident, cependant, est la température. Et les lois de la thermodynamique interdisent l'utilisation d'un quelconque type de réfrigération: il consommerait beaucoup trop d'énergie. De sorte que toute sonde permanente doit être entièrement conçue pour être capable de fonctionner à la température ambiante.

Matériaux de structure

Il existe beaucoup de métaux ou de céramiques qui ont encore des propriétés mécaniques intéressantes à 450°C. Cependant, le plus gros problème n'est pas la température: c'est la chimie de l'atmosphère de Vénus. Et ce que nous savons est effrayant: très acide et oxydant. L'expérience de Venera a même montré des liquides de composition inconnue et d'autres phénomènes étranges. Nous pourrions bien être confrontés à des produits chimiques inattendus dans la basse atmosphère, corrodant la coque de la sonde, infiltrant des liquides dangereux dans les joints, ou accumulant des croûtes solides: acide fluorhydrique, soufre, SO3, sulfure d'hydrogène, sulfures fondus, poussière de roche, métal fondu, etc.. La liste des matériaux capables de résister à une telle potion à 450°C est très courte.

Evaluation de l'air Vénusien.

Le problème ci-dessus fait que, avant de concevoir un atterrisseur, il est nécessaire d'envoyer une mission suicide sur le sol de Vénus, capable d'effectuer une analyse chimique approfondie et complète de l'air, des aérosols et des poussières, dans un temps très court, avant de brûler. En revanche, une telle mission peut être bon marché, tout en ayant d'intéressants retours scientifiques. Ce pourrait même être une mission amateur. Au moins ce serait infiniment plus utile que de mettre en orbite des chanteuses écervelées et des hommes d'affaires excentriques.

2018: Au lieu d'une mission suicide de courte durée, il serait préférable de confier ces expériences atmosphériques à un atterrisseur statique. La raison en est qu'on peut y ajouter un sismomètre et une expérience de moment angulaire. Ce serait un excellent complément scientifique au rover volant, avec des expériences indispensables qu'il ne peut pas fournir. Mais sans ouverture, cela fonctionnerait même avec les incertitudes actuelles sur la composition atmosphérique, de sorte que cela peut être une mission préliminaire pour le rover volant.

Etanchéité.

Comme probablement très peu de matériaux seront capable de résister à l'air vénusien, il faut une étude approfondie de l'étanchéité de la sonde, avec seulement les ouvertures nécessaires. Malheureusement, aucun matériau du genre caoutchouc ne peut résister ici, mais nous pouvons concevoir des anneaux métalliques élastiques, des silanes, etc. En tout cas, nous devons partir du principe que tout joint fuira, et construire la sonde de telle sorte que ces fuites ne mènent nulle part.

Conducteurs électriques (transformateurs et moteurs)

Avec la température, les conducteurs deviennent nettement plus résistants, forçant l'utilisation de fils plus gros et même d'argent dans les moteurs et les transformateurs. Ils devront donc être plus grands, ou utiliser des fréquences plus élevées.

Isolants électriques

Toute matière plastique ou vernis doit être écartée. De nombreux isolants fonctionnent encore à 450°C, mais très peu sont souples. Ceci peut forcer l'utilisation de guipures pour les câbles, comme au début de l'âge électrique, ou des conceptions spéciales, alternant couches de métal et couches d'oxydes dans les enroulements.

Matériaux magnétiques (transformateurs et moteurs)

Heureusement, de nombreux matériaux ont un point de Curie suffisamment élevé, où leurs propriétés peuvent être encore meilleures que sur Terre.

Lubrifiants

Bien sûr les huiles courantes sont exclues, ce qui semble rendre les lubrifiants impossibles. Cependant un lubrifiant n'est pas nécessairement «huileux»: il doit avoir une viscosité définie, tout en adhérant au matériau à lubrifier. C'est ainsi qu'un lubrifiant forme un film entre les surfaces métalliques, qui leur permet de glisser facilement et sans dommages. Beaucoup de sels fondus peuvent faire cela, même si il nous faut définir avec soin leur composition pour ajuster la viscosité et prévenir la corrosion.

Electronique

Aucun semiconducteur commun ne fonctionne à 450°C. Cependant, il y a beaucoup de recherches en cours sur de l'électronique capable de fonctionner à de telles températures, avec quelques avancées vers ce but. Un premier chemin consiste à identifier des semi-conducteurs fonctionnant dans cette gamme. Une seconde voie utilise des «circuits intégrés à lampes», des tubes électroniques à cathode froide, miniaturisés en utilisant la technologie des circuits intégrés. Nous pourrions ne même pas avoir besoin de chauffage, étant donné que la cathode est déjà proche de la température requise. Cependant nous pourrions avoir des effets thermoïoniques, qui pourraient rendre ces tubes électroniques impossibles. Une troisième voie est celle de relais électrostatiques d'échelle sub-micronique, capables de commuter à des vitesses bien plus élevées que les relais classiques, et insensibles à la température.

Énergie

C'est la partie plus problématique, car très peu d'énergie est disponible sur la surface de Vénus: peu de lumière solaire arrive ici, pas de vent, pas d'eau, et aucune source d'énergie chimique. Il n'est même pas sûr qu'une source RTG nucléaire puisse fonctionner: elle peut certainement résister à la température, mais nous ne connaissons pas de thermocouples capables de fonctionner ici. Peut-être on peut les remplacer par un générateur thermoïonique. Donc la seule solution serait que la sonde soit attachée à un ballon à une altitude beaucoup plus élevée, par exemple 40 km, où il peut capter les forts vents permanents. Ce ballon agit alors comme une voile, fournissant la propulsion de la sonde, gratuitement, tout autour de la planète. La sonde peut alors avoir une éolienne pour produire son énergie. Sans besoin de propulsion, la puissance électrique nécessaire peut tomber en-dessous de 100 watts.

Pneumatique ou hydraulique.

Dans les conditions de la Terre, les avantages et inconvénients relatifs de l'électricité, du pneumatique ou de l'hydraulique font que chacun a un domaine défini d'applications. Surtout le pneumatique est limité par le rendement thermodynamique d'un moteur pneumatique: bon avec un faible rapport de pression entre l'entrée et la sortie, il se dégrade très vite quand ce rapport augmente. Ceci fait que sur Terre les systèmes pneumatiques travaillent rarement au-delà de 6 bars (soit un rapport de 6/1 entre l'entrée et la sortie dans l'atmosphère), et cela rend les vérins pneumatiques encombrants. Le rendement des systèmes hydrauliques ne dépend pas de la pression, ce qui permet une pression beaucoup plus élevée et des conceptions beaucoup plus compactes. Cependant, ils sont encore limités en pression par la perte d'élasticité des gaz utilisés pour garder les réservoirs sous pression. Cependant, dans des conditions de Vénus, le précédent rapport de 6 dans les systèmes pneumatiques, appliqué à l'atmosphère de 90 bars, permet aux système pneumatiques vénusiens de travailler efficacement avec des pressions comparables à l'hydraulique. Ce qui les rend aussi compacts, tout en étant plus simples et plus fiables. Pour cette raison, sur une sonde vénusienne des actionneurs pneumatiques pourraient être préférés aux actionneurs électriques affaiblis, à l'encontre de la coutume d'utiliser uniquement des actionneurs électriques dans des sondes spatiales.

Gaz de ballon

L'hydrogène et l'hélium sont exclus, car la plupart des matériaux les laisseraient fuir à 450°C. Même avec un stockage, cela limiterait la durée de vie du ballon à quelques semaines seulement. Heureusement, dans une atmosphère de dioxyde de carbone, de nombreux gaz inadaptés sur terre deviennent des gaz de ballon sûrs et efficaces, comme l'azote, argon, le méthane, etc. Mais le plus intéressant semble la vapeur d'eau. Azote, argon et vapeur peuvent être extraites de l'atmosphère, assurant une vie sans limite pour l'alimentation en gaz. Le seul problème est l'énergie nécessaire.

Stockage de l'électricité

Heureusement, nous avons des batteries fonctionnant à cette gamme de température: les batteries métal-soufre et les piles aux sels fondus. Les piles à combustible fonctionnent aussi.

Communications radio.

Bien sûr, nous pensons à la communication avec la Terre. Nous notons que le ballon le plus élevé peut aussi avoir une éolienne, travaillant dans un vent rapide. Nous avons donc une source d'énergie élevée ici, beaucoup plus élevée que dans la plupart des missions spatiales. Cela permet une émission directe vers la Terre, sans satellite relais. Nous pouvons aussi placer une antenne à grand gain, libre en rotation, à l'intérieur du ballon.

Positionnement

Il nous faut connaître exactement la position de la sonde. Pour cela, un GPS nécessite au moins trois satellites en orbite. Mais d'autres solutions sont possibles sans satellites.

Navigation

L'architecture avec double ballon permet à la sonde de suivre les vents de la haute atmosphère. Cependant, on ne sait pas si cela lui permettrait vraiment d'explorer l'ensemble de la planète: la sonde pourrait rester coincée dans une gamme donnée de latitude, ou tourbillonner sans contrôle sans jamais atteindre de point intéressant. Cependant, si nous pouvons orienter le ballon du haut et l'utiliser comme une voile pour l'obtention de différentes allures, alors nous pouvons naviguer partout.

L'enroulement du câble permet de modifier l'altitude du ballon inférieur, pour explorer les chaînes de montagnes. En l'abaissant, il agit comme une ancre.

Vision

Comme indiqué par les sondes Venera, la visibilité est faible en lumière visible. Elle est meilleure dans l'infrarouge. Les radars fonctionneraient bien eux aussi, et les sonars bien mieux que l'atmosphère terrestre, de par l'air dense. En plus, comme le son va loin et est bien couplé, un micro quelque part sur le câble d'attache pourrait capter beaucoup de choses intéressantes.

Charge utile scientifique

Des expériences scientifiques principales, outre la photographie, seraient l'analyse des roche, l'analyse isotopique et la datation isotopique. Il serait aussi intéressant de rechercher des fossiles microscopiques ou des résidus organiques dans les montagnes (charbon, hydrocarbures). Un magnétomètre permettrait de trouver des champs magnétiques fossiles. Une pause sur la surface pourrait permettre une mesure du moment d'inertie de Vénus, tout en utilisant un sismomètre. Mais ces deux expériences fonctionneraient mieux avec un atterrisseur statique.

Objectifs scientifiques

L'analyse et la datation des vastes plaines donnera plutôt des réponses sur les mystères généraux de Vénus. Cependant, une fois suffisamment d'échantillons recueillis, il sera inutile de continuer ici, et il sera beaucoup plus intéressant d'explorer les montagnes. On ne sait pas aujourd'hui comment ces montagnes se sont formées, et pourquoi elles restent élevés malgré le ramollissement général de la croûte vénusienne. Sont-elles le résultat d'une convection, ou sont-elles les restes de continents moins denses formés lorsque Vénus avait une tectonique des plaques? Elles sont aussi le seul endroit où la géologie de l'eau ou d'ancienne formes de vie peuvent avoir laissé des traces observables. Alors toute mission scientifique peut bien passer des années à en explorer les détails. Les surprises seront probablement rares, mais si inestimable que cela vaut la peine d'attente.

Mission retour d'échantillons de Vénus

Comme Vénus a à peu près la même gravité que la Terre, une mission de retour d'échantillon est très difficile. En théorie, il faut la même fusée que celle qui a été utilisée sur Terre pour le lancement de la sonde. Ajoutons-y que cette fusée doit passer à travers une atmosphère beaucoup plus épaisse, tout en supportant une température infernale: une telle mission est, à tout le moins, extrêmement difficile.

Cependant, il y a une meilleure façon. Une petite capsule d'échantillons peut se soulever vers la haute atmosphère à l'aide d'un ballon, ou du câble d'attache de notre atterrisseur vénusien. Une fois en haut, elle peut rencontrer un autre ballon, contenant une petite fusée. Cette petite fusée est alors en mesure de soulever une très petite capsule d'échantillons dans l'espace. Ici, il peut rencontrer un satellite relais, ou même aller directement vers la Terre, puisque la charge utile est inférieure au kilog.

Contrairement à des échantillons de Mars, les échantillons de Vénus ne posent aucun risque biologique, de sorte qu'ils n'ont besoin d'aucune procédure compliquée à l'approche de la Terre.

Mission retour d'échantillons de Mars.

C'est beaucoup plus simple que pour Vénus, étant donné que Mars n'a pas beaucoup d'atmosphère, et une gravité bien moindre. L'énorme problème est toutefois le risque biologique: même si les chances semblent faibles aujourd'hui, les conséquences d'une contamination de la Terre par des bactéries martiennes ne peuvent pas être ignorées.

Ma contribution à ce puzzle est d'envoyer la fusée de retour sur une trajectoire proche de la Lune. Elle est alors capturé en orbite terrestre. Un petit freinage est nécessaire à ce moment, pour abaisser l'apogée et lui éviter de rencontrer la Lune à nouveau. Le périgée devient alors suffisamment bas pour être atteint par une station spatiale contenant de puissants instruments de laboratoire.

Rover Lunaire

L'exploration humaine de la Lune a été abandonnée en raison de son coût élevé, hors de proportion avec le retour scientifique attendu. Il ne manque pourtant pas d'énigmes qui nous attendent encore là-haut. Cependant, elles sont dispersés si loin les unes des autres qu'il faudrait de nombreuses missions, rendant le coût trop élevé.

Toutefois les progrès des rovers rendent possible un rover capable de fonctionner de nombreuses années et de parcourir de longues distances, y compris sur la face cachée. En plus, nos grandes fusées permettraient de poser 10 ou 20 tonnes sur la Lune, et non un jouet comme les premiers rovers martiens.

Si aucune présence humaine n'est nécessaire pour le faire fonctionner, il peut tout de même prendre rendez-vous avec des atterrisseurs habités, pour amener de nouveaux instruments ou pour récupérer des échantillons.

Source d'énergie

Nous avons besoin de grands panneaux solaires, pour produire les 10-20 kilowatts nécessaires à une conduite rapide sur la surface rugueuse de la Lune. Le problème avec ces derniers est principalement la poussière, cette poussière lunaire terriblement abrasive, chimiquement activée par les ultraviolets et chargée électrostatiquement pour coller à tout. Des études de laboratoire sont nécessaires pour comprendre ses propriétés et l'empêcher de coller sur la surface de panneaux. Des essuie-glaces peuvent s'avérer efficaces, mais ils useront rapidement la surface des panneaux. Il faut considérer des essuie-glace électrostatique sans contact, ou des surfaces en couche de diamant.

Roues et suspension

Il faut de grandes roues en acier, pas des pantoufles comme Curiosity (Désolé, mais c'était une grave erreur que d'envoyer une machine capable de fonctionner 80 ans, avec des roues en aluminium qui sont déjà gravement endommagés après seulement un an). Ces roues auront besoin d'être remplacées, en utilisant le bras télémanipulateur. En outre, elles sont montées sur de longues pattes. Les raisons en sont que:

- Maintien de l'équilibre du rover sur les pentes, tout en transportant les grands panneaux solaires et autres parties saillantes.

- Mieux absorber les chocs lors d'une conduite rapide

- A l'aide d'amortisseurs actifs, récupérer l'énergie habituellement perdue dans les amortisseurs.

- Quand une de ces pattes est coincée ou en panne, elle peut être tirée vers le haut, ou démontée, sans entraver la conduite. Elle peut être remplacée par la suite.

Forme générale du corps

L'ensemble a une structure de bus avec un bras télécommandé pour clipser les instruments en place. Il peut aussi clipser les pattes des roues, un même une cabine habitable.

Conduite

Avec une boucle de 3 secondes, le véhicule et ses outils peuvent encore être commandés à distance en temps réel. Cependant conduire vite devient problématique. Nous pouvons utiliser les caméras stéréos et les logiciel de conduite autonome qui ont été développés pour les robots martiens. Toutefois, la surface de la Lune a des nids de poule partout, et le manque de contraste les rend invisible avant que nous soyons tout près.

La solution que je propose est d'utiliser un lidar, monté sur une antenne sur le devant. Il peut fournir une bien meilleure carte 3D du terrain, sans les nombreuses approximations utilisées pour les vues 2D stéréo. En plus, il fournit la distance exacte même avec zéro contraste. Un contraste nul masque facilement un nid de poule aux caméras stéréo, mais pas au lidar qui regarde d'en haut. À la rigueur, le Lidar peut marquer un endroit où il ne peut pas voir, afin que le pilote l'évite.

Protection contre les astéroïdes dangereux

Ajouté le 16 Mars 2017:

L'idée ici est de détruire ou de dévier les astéroïdes ou comètes dangereuses, qui peuvent constituer une menace pour les pays, les continents ou même pour la Terre entière. De nombreuses méthodes ont été proposées:

-La plus dangereuse: utiliser des bombes atomiques pour faire sauter le corps menaçant. Le résultat serait que les débris de l'astéroïde continueraient leur chemin vers la Terre, apportant davantage de destruction, et en plus radioactive.

-La plus irréaliste: approcher un vaisseau spatial à quelques mètres d'un astéroïde, afin de l'attirer avec la gravitation du vaisseau. Élégant, sauf que pousser l'astéroïde avec le même vaisseau spatial serait des milliards de fois plus efficace.

-Le plus réaliste aujourd'hui avec notre technologie, serait d'attacher un moteur ionique à l'astéroïde, afin de le dévier. Puisque l'effet d'une déviation d'un astéroïde augmente exponentiellement avec le temps, même des déviations extrêmement petites peuvent être utiles. Même de gros astéroïdes peuvent finir par avoir leur orbite significativement modifiée. Un tel moteur ionique devra utiliser l'énergie solaire, et extraire la masse réactionnelle de l'astéroïde lui-même. Ce faisant, il peut fonctionner en continu pendant des dizaines d'années, sans être limité par une charge de carburant.

- Ce que je propose ici (J'ai trouvé ça en mars 2017, mais en recherchant je vois que c'est connu depuis 1995) est une amélioration radicale de la solution précédente: une fois que nous avons un vaisseau spatial avec un panneau solaire sur un astéroïde, à taille égale pour le panneau, il peut produire une impulsion beaucoup plus grande simplement en tirant sur la surface de l'astéroïde avec un laser, vaporisant sa propre matière. Cette méthode réunit l'extraction de la masse réactionnelle avec son accélération, en une seule opération, sans avoir à extraire, purifier et traiter ces matériaux pour un faisceau d'ions. Le vaisseau spatial n'a même pas à atterrir sur l'astéroïde, il peut tirer dessus à distance sûre.

 

Un problème sérieux est la précision: les erreurs dans l'estimation de la position future d'un astéroïde augmentent également de manière exponentielle avec le temps, de sorte que aujourd'hui (2017) nous ne savons pas prédire un vecteur de déflexion utile sur plus de quelques années. Pire, un mauvais vecteur pourrait même causer une collision, au lieu de l'éviter! Ceci fait que la direction de développement la plus utile aujourd'hui, pour le réseau de protection des astéroïdes, serait des télescopes plus grands et plus nombreux, pour suivre les astéroïdes plus loin et avec une bien meilleure précision que aujourd'hui. Nous avons également besoin de points de vue éloignés de la Terre, afin de créer une parallaxe beaucoup plus grande et d'augmenter radicalement la précision de la détermination des orbites. C'est le but du projet de télescope spatial Sentinel.

 

Cependant, toutes ces méthodes présentent de graves inconvénients: il faut un vaisseau spatial par astéroïde menaçant. Pire, des années sont nécessaires pour envoyer un vaisseau spatial vers n'importe quelle cible. Ce qui ne marche pas dans le cas d'une menace surgissant soudain de l'espace, avec seulement quelques mois de préavis.

 

Le projet VishvaKunta remédie à ces inconvénients dans le pire scénario. Ce nom vient d'une nouvelle que j'ai écrite, décrivant le projet (précédence réclamée pour mars 2017). En un mot, au lieu d'amener un laser sur l'astéroïde ou la comète, nous tirons dessus de loin. Même résultat, mais nous n'avons pas besoin d'un long voyage pour atteindre l'objet! Le délai du trajet est réduit à quelques dizaines de minutes. Ce qui permettrait de faire vraiment face à des objets inattendus, en n'ayant plus besoin d'y envoyer un vaisseau spatial.

Mes premières idées étaient un canon électrique, ou un accélérateur de particules. Cependant l'impulsion transférée serait très faible, à moins de disposer d'un panneau solaire de cent kilomètres. En plus les particules seraient dispersées en vol, pour plusieurs raisons.

Seul un faisceau laser peut rester assez concentré sur les centaines de millions de kilomètres de distance. Mais si c'est le cas, il peut vaporiser la surface du corps menaçant, et de cette façon nous obtenons une force de réaction importante, en utilisant la matière de l'objet lui-même! Après tout, les comètes montrent des changements mesurables de leurs orbites, sous le seul effet de la lumière du soleil. Avec un laser ce serait encore mieux.

 

Toutefois nous avons encore besoin d'un panneau solaire de taille kilométrique, ce qui serait le principal facteur limitant, tant en prix qu'en efficacité. L'idée est alors de concentrer l'énergie solaire autrement.

Ceci est possible avec un laser pompé directement par la lumière solaire: cette lumière excite directement un gaz laser, pour produire un faisceau laser. Ainsi, nous n'avons pas besoin de panneaux solaires, et le concentrateur peut être un simple ballon, avec un revêtement réfléchissant pour former un miroir parabolique. Moins cher et beaucoup plus léger que n'importe quel panneau solaire, à taille comparable.

 

La station spatiale VishvaKunta serait composée de plusieurs parties:

-Un ballon externe, avec revêtement réfléchissant d'un côté. Ce ballon ne serait pas maintenu en forme avec du gaz, car il serait rapidement percé par la poussière spatiale. Au lieu de cela, nous utilisons des forces électrostatiques, ou des forces mécaniques dans le matériau lui-même. Les deux géométries principales seraient une sphère (concentrateur parabolique) ou une saucisse (concentrateur cylindro-parabolique).

-Un laser d'excitation.

-Une optique d'élargissement du faisceau. En effet, la concentration par le miroir n'est pas excellente, et la zone active peut s'étendre sur des mètres et même des dizaines de mètres de diamètre. En plus le gaz laser est à basse pression, ce qui limite son efficacité par volume.

-Un ballon interne en forme de tube, contenant le gaz laser. Ici, il est protégé de la poussière spatiale. Dans les deux géométries, il passe à travers tout le ballon externe, soit par le point focal, soit par la ligne focale.

-Une fenêtre optique pour sortir le faisceau des deux ballons.

-Un miroir d'orientation, pour envoyer le faisceau vers la cible. Le miroir d'orientation, le miroir d'élargissement du faisceau et la fenêtre optique sont les points faibles, nécessitant une très grande précision afin de maintenir le faisceau focalisé sur une distance élevée. C'est là, je pense, le point le plus délicat.

- Au lieu des roues de réaction, qui seraient extrêmement lourdes, on peut envisager des antennes légères mais très longues, pour maintenir la station orientée vers le soleil malgré le changement annuel d'orientation.

-La longueur d'onde du laser doit être dans l'infrarouge, de façon à ne pas pouvoir traverser l'atmosphère terrestre, et que le système ne puisse pas être subverti à des fins de guerre.

-Le gaz laser sera probablement un mélange complexe, contenant des molécules fluorescentes afin de capturer efficacement les photons d'énergie plus élevée.

-Une pré-étude sur les lasers pompés par de l'énergie solaire a proposé un composé d'iode lasant à 1,31 micromètre. L'efficacité de ce gaz laser est de 25%, mais la fraction de lumière solaire effectivement utilisée était très faible, réduisant l'efficacité globale à seulement 0,6%. De toute évidence, la principale recherche doit aller vers de meilleurs gaz laser, capables de capter plus de lumière solaire, avant même d'optimiser l'efficacité du laser lui-même.

-Le tube intérieur doit être fait d'un tissus souple de fibres de saphir, pour résister à la chaleur. C'est un facteur limitant, et une raison pour avoir ce tube plus large. Mais cela augmente également la taille des fenêtres optiques.

Ces exigences contradictoires rendent difficile de prédire la meilleure conception sans une étude d'ingénierie complète et des tests. Il est également au-delà de cette modeste étude d'évaluer quelle serait la géométrie optimale pour le ballon et le concentrateur. Cela dépendra également de considérations de coût sur les différentes méthodes au moment de la construction du projet.

 

 

 

 

 

 

Epistémologie Generale        Chapitre VIII-10       

 

 

 

 

 

 

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