Récemment, nous avons recommencé à parler de la Lune - et pas seulement nous, le directeur de l'ESA voulons aller sur la Lune - c'est donc un péché de ne pas revenir sur le sujet de la terraformation. Cette fois - les lunes. Depuis le tout début de l'ère spatiale, les scientifiques et les futurologues explorent l'idée de transformer d'autres mondes pour répondre aux besoins humains. Ce processus - connu sous le nom de terraformation - nécessite l'utilisation de techniques d'ingénierie géologique et environnementale pour modifier la température, l'atmosphère, la topographie, l'écologie de la planète ou de la lune, pour qu'elle ressemble davantage à la Terre. Et étant le corps céleste le plus proche de la Terre, la Lune a longtemps été considérée comme un endroit approprié.
Il est connu que la colonisation et / ou la terraformation de la Lune devrait être relativement facile par rapport à d'autres corps. En raison de sa proximité, le temps de transport des personnes et des équipements vers et depuis la surface sera considérablement réduit, tout comme les coûts. En outre, sa proximité signifie que les ressources récupérables et les produits fabriqués sur la Lune peuvent être transportés sur Terre de manière régulière et que l'industrie du tourisme doit se développer.
Colonisation de la Lune dans la fiction
Le sujet de l'établissement humain sur la lune a toujours été l'un des sujets les plus populaires de la science-fiction. Et alors que la grande majorité des histoires décrivent des colonies lunaires construites à la surface à l'aide de dômes scellés ou sous la surface, il existe plusieurs exemples dans lesquels la Lune elle-même est un habitat agréable et convivial pour les humains.
Le premier exemple connu est peut-être la nouvelle "La Journée d'un Parisien au XXIe siècle", écrite par l'auteur français Octave Bellard. Sorti en 1910, l'histoire raconte comment l'atmosphère de la lune a progressivement changé et comment les plantes ont été cultivées pour transformer la lune en un paradis pour les espèces menacées et les colons humains.
En 1936, l'écrivain américain K. Moore a écrit Paradise Lost, un roman sur un passeur et un garde de l'espace vivant dans le système solaire colonisé. Le roman dépeint la Lune comme un lieu autrefois fertile et décrit comment elle est progressivement devenue un désert sans air. En 1945, l'écrivain britannique C. Lewis a écrit un roman dans lequel la Lune abritait une race d'eugénisme extrême.
Arthur Clarke a écrit plusieurs romans et nouvelles sur les colonies lunaires dans les années 50-70 du 20e siècle. En 1955, il écrivit Earth Light, dans lequel la population lunaire fut prise entre deux feux lorsque la guerre éclata entre la Terre et l'alliance de Vénus et Mars. En 1961, le roman Moon Dust est publié, dans lequel le croiseur touristique Selena plonge dans une mer de poussière de lune.
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En 1968, le célèbre roman de Clark "A Space Odyssey of 2001" a été publié, dont une partie se développe sur la lune colonisée, où un monolithe mystérieux (l'anomalie magnétique de Tycho) a été trouvé. Rendezvous with Rama, sorti en 1973, mentionne également la lune colonisée, qui est devenue une partie des planètes unies du système solaire.
Robert Heinlein a également écrit sur les gens sur la lune. Parmi ses premiers, il y a "The Space Stone Family" (1952), sur la famille Stone vivant sur la lune, qui veut quitter la maison et explorer le système solaire. En 1966, il a reçu le prix Hugo pour le roman La Lune est une maîtresse dure, dans lequel une colonie lunaire souterraine fournit à la Terre de la nourriture et des minéraux.
Les romans sur la lune, colonisés et terraformés, ne manquent bien sûr pas. Mais c'est fantastique. Voyons comment les choses sont en réalité.
Science des colonies lunaires
Au cours des dernières décennies, de nombreuses options ont été proposées pour construire une colonie (ou des colonies) sur la Lune. La plupart d'entre eux sont nés à l'aube de l'ère spatiale, des plans ont été élaborés à la fois en URSS et aux États-Unis avec le développement du programme Apollo. Ces dernières années, il y a eu plus d'offres de retour sur la Lune d'ici les années 2020, et l'intérêt pour l'établissement d'un règlement permanent a ravivé. Cependant, plusieurs propositions scientifiques datent d'avant le 20e siècle.
Par exemple, en 1638, l'évêque John Wilkes - un prêtre anglais, naturaliste, membre de la Royal Society de Londres - a écrit "Discours on a New World and Another Planet", dans lequel il a prédit l'apparition d'une colonie de personnes sur la lune. Le légendaire ingénieur russe, spécialiste des fusées, scientifique et cosmonaute théorique Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky a proposé de son vivant (1857-1935) de construire un ascenseur spatial et a suggéré que le règlement lunaire serait une étape importante dans la formation d'une espèce conquérant l'espace par l'humanité.
Dans les années 1950 et 1960, les propositions faisaient boule de neige - avec l'avènement du programme Apollo, des plans ont surgi pour placer des astronautes sur la Lune de manière permanente. En 1954, Arthur Clarke a proposé de construire une base lunaire à partir de modules gonflables et de les recouvrir de poussière de lune pour l'isoler.
Le tout premier règlement sur son plan nécessiterait la construction d'igloo et d'une tour radio gonflable, suivie de la construction d'un grand dôme permanent. Clarke a proposé de purifier l'air avec un filtre à algues, un réacteur nucléaire pour générer de l'énergie et des canons électromagnétiques pour lancer des cargaisons et du carburant pour les navires interplanétaires dans l'espace.
En 1959, John Rhinehart - directeur du Mining Research Laboratory à la Colorado School of Mines - a publié une proposition intitulée Basic Criteria for Building the Moon dans le Journal of the British Interplanetary Society. Son concept de «base flottante» comprend des demi-cylindres avec des demi-dômes aux deux extrémités et un bouclier micrométéoroïde au-dessus de la base. Une telle idée était basée sur le fait qu'à cette époque, on croyait que sur la lune des océans de poussière à 1,5 km de profondeur à certains endroits.
Dans le même temps, des plans ont surgi pour localiser des bases militaires sur la Lune. Parmi eux, le projet Horizon, un plan américain visant à construire un fort sur la lune d'ici 1967. L'US Air Force a également proposé le projet Lunex en 1961, qui impliquait la création d'une base aérienne souterraine sur la Lune en 1968.
En 1962, John Denicke (gestionnaire de programme avancé de la NASA) et Stanley Zahn (directeur technique de la recherche sur la base lunaire à la division spatiale de Martin) ont publié une proposition de construction d'une base lunaire. Leur idée impliquait la construction d'une base souterraine située dans la mer de la tranquillité qui s'appuierait sur des réacteurs nucléaires pour les systèmes de filtration de l'énergie et des algues.
Ces dernières années, de nombreuses agences spatiales ont esquissé des propositions pour la construction de colonies sur la Lune. En 2006, le Japon s'est engagé à construire une base sur la lune d'ici 2030. La Russie a fait une offre similaire en 2007, avec des plans pour la base d'ici 2027-2032. En 2007, Jim Burke de l'Université internationale de l'espace en France a proposé de créer une «arche de Noé» lunaire dans laquelle la civilisation humaine pourrait survivre à un événement catastrophique.
En août 2014, la NASA a rencontré des chefs de file de l'industrie pour discuter des moyens rentables de construire une base lunaire dans les régions polaires d'ici 2022. En 2015, la NASA a présenté un concept de construction d'une colonie lunaire qui reposerait sur des travailleurs robotiques (connus sous le nom de «transformateurs») et des héliostats pour la construction. En 2016, Johann-Dietrich Werner, le nouveau chef de l'ESA, a proposé de construire un village international sur la lune en tant que successeur de la Station spatiale internationale.
Méthodes possibles
Lorsqu'il s'agit de terraformer la Lune, les opportunités et les défis qui y sont associés sont très similaires à ceux de Mercure. Premièrement, la Lune a une atmosphère si fine qu'elle ne peut être appelée qu'une exosphère. Deuxièmement, il y a très peu d'éléments volatils nécessaires à la vie (hydrogène, azote et carbone).
La solution à ces problèmes consiste à capturer des comètes contenant de la glace d'eau et des substances volatiles et à les envoyer à la surface. Les comètes se subliment, dissipent ces gaz et vapeur d'eau, créant ainsi une atmosphère. Ces impacts libéreront également l'eau contenue dans le régolithe lunaire, et elle s'accumule à la surface, formant des masses d'eau naturelles.
Le transfert d'élan de ces comètes pourrait également accélérer la rotation de la Lune afin que le satellite ne bloque plus les marées. La lune, dont le cycle diurne s'accélérerait à 24 heures, simplifierait grandement la colonisation et l'adaptation à la vie.
Il y a aussi la possibilité de paraterraformer des parties de la Lune, ce qui serait similaire à l'ennoblissement de la région polaire de Mercure. Dans le cas de la Lune, le cratère de Shackleton conviendrait, dans lequel les scientifiques ont déjà trouvé de la glace d'eau. À l'aide de miroirs solaires et d'un dôme, il serait possible de transformer ce cratère en une zone avec un microclimat dans lequel les plantes poussent et a une atmosphère respirable.
Avantages possibles
Par rapport aux autres planètes et lunes du système solaire, il existe un certain nombre d'avantages à coloniser et à terraformer la lune elle-même. Le plus évident est sa proximité avec la Terre. Par rapport à Mars, Vénus, Mercure ou le système solaire externe, le coût et le temps de transport des personnes et des matériaux vers la Lune et retour seront nettement inférieurs.
De plus, le bombardement de la surface lunaire avec des comètes nécessiterait moins de comètes que dans le cas de Mars et Vénus - de l'ordre d'une centaine au lieu de milliers.
La présence de glace d'eau dans le sol lunaire et de grands dépôts dans la région polaire sud créera également de l'eau de surface (après le déclenchement de l'effet de serre). En plus des comètes bombardant la surface, des glaces au méthane et à l'ammoniac, extraites quelque part sur Titan et dans la ceinture de Kuiper, pourraient être introduites. Il sera également plus facile de surveiller le processus de terraformation car la Lune est plus proche et nécessite moins d'infrastructures.
Dans le même temps, les colonies sur la Lune auront de nombreux avantages. La base de ressources locales offrira des possibilités d'utilisation des ressources locales ainsi que des matières premières nécessaires pour les missions spatiales lointaines. Par exemple, étant donné que la composition de la lune est similaire à celle de la Terre, des minéraux peuvent être extraits et envoyés sur Terre. Le sol lunaire extrait de la surface pourrait être utilisé pour créer des boucliers de rayonnement et des colonies sous le dôme à la surface.
Les réserves lunaires de glace d'eau, particulièrement abondantes dans la région polaire méridionale, pourraient servir de source permanente d'eau aux colons. Il y a aussi beaucoup d'hélium-3 sur les couches supérieures du régolithe lunaire, qui pourrait être utilisé dans les réacteurs thermonucléaires, fournissant un approvisionnement constant en énergie propre aux colonies lunaires et à la Terre.
La base lunaire pourrait servir de point de départ pour des missions dans le système solaire. La NASA a calculé que des milliards de dollars pourraient être économisés en créant une base lunaire qui pourrait utiliser l'eau locale pour créer de l'hydrogène. Un tel avant-poste ferait partie intégrante de l'infrastructure en termes de missions habitées sur Mars et de construction d'une colonie martienne.
La faible gravité et la vitesse de fuite de la lune signifient également que les missions lancées depuis la lune nécessiteront beaucoup moins de carburant de fusée pour atteindre l'espace. Le même avantage permettrait la construction d'un canon électromagnétique, d'un ascenseur lunaire, ou d'autres projets jugés trop chers à construire sur Terre. Chacune de ces structures réduira considérablement le coût du déplacement des matériaux et des satellites (comme les cellules solaires spatiales).
Enfin, la création d'une colonie lunaire nous fournira également des informations précieuses, en particulier sur les conséquences à long terme de vivre en basse gravité. Ces informations pourraient être utiles pour créer une base permanente sur Mars ou d'autres corps du système solaire avec une gravité de surface inférieure à 1 G.
Il y a des tubes de lave stables sur la lune qui sont assez grands pour abriter des villes entières, ce qui est également un plus. Un tel environnement souterrain peut être pressurisé pour contenir une atmosphère respirable et fournira également une protection contre le rayonnement solaire.
Problèmes possibles
Terraformer la Lune pose un certain nombre de problèmes. D'une part, la collecte des comètes et de la glace du système solaire externe nécessitera une infrastructure qui n'existe tout simplement pas et qui coûtera cher à construire. En fait, il faudra des centaines d'engins spatiaux pour rassembler toutes les ressources, et ils devront être équipés de systèmes de propulsion qui leur permettront de voyager dans un court laps de temps et qui n'existent pas encore.
Bien que de longues périodes passées dans des conditions de microgravité soient connues pour provoquer une dégénérescence musculaire et une perte de densité osseuse, on ne sait pas comment l'effet de la faible gravité affectera la population résidente et les enfants nés dans de telles conditions. Il peut être nécessaire de modifier génétiquement les plantes et les animaux terrestres afin qu'ils puissent vivre dans des conditions lunaires, mais on ne sait pas si cela sera une solution réussie.
Et, bien sûr, le coût de tout cela sera astronomique, quoique inférieur à ce que l'on pourrait penser, et nécessitera un développement sur plusieurs générations. Il est difficile de parler de la continuité des générations, sans parler du fait que les obligations contractées par un gouvernement ou un organisme international peuvent ne pas être respectées par le suivant.
La colonie de surface aura de nombreux problèmes. De longues nuits lunaires (354 heures) signifieraient que la dépendance à l'énergie solaire ne serait possible nulle part sauf dans les régions polaires. De plus, des fluctuations de température importantes exigeront également des changements dans la conception des colonies. Tout règlement en surface devra être protégé du rayonnement solaire.
L'absence d'atmosphère augmente les chances de heurter les comètes et la vulnérabilité aux éruptions solaires. La lune traverse également périodiquement la magnétosphère terrestre, créant un fouet à plasma qui traverse la surface. Du côté de la lumière, le bombardement électronique entraîne la libération de photons ultraviolets et l'accumulation d'une charge négative du côté obscur. Cela comporte également un certain danger pour les établissements en surface.
Comme nous l'avons déjà noté, un certain nombre de ces problèmes pourraient être résolus par la construction de colonies sous la surface. Mais si nous supposons que les colonies dépendront de l'énergie solaire, elles devront être construites à proximité des régions polaires afin de profiter de la présence de la lumière éternelle dans ces régions. Une alternative serait les réacteurs de fusion à l'hélium-3. Mais cela, encore une fois, est une option coûteuse et pas encore disponible.
Pourquoi? Nous l'avons déjà mentionné. Mais le plus important, peut-être, sera la présence d'une personne sur la lune. Cette présence servira de tremplin pour être sur Mars, Vénus et ailleurs dans le système solaire. Une autre étape dans notre course interplanétaire - voire interstellaire.