Bienvenue dans notre série en cours, «Le guide définitif de la terraformation»! Nous continuons avec un regard sur la Lune, discutant comment elle pourrait un jour être adaptée à l'habitation humaine.
Depuis le début de l'ère spatiale, les scientifiques et les futuristes ont exploré l'idée de transformer d'autres mondes pour répondre aux besoins humains. Connu sous le nom de terraformation, ce processus nécessite l'utilisation de techniques d'ingénierie environnementale pour modifier la température, l'atmosphère, la topographie ou l'écologie d'une planète ou de la lune (ou tout ce qui précède) afin de la rendre plus «terrestre». En tant que corps céleste le plus proche de la Terre, la Lune a longtemps été considérée comme un site potentiel.
Tout compte fait, coloniser et / ou terraformer la Lune serait relativement facile par rapport à d'autres corps. En raison de sa proximité, le temps qu'il faudrait pour transporter des personnes et du matériel vers et depuis la surface serait considérablement réduit, tout comme les coûts de le faire. De plus, sa proximité signifie que les ressources et produits extraits fabriqués sur la Lune pourraient être transférés vers la Terre en beaucoup moins de temps, et une industrie touristique serait également envisageable.
Colonisation lunaire dans la fiction:
Le sujet de l'établissement d'établissements humains sur la Lune est l'un des produits de base de la science-fiction les plus populaires. Et tandis que la grande majorité des histoires impliquent des établissements lunaires construits à la surface à l'aide de dômes scellés ou sous la surface, il existe des exemples où la Lune elle-même est transformée en un environnement habitable pour les humains.
Le premier exemple connu est peut-être la nouvelle «La Journée d'un Parisien au XXIe siècle »(« Une journée d'un parisien au 21e siècle »), écrit par l'auteur français Octave Béllard. Sorti en 1910, cette histoire implique une atmosphère progressivement créée et la végétation s'acclimater afin de transformer la Lune en un sanctuaire pour les espèces menacées et les colons humains.
En 1936, l'écrivain américain C.L. Moore a écrit Paradis perdu, l'un des nombreux romans qui se déroulent dans son univers «Northwest Smith», qui se concentre sur un pilote de vaisseau spatial et un contrebandier vivant dans un système solaire colonisé. Dans ce roman, elle présente la Lune comme un lieu autrefois fertile et décrit comment elle est progressivement devenue une friche sans air. En 1945, le romancier et universitaire britannique C. S. Lewis a publié Cette force hideuse, dans lequel la Lune (Sulva) est décrite comme abritant une race d'eugénistes extrêmes.
Arthur C. Clarke a écrit plusieurs romans et nouvelles qui comprenaient des colonies lunaires entre les années 1950 et 1970. En 1955, il écrit Earthlight, dans lequel une colonie lunaire est prise entre deux feux alors que la guerre éclate entre la Terre et une alliance entre Mars et Vénus. En 1961, Une chute de Moondust a été publié, où un croiseur touristique (Selene) s'enfonce dans une mer de poussière lunaire.
En 1968, le roman fondateur de Clarke 2001: Une odyssée spatiale a été libéré, dont une partie se déroule sur une Lune colonisée où se trouve un mystérieux monolithe (connu sous le nom d'anomalie magnétique Tycho, ou TMA-1). Rendez-vous avec Rama, publié en 1973, mentionne également une Lune colonisée, qui fait partie de la politique couvrant le système solaire connue sous le nom de Planètes Unies.
Robert A. Heinlein a également beaucoup écrit sur l'établissement humain sur la Lune. L'un de ses premiers était Les pierres qui roulent (1952), qui se concentre sur une famille exceptionnelle (les Pierres) qui vit sur une Lune sédentaire, mais choisit de partir afin d'explorer le Système Solaire. En 1966, il sort le roman lauréat d'un Hugo Award La lune est une maîtresse dure, dans laquelle une colonie lunaire largement souterraine fournit de la nourriture et des minéraux à la Terre.
La population, connue sous le nom de «Lunies», est principalement la descendance de condamnés (en particulier des prisonniers politiques) qui vivent sous une administration terrestre. Avec l'aide d'une intelligence artificielle, un groupe de demandeurs d'indépendance déclenche une révolte et arrache son indépendance de la Terre. Un troisième versement, Le chat qui a traversé les murs (1985) se déroule sur une Free Luna plusieurs années plus tard.
En 1988, Kim Stanley Robinson a publié The Lunatics, qui traite d'un groupe de mineurs asservis contraints de travailler sous la surface lunaire qui déclenchent une rébellion. Et dans la nouvelle «Byrd Land Six» (2010), l'auteur britannique Alastair Reynolds décrit une colonie lunaire basée sur l'exploitation de l'hélium-3. La liste continue, avec littéralement des centaines (sinon des milliers) d'exemples d'humains vivant sur la Lune dans un avenir proche et lointain.
Étude de la colonisation lunaire:
Au cours des dernières décennies, de nombreuses propositions ont été faites pour construire une colonie (ou des colonies) sur la Lune. La plupart sont apparus avec l'avènement de l'ère spatiale et du programme Apollo. Et ces dernières années, avec des propositions de retour sur la Lune d'ici les années 2020, il y a eu un regain d'intérêt pour la création d'un règlement permanent. Cependant, certaines propositions scientifiques sont antérieures au 20e siècle.
Par exemple, en 1638, Mgr John Wilkins - un pasteur anglais, naturaliste et membre de la Royal Society - écrivit Un discours sur un nouveau monde et une autre planète, dans lequel il a prédit une colonie humaine sur la Lune. Le célèbre scientifique russe des fusées et de l'astronautique Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) - qui a proposé le premier le concept d'un ascenseur spatial - a également suggéré qu'une colonie lunaire serait une étape importante pour que l'humanité devienne une espèce spatiale.
Dans les années 1950 et 1960, les propositions ont commencé à faire boule de neige avec la création du programme Apollo, où les plans de placement des astronautes sur la Lune ont naturellement conduit à des idées pour créer des bases permanentes et même des colonies. En 1954, Arthur C. Clarke a proposé de créer une base lunaire à l'aide de modules gonflables qui seraient ensuite recouverts de poussière lunaire pour l'isolation.
Le règlement initial impliquerait des astronautes construisant des structures semblables à des igloo et un mât radio gonflable, qui seraient suivis par la mise en place d'un dôme permanent plus grand. Sa proposition prévoyait également une purification de l'air fournie par un filtre à base d'algues, un réacteur nucléaire pour fournir de l'énergie et des canons électromagnétiques (c'est-à-dire des conducteurs de masse) lançant des cargaisons et du carburant vers des vaisseaux interplanétaires dans l'espace.
En 1959, John S. Rinehart - le directeur du Mining Research Laboratory de la Colorado School of Mines - a publié une proposition intitulée «Critères de base pour la construction de la lune», dans le Journal de la British Interplanetary Society. Ce concept de «base flottante» consistait en un demi-cylindre avec des demi-dômes aux deux extrémités et un bouclier micrométéoroïde placé au-dessus de la base. Ce concept était basé sur la théorie alors acceptée qu'il y avait des océans de poussière sur la Lune qui étaient jusqu'à un kilomètre et demi (1 mi) de profondeur dans certaines régions.
Plusieurs plans ont également vu le jour à cette époque pour des installations militaires sur la Lune. Il s'agit notamment du projet Horizon (1959), un plan de l'armée américaine pour construire un fort sur la Lune d'ici 1967. L'US Air Force a également proposé le projet Lunex en 1961, qui prévoyait la création d'une base aérienne souterraine sur la Lune par 1968.
En 1962, John DeNike (directeur de programme des programmes avancés de la NASA) et Stanley Zahn (directeur technique des études de bases lunaires de la division spatiale de la société Martin) ont publié une proposition intitulée «Bases lunaires». Leur concept prévoyait une base souterraine située dans la mer de tranquillité, qui s'appuierait sur des réacteurs nucléaires pour l'électricité et un système de filtration de l'air à base d'algues.
Ces dernières années, plusieurs agences spatiales ont rédigé des propositions pour la construction de colonies sur la Lune. En 2006, le Japon a annoncé des plans pour une base lunaire d'ici 2030. La Russie a fait une proposition similaire en 2007, qui serait construite entre 2027 et 2032. En 2007, Jim Burke de l'Université internationale de l'espace en France a proposé de créer une arche de Noé lunaire pour garantir que la civilisation humaine survivrait à un événement cataclysmique.
En août 2014, des représentants de la NASA ont 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 décrit un concept de colonisation lunaire qui s'appuierait sur des travailleurs robotiques (connus sous le nom de Trans -Anciens) et héliostats pour créer une colonie lunaire autour de la région polaire sud de la Lune. Et en 2016, Johann-Dietrich Wörner, le nouveau chef de l'ESA, a proposé un village international sur la Lune comme successeur de la station spatiale internationale.
Méthodes potentielles:
Lorsqu'il s'agit de terraformer la Lune, les possibilités et les défis ressemblent étroitement à ceux de Mercure. Pour commencer, la Lune a une atmosphère si mince qu'elle ne peut être qualifiée que d'exosphère. De plus, les éléments volatils nécessaires à la vie sont rares (hydrogène, azote et carbone).
Ces problèmes pourraient être résolus en capturant des comètes contenant des glaces d'eau et des substances volatiles et en les écrasant à la surface. Les comètes se sublimeraient, dispersant ces gaz et cette vapeur d'eau pour créer une atmosphère. Ces impacts libéreraient également l'eau contenue dans le régolithe lunaire, qui pourrait éventuellement s'accumuler à la surface pour former des masses d'eau naturelles.
Le transfert de l'élan de ces comètes permettrait également à la Lune de tourner plus rapidement, accélérant sa rotation afin qu'elle ne soit plus verrouillée par les marées. Une Lune qui a été accélérée pour tourner une fois sur son axe toutes les 24 heures aurait un cycle diurne régulier, ce qui faciliterait la colonisation et l'adaptation à la vie sur la Lune.
Il existe également la possibilité de paratraformer des parties de la Lune d'une manière similaire à la terraformation de la région polaire de Mercure. Dans le cas de la Lune, cela aurait lieu dans le cratère de Shackleton, où les scientifiques ont déjà trouvé des preuves de glace d'eau. À l'aide de miroirs solaires et d'un dôme, ce cratère pourrait être transformé en un microclimat où les plantes pourraient être cultivées et une atmosphère respirante créée.
Avantages potentiels:
Comparé aux autres planètes et lunes du système solaire, la colonisation et la terraformation de la Lune présentent plusieurs avantages. Le plus évident est sa proximité avec la Terre. Par rapport à Mars, Vénus, Mercure ou le système solaire extérieur, le coût et le temps qu'il faudrait pour transporter des personnes et des matériaux vers et depuis la Lune seraient considérablement inférieurs.
De plus, bombarder la surface avec des comètes pourrait fournir à la fois une atmosphère et l'élan nécessaires pour faire tourner la planète jusqu'à un cycle semblable à la Terre. Comparé à des planètes comme Mars et Vénus, il faudrait également beaucoup moins de comètes pour y parvenir - environ 100 contre plusieurs milliers.
La présence de glace d'eau dans le sol lunaire, et les grandes caches autour de la région polaire sud, permettraient également la création d'eau de surface (une fois qu'un effet de serre a été déclenché). Avec des comètes bombardant la surface, cela pourrait être fait en introduisant des glaces de méthane et d'ammoniac, qui pourraient être récoltées sur la lune comme Titan et la ceinture de Kuiper. La supervision des efforts de terraformation serait également plus facile grâce à la proximité de la Lune et nécessiterait beaucoup moins d’infrastructures.
En attendant, les colonies sur la Lune offriraient de multiples avantages. La base de ressources locales offrirait des possibilités d'utilisation in situ des ressources, ainsi que des matières premières nécessaires pour des missions plus profondes dans l'espace. Par exemple, étant donné que la Lune est de composition similaire à la Terre, elle dispose d'un vaste approvisionnement en minéraux qui pourraient être exploités pour être réutilisés sur Terre. Le régolithe lunaire récolté à partir de la surface pourrait être utilisé pour créer une protection contre les radiations et des colonies en forme de dôme à la surface.
L'approvisionnement de la Lune en glace d'eau, qui est particulièrement abondante dans la région polaire sud, servirait également de source d'eau régulière pour les colons. L'hélium-3 pourrait facilement être récolté car il est abondant dans la couche supérieure du régolithe de la Lune pour être utilisé dans les réacteurs à fusion, fournissant un approvisionnement en énergie propre et stable à la fois pour les colonies lunaires et la Terre.
Une base lunaire pourrait également servir de point d'arrêt pour des missions plus approfondies dans le système solaire. La NASA a estimé qu'en créant un avant-poste lunaire qui pourrait utiliser l'eau locale pour créer de l'hydrogène, des milliards de dollars pourraient être économisés. Un tel avant-poste serait également un élément intrinsèque de l'infrastructure lorsqu'il s'agit de monter des missions habitées sur Mars et de construire une colonie martienne.
La gravité et la vitesse d’échappement plus faibles de la Lune signifient également que les missions lancées depuis la Lune nécessiteraient beaucoup moins de propulseur pour atteindre l’espace. Ce même avantage pourrait permettre la construction d'un conducteur de masse, d'un ascenseur lunaire ou d'autres projets jugés trop coûteux ou difficiles à construire sur Terre. Une telle structure réduirait les coûts de déplacement des matériaux et des satellites (tels que les panneaux solaires à base spatiale) encore moins chers.
Enfin et surtout, la création d'une colonie lunaire pourrait également fournir des informations précieuses, en particulier sur les effets à long terme de la vie dans un environnement à plus faible gravité. Ces informations s'avéreraient utiles pour l'établissement d'une base permanente sur Mars ou d'autres corps du système solaire où la gravité de surface est inférieure à 1 g.
La présence de tubes de lave lunaire stables qui sont suffisamment grands pour abriter des villes entières est également un avantage. Ces environnements souterrains pourraient être mis sous pression pour créer une atmosphère respirable et fournir un bouclier naturel contre le rayonnement solaire.
Défis potentiels:
Terraformer la Lune est également confronté à son lot de défis. D'une part, la récolte des comètes et / ou des glaces du système solaire externe nécessiterait une infrastructure qui n'existe pas encore et serait très coûteuse à créer. Fondamentalement, des centaines de vaisseaux spatiaux seraient nécessaires pour transporter toutes les ressources, et ils devraient être équipés de systèmes d'entraînement qui pourraient faire le voyage en peu de temps (qui n'existent pas encore).
Bien que des périodes prolongées passées dans des environnements de microgravité soient connues pour provoquer une dégénérescence musculaire et une perte de densité osseuse, il n'est pas clair quel serait l'effet d'une faible gravité pour les résidents permanents et les enfants nés dans de tels environnements. Il a été suggéré que les plantes et les animaux terrestres pourraient être génétiquement modifiés pour vivre dans l'environnement lunaire, mais il n'est pas clair si cela réussirait ou non.
Et bien sûr, le coût de tout cela serait astronomique et nécessiterait un engagement multigénérationnel étant donné le temps nécessaire pour convertir l'écologie de la Lune. En tant que tel, il est peu probable que les engagements pris par un gouvernement ou un organisme international puissent être maintenus entre une génération et la suivante.
Pour une colonie de surface, il existe également de nombreux défis. Les longues nuits lunaires (354 heures) signifieraient que la dépendance à l'énergie solaire serait entravée ailleurs que dans les régions polaires. De plus, les variations importantes de température seraient quelque chose que des colonies devraient être construites pour résister. Le rayonnement solaire serait également un problème dans tout peuplement situé à la surface.
L'absence d'atmosphère augmente les chances que la surface soit frappée par des comètes et exposée aux éruptions solaires. La Lune passe également périodiquement à travers la magnéto-queue de la Terre, créant une feuille de plasma qui fouette à travers la surface. Côté lumière, le bombardement par des électrons provoque la libération de photons UV et l'accumulation d'une charge négative du côté obscur. Cela pourrait être dangereux pour tout peuplement en surface.
Comme indiqué, certains de ces problèmes pourraient être résolus en construisant des colonies sous la surface. Cependant, en supposant que ces établissements dépendent de l'énergie solaire, ils devraient être construits à proximité des régions polaires afin de profiter de la lumière quasi perpétuelle dans ces régions. L'alternative serait de construire des réacteurs à fusion qui pourraient utiliser de l'hélium-3 d'origine locale. Et ici aussi, le coût et le temps nécessaires pour construire un tel règlement seraient très élevés.
Encore une fois, nous sommes obligés de nous demander pourquoi, compte tenu de tous les défis impliqués, un tel engagement devrait-il être pris? Dans le cas de la Lune, la réponse est assez simple. Dans ce cas, la terraformation et la colonisation peuvent être effectuées à moindre coût, plus facilement et en beaucoup moins de temps. De plus, les avantages d'avoir une présence humaine sur la Lune sont nombreux et incluent des aspects plutôt lucratifs tels que la récolte d'hélium-3, l'exploitation lunaire, les opérations solaires lunaires et même la création d'une industrie touristique lunaire.
Mais peut-être plus important encore, une présence humaine sur la Lune (que nous aimerons appeler Luna si et quand elle existe) pourrait facilement servir de tremplin vers la création d'une présence humaine sur Mars, Vénus et ailleurs dans le système solaire. Avec des installations en place pour assurer le ravitaillement, le réapprovisionnement et les réparations, les coûts d'envoi des navires plus profondément dans l'espace seraient considérablement réduits.
Un pas de plus dans la quête pour faire de l'humanité une race interplanétaire - et peut-être même interstellaire!
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur la terraformation ici au Space Magazine. Voici le guide définitif de la terraformation, Faut-il terraformer Mars?, Comment terraformer Mars?, Comment terraformer Vénus?, Et l'équipe étudiante veut terraformer Mars à l'aide de cyanobactéries.
Assurez-vous également de vérifier Oui, il y a de l'eau sur la lune et de l'eau sur la lune a été soufflée par le vent solaire.
Nous avons également des articles qui explorent le côté le plus radical de la terraformation, comme pourrait-on terraformer Jupiter?, Pourrait-on terraformer le soleil?, Et pourrait-on terraformer un trou noir?
Pour plus d'informations, consultez Colonisation lunaire de la NASA - Énergie, puissance et vie sur la lune.
