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Créer une serre sur un autre monde: où pouvons-nous paraterraformer dans notre système solaire?

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Il ne manque pas de rêveurs aujourd'hui qui croient que l'humanité peut, veut ou doit explorer l'espace et établir une présence humaine parmi les étoiles. Pour certains, il s'agit de rencontrer notre véritable destin et de nous retrouver dans l'Univers.

Pour d'autres, tout tourne autour du désir de nouvelles frontières, de nouveaux horizons et de nouveaux défis. En quittant la Terre et en migrant vers d'autres planètes et corps célestes, l'humanité retournerait à ses racines, s'installant sur de nouvelles terres, comme nos ancêtres l'ont fait il y a des centaines de milliers d'années.

Et pour d'autres encore, c'est une question de survie. D'une part, il est logique de ne pas garder tous vos œufs dans le même panier. D'autre part, de nombreuses preuves suggèrent que les humains ne survivront pas indéfiniment sur Terre.

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Qu'il s'agisse du résultat d'un événement cataclysmique (comme un impact d'astéroïde), d'un changement climatique anthropique ou de notre capacité bien documentée à nous détruire, beaucoup pensent que l'humanité disparaîtra si elle ne colonise pas l'espace.

Bien entendu, cela présente de sérieux défis. À l'heure actuelle, il est toujours coûteux de lancer des charges utiles et des équipages dans l'espace, sans parler d'envoyer des sondes robotiques sur d'autres planètes. Envoyer des êtres humains coloniser d'autres planètes coûterait encore plus cher.

Au-delà du simple fait d'y parvenir, il y a aussi de nombreux problèmes à long terme qui devraient être résolus. Par exemple, comment les êtres humains doivent-ils vivre indéfiniment sur des mondes inhospitaliers à la vie telle que nous la connaissons?

Même si nous pouvions compter sur une technologie de pointe et être aussi autonomes que possible, il est très difficile de vivre dans un environnement qui essaie constamment de vous tuer!

Le problème de l'habitation à long terme

C'est là que l'ingénierie écologique entre en jeu. La théorie est que les humains pourraient modifier l'environnement local sur une planète ou une lune pour créer une atmosphère hospitalière et un cycle de vie qui permettrait une habitation à long terme.

Ce processus, lorsqu'il est mené à l'échelle planétaire, est appelé «terraformation». Toutefois, un tel processus pourrait prendre des milliers d’années et exigerait une quantité sans précédent de ressources, de progrès technologiques, de main-d’œuvre et d’un engagement multigénérationnel.

De plus, seuls certains endroits du système solaire peuvent éventuellement être terraformés. Il n'y a vraiment aucun moyen plausible de terraformer les corps de notre système solaire.

Mais qu'en est-il de ne convertir qu'une partie d'une planète, d'une lune ou d'un gros astéroïde? Au lieu d'essayer de modifier l'écologie d'un monde entier, ne pourrions-nous pas simplement en modifier un petit coin, en créant un jardin et une atmosphère respirable où il n'y a que de la glace, de la roche, de la poussière et du vide?

Serait-ce suffisant pour établir des établissements humains à long terme dans tout le système solaire?

Définition

Aussi connu comme le concept de «maison du monde», l'idée de base ici est de construire une enceinte autour d'une certaine partie d'une planète et de modifier l'environnement à l'intérieur. Ce concept a été inventé à l'origine par le mathématicien britannique Richard L.S. Talyor dans une étude de 1992, «Paraterraforming - The worldhouse concept».

En utilisant cette méthode, des sections d'une planète qui sont autrement inhospitalières ou qui ne peuvent pas être terraformées dans leur ensemble pourraient être rendues aptes à l'habitation humaine. Il serait particulièrement utile sur les planètes ou les lunes qui avaient peu ou pas d'atmosphère, et où une grande partie de la surface est soumise à des niveaux mortels de chaleur et de rayonnement.

Quelques exemples clés incluent Mercure et la Lune, deux corps célestes qui ont des atmosphères très ténues et sont bombardés par des quantités intenses de rayonnement solaire et cosmique.

Bien que ces emplacements ne puissent pas être rendus «verts», des colonies fermées pourraient être créées à certains endroits. Ces colonies pourraient en théorie avoir suffisamment de ressources à leur disposition pour que des milliers (voire des centaines de milliers) de personnes puissent y vivre.

Le concept Shell World

Dans une perspective plus large, il existe également le concept de terraformation de planètes entières en utilisant la même idée de base. Cette idée a été proposée pour la première fois en 2009 par Kenneth Roy - un ingénieur du département américain de l'énergie - dans un article publié avec le Journal des sciences interplanétaires britanniques.

Intitulé "Shell Worlds - Une approche de la terraformation des lunes, des petites planètes et des plutoïdes», cet article a exploré la possibilité théorique d'utiliser une grande« coquille »pour envelopper une planète, en gardant son atmosphère contenue afin que les changements à long terme puissent prendre racine.

Les coquilles pourraient également être utilisées pour enfermer une planète entière sans atmosphère, ce qui permettrait aux ingénieurs d'en créer une lentement, en exploitant ou en pompant des gaz atmosphériques. L'enveloppe garantirait que l'atmosphère serait conservée jusqu'à ce que les ingénieurs aient terminé le processus.

Cependant, cette proposition est plus conforme au concept de «mégastructures» qu'au paraterraforming. Le nombre de matériaux, la technologie et le moment où un tel exploit d'ingénierie le rendrait hors de portée.

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Cependant, la paraterraformation à petite échelle, qui impliquerait de renfermer une parcelle de terrain habitable de la taille d'une ville ou d'un district rural, pourrait être du domaine des possibilités. Bien que nous ne devrions pas nous attendre à ce que quelque chose de ce genre se produise bientôt, c'est quelque chose que nous pouvons planifier pour un avenir pas trop lointain.

Alors, comment pourrions-nous y parvenir, demandez-vous? En utilisant la technologie actuelle, ou des technologies qui devraient être disponibles dans un avenir pas trop lointain, un certain nombre d'options sont disponibles.

Méthodes de paraterraformation

En ce qui concerne les plans de colonisation des endroits au-delà de la Terre, le nom du jeu est la durabilité et l'autosuffisance. Pour y parvenir, la NASA et d'autres agences spatiales étudient un certain nombre de technologies et de méthodes.

L'une d'elles est la technologie connue sous le nom de fabrication additive (par exemple, impression 3D). Ces dernières années, ce concept a été étudié comme un moyen de construire éventuellement des bases sur la Lune, Mars et au-delà.

Une autre méthode considérée comme incontournable pour l'établissement hors du monde est connue sous le nom d'utilisation des ressources in situ (ISRU). Ce processus implique l'utilisation de ressources locales pour tout fabriquer, des matériaux de construction et de l'énergie à l'air respirable et à l'eau potable.

«À mesure que l'exploration spatiale humaine évolue vers des voyages plus longs plus loin de notre planète d'origine, l'ISRU deviendra de plus en plus importante. Les missions de ravitaillement sont coûteuses et, à mesure que les équipages d'astronautes deviennent plus indépendants de la Terre, l'exploration soutenue devient plus viable. , nous avons besoin de moyens pratiques et abordables d'utiliser les ressources en cours de route, plutôt que de transporter tout ce que nous pensons être nécessaire. Les futurs astronautes auront besoin de la capacité de collecter des ressources spatiales et de les transformer en air respirable; eau potable, hygiène et la croissance des plantes, les propulseurs de fusée, les matériaux de construction et plus encore. Les capacités de mission et la valeur nette se multiplieront lorsque des produits utiles pourront être créés à partir de ressources extraterrestres. "

Il est théorisé qu'en utilisant l'impression 3D et l'ISRU, des colonies fermées pourraient être construites sur place sans qu'il soit nécessaire d'importer beaucoup de pièces préfabriquées ou de matériaux de construction. Une fois achevés, ils pourraient également atteindre un certain degré d'autosuffisance, ce qui pourrait contribuer grandement à assurer la durabilité.

Mais comme pour tout ce qui concerne l'immobilier, le plus gros problème est l'emplacement. Si nous voulons construire des colonies sur d'autres planètes, lunes et corps, les bases devront être accessibles, avoir une protection suffisante contre les radiations et les conditions extrêmes, et pas trop loin des sources de ressources et d'énergie.

Une façon d'y parvenir est de construire ces colonies dans des endroits qui offrent une protection naturelle contre les radiations et sont également riches en ressources. Plusieurs options existent, telles que la construction de colonies sous la surface.

Une autre façon de se protéger contre des dangers tels que les radiations consiste à construire des enceintes en matériau résistant aux radiations. Par exemple, la structure de base d'une colonie pourrait être façonnée à partir de régolithes d'origine locale (dépôts meubles recouvrant de la roche solide).

En variante, cela pourrait être fait par un processus connu sous le nom de "frittage", où le régolithe est bombardé avec des micro-ondes ou des lasers pour créer une céramique fondue. Cela pourrait ensuite être modifié, à l'aide de robots d'impression 3D, pour former les fondations, les murs extérieurs et la superstructure du village.

Il est également possible d'utiliser un blindage magnétique. Ce concept a été proposé par l'ingénieur civil Marco Peroni au Forum et Exposition SPACE et Astronautique de l'Institut américain d'aéronautique et d'astronautique (AIAA) 2018.

Le concept de Peroni comprenait une architecture de base modulaire, où les unités de forme hexagonale sont regroupées dans une configuration sphérique sous un appareil en forme de tore. Cet appareil serait constitué de câbles électriques à haute tension qui génèrent un champ électromagnétique pour se protéger contre les radiations.

Sur la base de simulations et de modèles de test, Peroni et ses collègues ont déterminé que l'appareil serait capable de générer un champ magnétique externe de 8 microteslas (0,08 gauss). Étant donné que le champ magnétique protecteur de la Terre varie de 25 à 65 microteslas (0,25 à 0,65 gauss), cet appareil devrait encore être renforcé pour assurer la sécurité des habitants, mais il en est encore aux premiers stades de développement.

Cette proposition est similaire à bien des égards au concept de solénoïde de base lunaire présenté par Peroni lors du Forum et exposition AIAA 2017 sur l'espace et l'astronautique. Ce concept impliquait une base lunaire constituée de dômes transparents entourés d'une structure toroïdale de câbles haute tension.

En plus du blindage, les champs magnétiques artificiels permettraient également des habitats offrant une vue sur l'environnement environnant. Ceci est essentiel pour prévenir des choses comme la claustrophobie, l'isolement et la fièvre de la cabine qui pourraient inévitablement résulter des enclos souterrains ou de ceux avec des murs opaques.

Il existe également une quantité significative de preuves que les plantes pourraient être cultivées dans le sol lunaire et martien.

Celles-ci incluent des études menées par des astronautes à bord de l'ISS, le projet Prototype Lunar / Mars Greenhouse (PLMGP) financé par la NASA et l'étude conjointe entre la NASA, l'Université d'ingénierie et de technologie de Lima et le Centre international de la pomme de terre.

Il y a également eu des études indépendantes, comme celle menée par des écologistes à l'université et au centre de recherche de Wageningen. Ces expériences ont montré que les plantes terrestres peuvent être cultivées en utilisant le régolithe martien et lunaire, en supposant qu'une irrigation adéquate et des nutriments organiques sont fournis.

Un autre aspect important à considérer est le fait que ces colonies devraient être des systèmes fermés. L'air, l'eau et les autres ressources devront être recyclés avec un haut degré d'efficacité.

Cela conduirait à la création d'un microclimat où des précipitations se produisent, de l'oxygène gazeux est produit, du dioxyde de carbone est éliminé de l'air et l'eau est naturellement recyclée et filtrée.

Le reste pourrait être géré par une combinaison de systèmes de recyclage. Les déchets organiques et les déchets humains pourraient être compostés et utilisés comme engrais, et d'autres formes de déchets pourraient être recyclées pour créer de nouveaux outils et produits.

Alors, où exactement ces colonies microclimatiques fermées pourraient-elles être créées?

Système solaire intérieur

Comme la Terre, toutes les planètes du système solaire interne sont rocheuses et terrestres. À l'exception de Vénus, ceux-ci pourraient tous suffire comme sites potentiels pour de futures colonies. Tous sont riches en minéraux et potentiellement en glace d'eau, et certains contiennent même des molécules organiques. Ils ont aussi leur juste part de dangers!

Mercure:

Cela pourrait vous surprendre de savoir que Mercure, la planète la plus proche de notre Soleil et la deuxième plus chaude (derrière Vénus) est en fait un candidat viable pour la colonisation. Vous voyez, alors que la planète reçoit une quantité intense de chaleur et de rayonnement du Soleil, une colonie bien placée serait en mesure d'éviter ces dangers et d'autres.

Par exemple, puisque Mercure a une exosphère ténue, la chaleur n'est pas transférée du côté exposé au Soleil au côté obscur. En conséquence, quel que soit le côté qui subit la lumière du jour, atteint des températures aussi élevées que 427 ° C (800 ° F) tandis que le côté nuit subit un froid extrême (-173 ° C / -279 ° F).

De plus, Mercure fait l'expérience de ce que l'on appelle 3:2 résonance orbitale. Cela signifie que la planète effectue trois rotations sur son axe (chacune prend 58,6 jours) pour tourner deux fois autour du Soleil (une seule orbite prend 88 jours). En bref, Mercure connaît trois jours sidéraux tous les deux ans.

Cependant, comme la planète se déplace rapidement autour du Soleil et tourne lentement sur son axe, la durée réelle d'une journée complète - c'est-à-dire le temps qu'il faut au Soleil pour retourner au même endroit dans le ciel (c'est-à-dire un jour solaire ) - équivaut à environ 176 jours terrestres.

En d'autres termes, un seul jour sur Mercure dure aussi longtemps que deux de ses années. Cependant, la très faible inclinaison axiale de Mercury (0.034°) signifie que la grande majorité de la lumière du soleil qu'elle reçoit est absorbée autour de l'équateur. Pendant ce temps, ses régions polaires sont ombragées en permanence et suffisamment froides pour contenir de la glace d'eau.

Cela a été confirmé par la sonde MESSENGER de la NASA en 2012, qui a trouvé des preuves de glace d'eau et de molécules organiques dans les cratères qui parsèment la région polaire nord. Il y a aussi des spéculations selon lesquelles le pôle sud pourrait contenir de la glace dans ses zones de cratère ombragées en permanence, peut-être autant que 100 milliards à 1 billion de tonnes ce serait jusqu'à 20 m (pi) d'épaisseur.

Dans ces régions, des dômes pourraient être construits sur les planchers du cratère ou couvrant un cratère entier. Certains candidats possibles comprennent les cratères Kandinsky, Prokofiev, Tolkien et Tryggvadottir, qui sont tous censés avoir des réserves de glace d'eau.

La lumière du soleil pourrait être exploitée en positionnant des miroirs sur les bords des cratères, pour la rediriger vers les enceintes en forme de dôme. Les températures à l'intérieur augmenteraient progressivement, la glace d'eau fondrait et le sol pourrait être fabriqué en combinant l'eau et les molécules organiques avec le régolithe du fond du cratère.

Les plantes pourraient également être cultivées pour produire de l'oxygène qui, combiné à l'azote gazeux, produirait une atmosphère respirable. La région à l'intérieur du biodôme deviendrait un environnement vivable avec son propre cycle de l'eau et le cycle du carbone.

Alternativement, l'oxygène gazeux pourrait être créé par dissociation chimique, où la glace d'eau évaporée est soumise au rayonnement solaire pour produire de l'hydrogène gazeux (qui pourrait être évacué ou capturé et stocké pour le carburant) et de l'oxygène gazeux.

Alternativement, des équipes d'ingénieurs pourraient pomper les gaz nécessaires dans une enceinte en forme de dôme jusqu'à ce que la pression atmosphérique à l'intérieur atteigne 100 kilopascals (ou 1 bar). La glace pourrait ensuite être récoltée selon les besoins ou stockée pour la boisson, l'assainissement et l'irrigation.

La lune:

En tant que corps céleste le plus proche de la Terre, la colonisation de la Lune serait relativement facile par rapport à d’autres corps. À bien des égards, il présente les mêmes dangers potentiels que Mercure, et les stratégies pour y faire face sont en grande partie les mêmes.

Pour commencer, la Lune a une atmosphère extrêmement ténue, si mince qu'elle ne peut être classée que comme une exosphère. La Lune est également riche en minéraux et en ressources potentielles comme l'hélium-3 et la glace d'eau, mais peu abondante en éléments volatils nécessaires à la vie (c'est-à-dire l'ammoniac, le méthane, le dioxyde de carbone, etc.)

De plus, la surface de la Lune connaît des variations extrêmes de température autour de la région équatoriale. Selon qu'une partie de la surface est exposée ou non à la lumière directe du soleil, les températures varient entre un minimum de -173 ° C (-280 ° F) à un maximum de 127 ° C (260 ° F).

Cependant, dans les régions polaires, les températures vont d'un minimum de -123 ° C (-189 ° F) à un maximum de -43 ° C (-45 ° F). Bien que cela soit encore suffisant pour que l'Antarctique semble doux en comparaison, c'est une gamme beaucoup plus étroite.

De plus, comme Mercure, les régions polaires sont ombragées en permanence et ont accès à des réserves d'eau. Cela est particulièrement vrai du bassin sud-pôle Aitken, une région de cratères où plusieurs missions orbiteurs ont trouvé des preuves de glace d'eau.

Dans des endroits comme le célèbre cratère Shackleton, un microclimat fermé pourrait être créé en construisant un dôme et en utilisant des miroirs solaires pour y diriger la lumière du soleil. Un système météorologique pourrait donc être créé, des plantes pourraient alors être cultivées et une atmosphère respirable pourrait être créée.

Mars:

Mars est une autre destination populaire pour l'exploration et la colonisation de l'espace humain. Tout comme la Lune, cela est en grande partie lié à sa proximité avec la Terre et aux similitudes entre elle et notre planète.

Tous les 26 mois, la Terre et Mars sont au point le plus proche de leur orbite. Ceci est connu comme une opposition, où Mars et le Soleil apparaissent sur les côtés opposés du ciel. Cela crée des «fenêtres de lancement» régulières pour envoyer des colons et des fournitures.

De plus, un jour martien dure 24 heures et 39 minutes, ce qui signifie que les plantes, les animaux et les colons humains bénéficient d'un cycle diurne (cycle jour / nuit) presque identique à celui de la Terre. L'axe vertical de Mars est également incliné d'une manière très similaire à celle de la Terre.- 25.19°contre. 23.5° - qui se traduit par des variations saisonnières au cours d'une période orbitale.

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Essentiellement, lorsqu'un hémisphère est dirigé vers le Soleil, il vit l'été tandis que l'autre vit l'hiver. Cependant, depuis une année martienne dure environ 687 jours terrestres (668,6 Jours martiens), chaque saison dure environ deux fois plus longtemps.

Mars subit également des variations de température similaires à celles de la Terre, bien qu'elles soient globalement nettement inférieures. La température moyenne de surface au cours d'une année est -63 ° C (-81 ° F), allant d'un minimum de -143 ° C (-225 ° F) pendant l'hiver aux pôles et un haut de 35 ° C (95 ° F) le long de l'équateur en été à midi.

Cependant, en raison de sa faible atmosphère, ces températures de surface chaudes n'atteignent pas beaucoup plus que le niveau du sol. Et la nuit, la température peut atteindre aussi bas que -73 ° C (-99 ° F). Néanmoins, étant donné que les variations sont beaucoup moins extrêmes autour des latitudes moyennes, ce serait probablement le meilleur endroit pour construire une colonie.

Il y a aussi une abondance de glace d'eau sur Mars, qui est largement concentrée dans les calottes glaciaires polaires. Cependant, diverses études ont suggéré que des quantités importantes d'eau peuvent également être enfermées sous la surface. Cette eau pourrait être extraite et utilisée par les colons pour tout, de la boisson et de l'irrigation à l'assainissement.

Pour cette raison, Mars est bien adapté pour ISRU. Dans son livre, Le cas de Mars, Robert Zubrin a expliqué comment l'air, l'eau et le carburant pourraient être fabriqués sur place par les futurs colons en utilisant uniquement les éléments disponibles dans le sol et l'atmosphère martiens.

En outre, des expériences ont été menées pour montrer comment le sol martien peut être cuit en briques qui ont une résistance considérable. Ceux-ci pourraient être utilisés pour fabriquer les habitats et les structures dans lesquels les colons vivraient. Des expériences ont également montré que les plantes terrestres peuvent pousser dans le sol martien, ce qui produirait de l'oxygène et éliminerait le carbone de l'air.

Hélas, il reste le problème des radiations. Selon des études récentes du Mars Odyssey sonde, les habitants de la surface martienne connaîtront des niveaux de rayonnement 2 à 3 fois plus élevé que ce que les astronautes expérimentent sur la Station spatiale internationale.

Sur Terre, les habitants des pays développés sont exposés à une dose annuelle moyenne de 0,62 rads. Et tandis que des études ont montré qu'une dose allant jusqu'à 200 radsn'est pas mortelle, l'exposition à ces niveaux de rayonnement peut considérablement augmenter les risques pour la santé (maladie aiguë des rayons, cancer, dommages à l'ADN).

La surface de Mars, en revanche, est exposée à une moyenne de 22 millirads par jour - ce qui revient à 8000 millirads (8 rads) par an. C'est presque 13 fois la dose annuelle à laquelle notre corps est habitué et proche de la limite d'exposition recommandée sur cinq ans. Les effets à long terme restent inconnus.

LaMars Odyssey également détecté deux événements de protons solaires qui a fait monter les niveaux de rayonnement à environ 2000 millirads en une journée et quelques autres événements qui ont atteint 100 millirads. En plus de cela, des recherches récentes menées à l'Université du Nevada à Las Vegas (UNLV) ont indiqué que la menace posée par les rayons cosmiques pourrait doubler le risque de cancer.

Pour cette raison, les planificateurs de mission ont exploré l'idée de construire des habitats sous la surface ou de créer des habitats avec des coquilles extérieures en céramique épaisses provenant du régolithe local. Une fois encore, l'idée du blindage magnétique pourrait être utilisée pour permettre une coque transparente et offrir aux habitants le bénéfice d'une vue.

En fait, la NASA a exploré l'idée de positionner un bouclier magnétique en orbite, autour de Mars, pour fournir la même protection qu'une magnétosphère. La proposition a été présentée par le Dr Jim Green, directeur de la Division des sciences planétaires de la NASA, lors de l'atelier 2017 Planetary Science Vision 2050.

Le Dr Green a affirmé que ce bouclier devrait être déployé au point de Lagrange Mars-Sun L1, où il créerait un magnétotail artificiel qui engloberait tout Mars. Cela protégerait non seulement la vie à la surface des radiations nocives, mais permettrait également à l'atmosphère de Mars de s'épaissir (offrant ainsi plus de protection).

Avec ces mesures en place, une colonie pourrait être protégée des éléments, notamment les tempêtes de poussière martiennes et les radiations. À l'intérieur, les colons humains pourraient faire pousser des plantes sur le sol martien, produire leur propre air et créer efficacement un microclimat autosuffisant.

Une telle base (ou beaucoup d'autres comme eux) pourrait commencer le processus de terraformation de Mars. Après avoir créé des microclimats dans certaines régions, ils pourraient commencer à les étendre jusqu'à ce qu'ils atteignent toute la planète.

La ceinture principale d'astéroïdes

Fait intéressant, la ceinture d'astéroïdes est plus qu'une simple collection de millions d'objets rocheux. Il abrite également la planète naine Ceres, qui est le plus grand corps de la ceinture et représente environ un tiers de la masse de la ceinture principale.

Ceres mesure à peu près 946 km (588 mi) de diamètre et a une superficie de 2,849,631 km² (1 100 250 mi²). Compte tenu de sa taille et de sa densité, on pense que Ceres est différenciée et se compose d'un noyau rocheux, d'un océan liquide à côté de celui-ci et d'un manteau et d'une croûte composés de glaces.

Sur la base des preuves fournies par le télescope Keck en 2002, le manteau est estimé à 100 km (62 mi) d'épaisseur et contenir jusqu'à 200 millions de km³ (48 millions de mi³) de l'eau. Cela équivaut à environ 10% de ce qui se trouve dans les océans de la Terre et c'est plus que toute l'eau douce sur Terre.

Pour cette raison, une colonie sur Cérès présenterait toutes sortes d'avantages et d'opportunités de croissance. C'est en partie à cause de la façon dont cela rendrait la ceinture principale d'astéroïdes et ses abondantes ressources accessibles. Il y a aussi les ressources disponibles sur Ceres lui-même, ce qui pourrait faciliter la paraterraformation.

Par exemple, Cérès possède des cratères impressionnants, dont les plus grands comprennent les cratères Occator, Kerwan et Yalode. À l'intérieur de ceux-ci, des dômes pourraient être construits et l'eau pourrait être récupérée de la glace locale, avec des minéraux silicatés utilisés pour paver le fond du cratère.

La glace récoltée localement pourrait être utilisée pour l'irrigation, mais aussi pour la production d'oxygène gazeux. Comme on pense que Cérès possède de grands gisements de sols argileux riches en ammoniac, l'ammoniac pourrait également être récolté. Puisque l'ammoniac est en grande partie composé d'azote, il pourrait être traité pour créer de l'azote gazeux (un gaz tampon important dans notre atmosphère).

La lumière pourrait être fournie par une série de miroirs orbitaux qui concentreraient et dirigeraient la lumière du soleil dans le dôme, donnant une impression d'un cycle diurne et permettant également aux plantes de pousser.

Les lunes de Jupiter

L'idée de coloniser les lunes de Jupiter a été lancée à plusieurs reprises depuis la Pionnier10 et 11 et Voyager 1 et 2 les sondes ont traversé le système. Depuis lors, il a été découvert que trois de ses quatre plus grands satellites (Europa, Ganymède et Callisto pourraient tous avoir des océans intérieurs.

De plus, plusieurs enquêtes sur Europe et Ganymède ont montré que leurs océans pourraient être suffisamment chauds pour soutenir la vie. Pour cette raison, beaucoup sont impatients d'envoyer des missions robotiques pour rechercher des signes de cette vie possible, et éventuellement des missions en équipage qui pourraient établir des avant-postes.

Par exemple, en 1994, l'entreprise privée connue sous le nom de Projet Artemis a été créée dans l'intention de coloniser la Lune. Ils ont également élaboré des plans pour une colonie sur Europe, qui ont demandé que des structures soient construites en glace à la surface (sur le modèle de l'igloo).

Les auteurs ont également recommandé de créer des habitats à long terme dans des «poches d'air» contenues dans la calotte glaciaire. Compte tenu de la présence de glace d'eau abondante et de substances volatiles comme le méthane et l'ammoniac, la surface pourrait exploiter ces ressources pour créer des bases avec des mini-climats.

Une base sur une ou plusieurs des lunes galiléennes a également été préconisée par le Dr Zubin dans son livre de 1999, Entrer dans l'espace: créer une civilisation spatiale (1999). Ces bases pourraient aider à faciliter l'extraction atmosphérique parmi les planètes extérieures - c'est-à-dire Jupiter et Saturne - pour obtenir du carburant Hélium-3.

La NASA a également produit une étude en 2003 qui préconisait la création d'une base sur Callisto, qui, selon eux, pourrait être réalisée d'ici 2045. Intitulé "Concepts révolutionnaires pour l'exploration de la planète extérieure humaine" (HOPE), le plan appelait à l'utilisation de fusées nucléaires pour transporter tous les matériaux et robots nécessaires pour y construire une base.

La destination a été choisie en raison de sa distance par rapport à Jupiter, ce qui signifie qu'elle est exposée à beaucoup moins de rayonnement que ses homologues. Il a été souligné qu'une base là-bas serait capable de récolter de la glace d'eau pour créer du carburant pour fusée, faisant de Callisto une base de ravitaillement pour toutes les futures missions du système Jovian.

Le rayonnement est particulièrement préoccupant lorsque l'on considère les lunes de Jupiter. En raison de la puissante magnétosphère de Jupiter et de l'existence d'une ceinture de rayonnement de haute énergie, les lunes d'Io, Europa et Ganymède sont soumises à des quantités variables de rayons nocifs.

Io, qui orbite dans la ceinture de rayonnement à haute énergie, reçoit environ 3 600 rads de rayonnement ionisant par jour - assez pour tuer très rapidement. Combiné à son activité volcanique, à son manteau mou et à ses coulées de lave souterraines, Io n'est pas un bon endroit pour vivre!

La surface d'Europe se déplace 540 rads par jour, qui se situe toujours bien dans la fourchette mortelle. Sur Ganymède, les choses vont un peu mieux en raison de sa plus grande distance et du fait que Ganymède a un champ magnétique, ce qui en fait le seul corps du système solaire (autre que les géantes gazeuses) à en avoir un. Mais ça continue 8 rads par jour, plus d'un an de rayonnement ici sur Terre.

Seul Callisto tombe dans la plage de sécurité, recevant uniquement 10 millirads de Jupiter par jour. Bien sûr, cela s'aggrave lorsque vous ajoutez le rayonnement solaire et les rayons cosmiques, mais le fait demeure, Callisto est l'endroit le plus sûr pour coloniser dans le système jovien.

Ainsi, alors que des colonies pourraient être construites à Ganymède et en Europe, les deux emplacements nécessiteraient un blindage anti-rayonnement important et les colonies ne seraient possibles que sous la surface glacée. Sur Callisto, un environnement de surface pourrait éventuellement être créé, similaire à ce qui pourrait être construit sur Ceres.

Cela inclurait une enceinte en forme de dôme dans un ou plusieurs des nombreux cratères d'impact de Callisto. Les candidats comprennent les cratères annelés Valhalla, Asgard et Adlinda, qui mesurent 3800 km (2360 mi), 1600 km (995 mi) et 1000 km (660 mi) de diamètre, respectivement.

Il y a aussi des cratères comme Heimdall et Loftn, qui mesurent 210 km (130 mi) et 200 km (124 mi) de diamètre, respectivement. Dans tout ou partie de ceux-ci, des structures en forme de dôme pourraient être érigées qui s'étendent d'un bord à l'autre ou le long du fond du cratère.

En utilisant des minéraux silicatés récoltés sur les astéroïdes troyens et grecs de Jupiter, le sol pourrait être créé sur le sol de la colonie. En utilisant de la glace d'eau, de l'ammoniac, du méthane et des miroirs orbitaux récoltés localement, un microclimat pourrait être créé.

Les lunes de Saturne

Ensuite, il y a les lunes du système Saturne. En plaidant pour la colonisation du système solaire externe, Zubrin a affirmé que Saturne, Uranus et Neptune pourraient être transformés en «golfe Persique du système solaire» en raison de leur riche base de ressources.

Zubrin a identifié Saturne comme le plus important de ceux-ci en raison de sa proximité relative avec la Terre, de son faible rayonnement et d'un excellent système de lunes. D'une part, le système est l'une des plus grandes sources de deutérium et d'hélium-3, qui pourraient être utilisées comme sources de combustible pour les réacteurs à fusion à l'avenir.

Les lunes de Saturne sont également exposées à des quantités de rayonnement considérablement plus faibles que le système de satellites de Jupiter. En effet, les ceintures de rayonnement de Saturne sont nettement plus faibles que celles de Jupiter - 0,2 gauss (20 microteslas) par rapport à 4,28 gauss (428 microteslas).

Ce champ s'étend du centre de Saturne à une distance d'environ 362 000 km (225 000 mi) de son atmosphère. Cela la rend beaucoup plus proche de la planète que la ceinture de rayonnement de Jupiter, qui atteint des distances d'environ 3 millions de km.

Titan a également été désigné comme un bon emplacement pour un établissement humain car c'est le seul corps céleste autre que la Terre à avoir une atmosphère d'azote dense. Il y a aussi les grandes quantités de méthane liquide et atmosphérique et d'autres hydrocarbures dont la lune se vante.

Un autre emplacement possible est Encelade, qui subit périodiquement une activité de panache autour de sa région polaire sud. En mars 2006, leCassini-Huygens mission a obtenu des preuves possibles de l'eau liquide sur Enceladus, ce qui a été confirmé par la NASA en 2014.

Cette eau émerge de jets qui sont probablement connectés à un océan intérieur situé à quelques dizaines de mètres sous la surface à certains endroits. Cela rendrait la collecte de l'eau beaucoup plus facile que sur une Europe lunaire, où l'eau devrait être récoltée à partir de glace solide.

Données obtenues par Cassini a également suggéré la présence de molécules volatiles et organiques à l'intérieur, renforçant les arguments en faveur de la vie à l'intérieur d'Encelade. Les lectures de densité suggèrent également que sous sa couche externe de glace se trouve un noyau de roche silicatée et de métal.

Ces ressources seraient inestimables lorsqu'il s'agit de créer une colonie, surtout si la paraterraformation était impliquée. Il en va de même pour Titan, qui a de la glace d'eau abondante dans son manteau, ainsi que de nombreux volatils comme l'ammoniac et (en particulier) le méthane.

Grace à Cassini-Huygens mission, les astronomes ont appris que Titan a des lacs de méthane à sa surface et un cycle de méthane qui ressemble étroitement au cycle hydrologique de la Terre. Des études sur la lune ont également révélé qu'elle possède un environnement riche en chimie organique et en conditions prébiotiques.

Titan orbite également en toute sécurité au-delà de la portée de la ceinture de rayonnement de Saturne, et son atmosphère épaisse peut être suffisante pour offrir une protection contre les rayons cosmiques. Bien qu'Encelade ait une atmosphère et des orbites très ténues dans la ceinture de rayonnement de Saturne, les faibles niveaux (par rapport à Jupiter) signifient qu'ils pourraient être atténués.

In short, on both Titan and Enceladus (and possibly other moons within the system), self-contained colonies with mini-climates could be built that take advantage of this natural resource base. Water harvested from the icy surface could also be converted into fuel, making the Saturn system a stopover point for exploratory missions to Uranus, Neptune and beyond.

Along with the rich supply of deuterium and helium-3 from Saturn's atmosphere, the resources of the Saturn system could also be a major source of exports. In this way, a colonizing of the Saturn system could fuel Earth’s economy, and facilitate exploration deeper into the outer Solar System.

Looking Beyond

When it comes right down to it, there is no limit to where human beings could conceivably colonize in our Solar System. In addition to all the aforementioned examples, people could create habitats out of hollowed-out asteroids, on the moons of Uranus and Neptune, on Pluto and Charon, and even in the Kuiper Belt.

The farther we get from the Sun, the more heavily we are going to have to rely on technology to produce air and food. For example, in the outer Solar System and Kuiper Belt, settlers will probably have to rely on things like UV lighting to grow plants and process volatiles into breathable gases.

But even though increasingly artificial means might have to come into play, the name of the game remains the same. Through the creation and maintenance of natural environments, humanity could extend its presence further throughout space.

In the end, the limits are really only those imposed by our imaginations, finances, and the state of our technology. And considering that advances are being made all the time, the latter limitation probably won't remain an issue for long!

  • Paraterraforming - The Worldhouse Concept
  • Paul Glister - Terraforming: Enter the ‘Shell World’
  • Lunar Bases and Space Activities of the 21st Century: Chp. 11 Mars
  • NASA - Science in Orbit: The Shuttle & Spacelab Experience, 1981-1986
  • Space.com - Incredible Technology: How to Use 'Shells' to Terraform a Planet
  • JBIS - "Shell Worlds - An Approach To Terraforming Moons, Small Planets and Plutoids"
  • Lunar Bases and Space Activities of the 21st Century: Chp. 2 Lunar Base Concepts (LPI, 1985)


Voir la vidéo: 143 - Construction dun dôme géodésique icosaèdre F3 58 de sphère, 4 mètres de diamètre. (Mai 2022).