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« Je crains que les enfants sur une colonie martienne ne deviennent des adultes en bonne santé (en termes de muscles et d’os) en raison de la gravité martienne trop faible », a déclaré Janhunen à Live Science dans un e-mail. « Par conséquent, j’ai cherché [une] alternative qui fournirait une gravité [semblable à la Terre] mais aussi un monde interconnecté. »

Brandon Specktor for LiveScience

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Et si le film Interstellar n’était plus que science fiction ? Des scientifiques travaillent sur le sujet pour en faire une simple réalité. L’Homme pourrait-il alors devenir une espèce interplanétaire ? Expliquons.

Article de LiveScience: Les humains pourraient s’installer dans cette colonie flottante de la ceinture d’astéroïdes dans les 15 prochaines années

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Proposition de traduction :

Devrions-nous construire un «mégasatellite» d’habitats humains autour de la planète naine Cérès? C’est plus plausible qu’il n’y paraît.

Plus que jamais, les agences spatiales et les milliardaires aux yeux étoilés ont à cœur de trouver une nouvelle maison pour l’humanité au-delà de l’orbite terrestre. Mars est un candidat évident, étant donné sa proximité relativement étroite, son cycle jour / nuit de 24 heures et son atmosphère riche en CO2. Cependant, il existe une école de pensée spatiale qui suggère que la colonisation de la surface d’une autre planète – n’importe quelle planète – est plus problématique qu’elle n’en vaut la peine.

Maintenant, un nouvel article publié le 6 janvier dans la base de données de pré-impression arXiv propose une contre-proposition créative: abandonnez la planète rouge et construisez un habitat flottant gargantuesque autour de la planète naine Ceres.

Dans l’article, qui n’a pas encore été évalué par des pairs, l’astrophysicien Pekka Janhunen de l’Institut météorologique finlandais à Helsinki décrit sa vision d’un «mégasatellite» de milliers d’engins spatiaux cylindriques, tous reliés entre eux dans un cadre en forme de disque qui orbite en permanence autour de Ceres – le plus gros objet de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Chacun de ces habitats cylindriques pourrait accueillir plus de 50000 personnes, supporter une atmosphère artificielle et générer une gravité semblable à la Terre grâce à la force centrifuge de sa propre rotation, a écrit Janhunen. (Cette idée générale, proposée pour la première fois dans les années 1970, est connue sous le nom de cylindre O’Neill).

Mais pourquoi Cérès? Sa distance moyenne de la Terre est comparable à celle de Mars, a écrit Janhunen, ce qui rend les voyages relativement faciles – mais la planète naine a également un grand avantage élémentaire. Ceres est riche en azote, ce qui serait crucial dans le développement de l’atmosphère de la colonie en orbite, a déclaré Janhunen (l’atmosphère terrestre est à environ 79% d’azote.) Plutôt que de construire une colonie à la surface du petit monde – Ceres a un rayon d’environ 1/13. celle de la Terre – les colons pourraient utiliser des ascenseurs spatiaux pour transférer les matières premières de la planète directement vers leurs habitats en orbite.

Ce mode de vie orbital répondrait également à l’une des plus grandes mises en garde que Janhunen voit dans l’idée d’une colonie de surface martienne : les impacts sur la santé de la faible gravité.

« Je crains que les enfants sur une colonie martienne ne deviennent des adultes en bonne santé (en termes de muscles et d’os) en raison de la gravité martienne trop faible », a déclaré Janhunen à Live Science dans un e-mail. « Par conséquent, j’ai cherché [une] alternative qui fournirait une gravité [semblable à la Terre] mais aussi un monde interconnecté. »

Même ainsi, la proposition de Janhunen s’accompagne de ses propres mises en garde qui pourraient nuire à la réussite d’une colonie de Ceres, a souligné un chercheur extérieur.

Cette illustration de la NASA montre à quoi pourrait ressembler l’intérieur d’un cylindre O’Neill. Chaque habitat aurait une atmosphère artificielle, une gravité semblable à la Terre et un mélange d’espaces urbains et agricoles.(Crédit d’image: Rick Guidice avec l’aimable autorisation de la NASA)

Bienvenue dans le monde du disque

Selon la proposition de Janhunen, chaque cylindre du mégasatellite Ceres produirait sa propre gravité par rotation; chaque habitat cylindrique mesurerait environ 10 km de long, aurait un rayon de 1 km et effectuerait une rotation complète toutes les 66 secondes pour générer la force centrifuge nécessaire pour simuler une gravité semblable à la Terre.

Un seul cylindre pourrait contenir confortablement environ 57 000 personnes, a déclaré Janhunen, et serait maintenu en place à côté de ses cylindres voisins grâce à de puissants aimants, comme ceux utilisés dans la lévitation magnétique.

Le mégasatellite de Janhunen comprendrait un disque de cylindres d’habitat interconnectés (au centre), flanqué des deux côtés par des miroirs massifs pour orienter la lumière du soleil dans la colonie. (Crédit d’image: Pekka Janhunen)

Cette interconnexion indique l’autre grand avantage de la vie des mégasatellites, a déclaré Janhunen: De nouveaux cylindres d’habitat pourraient être ajoutés indéfiniment sur les bords de la colonie, permettant une expansion presque illimitée.

« La superficie de Mars est plus petite que celle de la Terre et, par conséquent, elle ne peut pas fournir de place pour une croissance démographique et économique significative », a déclaré Janhunen à Live Science. Une colonie de Cérès, en revanche, « peut être cultivée d’un à des millions d’habitats ».

Voir la lumière

Au-delà des cylindres et de leur cadre de disque massif, les principales caractéristiques de la colonie seront deux énormes miroirs en verre, inclinés à 45 degrés par rapport au disque afin de refléter juste assez de lumière naturelle dans chaque habitat. Une partie de chaque cylindre sera consacrée à la culture des cultures et des arbres, plantés dans un lit de sol de 1,5 mètre d’épaisseur dérivé de matières premières de Ceres, a écrit Janhunen. La lumière naturelle du soleil devrait les maintenir forts. (La partie «urbaine» de chaque cylindre, quant à elle, s’appuierait sur la lumière artificielle pour simuler un cycle jour / nuit semblable à la Terre. Janhunen ne précise pas d’où vient l’oxygène de la colonie.)

Cette société d’utopies flottantes et cylindriques peut sembler un peu bizarre, mais elle a ses partisans. En 2019, Jeff Bezos (PDG d’Amazon et fondateur de la société spatiale privée Blue Origin) a parlé lors d’un événement à Washington DC, des mérites de la construction de «colonies O’Neill» similaires à celle que Janhunen décrit ici. Bezos était sceptique qu’une telle colonie puisse exister de notre vivant, demandant au public: « Comment allons-nous construire des colonies O’Neill? Je ne sais pas et personne dans cette pièce ne le sait. » 

Cependant, Janhunen est plus optimiste. Dans un courriel adressé à Live Science, il a déclaré que les premiers colons humains pourraient commencer à se rendre à Cérès dans les 15 prochaines années.

L’avenir est radieux lorsque vous vivez dans un cylindre d’habitat à des millions de kilomètres de la Terre. (Crédit d’image: Don Davis avec l’aimable autorisation de la NASA)

L’année prochaine sur Cérès?

Manasvi Lingam, professeur assistant d’astrobiologie au Florida Institute of Technology qui étudie l’habitabilité des planètes, a déclaré que la proposition Ceres présente une « alternative plausible » à la colonisation de la surface de Mars ou de la Lune, mais manque encore de considérations clés.

« Je dirais qu’il y a trois mises en garde principales », a déclaré Lingam, qui n’était pas impliqué dans le journal, à Live Science. « Le premier est une question d’autres éléments essentiels, autres que l’azote. »

Un élément clé qui n’est pas mentionné dans le document est le phosphore, a déclaré Lingam. Le corps humain dépend du phosphore pour créer l’ADN, l’ARN et l’ATP (une forme vitale de stockage d’énergie dans les cellules). Tous les organismes sur Terre – y compris les plantes que les colons pourraient espérer pousser dans leurs habitats flottants – en ont besoin d’une manière ou d’une autre, mais la proposition de Janhunen ne traite pas de l’endroit ni de la manière dont cet élément critique serait obtenu.

La deuxième mise en garde est la technologie, a déclaré Lingam. La collecte de l’azote et d’autres matières premières de Cérès nécessiterait d’exploiter la surface de la planète et d’extraire ces éléments cruciaux des roches elles-mêmes. Cette opération ne serait probablement pas possible sans une flotte de véhicules miniers autonomes prêts à être déployés sur Ceres, ainsi que des satellites pour les guider vers les gisements les plus viables riches en nutriments. L’idée est plausible, a déclaré Lingam, mais technologiquement, nous n’en sommes pas encore là; tout récemment (le 15 janvier), un robot de la NASA sur Mars a été déclaré mort après avoir échoué à s’enfouir à seulement 5 mètres dans la surface martienne, mettant fin à une mission de deux ans.

Ces limites technologiques pointent vers la troisième mise en garde de Lingam, qui est le calendrier proposé. La proposition de Janhunen suggère que le premier groupe d’habitats en orbite du mégasatellite pourrait être achevé 22 ans après le début de l’exploitation minière sur Cérès. Mais cette estimation suppose que l’alimentation électrique disponible de la colonie augmente de façon exponentielle chaque année, commençant immédiatement et ne stoppant jamais en raison de problèmes technologiques ou logistiques. Cette estimation « n’est pas inconcevable », a déclaré Lingam, mais ne devrait pas être prise pour acquise.

« Cette échelle de temps de 22 ans pourrait être la limite inférieure dans des conditions optimales, mais je dirais que l’échelle de temps réelle pourrait être beaucoup plus longue », a déclaré Lingam.