Tous les projets d’habitation sur Mars ont oublié un élément fondamental

L’humain doit poser le pied sur Mars dans 14 ans, s’est engagé le gouvernement américain. D’autres experts pensent que le voyage sera pour 2060. Dans tous les cas, l’échéance se rapproche et il va falloir décider comment les astronautes vivront sur la planète rouge. À quoi ressemblera la future base martienne ? Les nombreux projets déjà proposés sont-ils réalistes ?

En 2015, la Nasa a lancé un concours baptisé « 3D-Printed Habitat Challenge », lors duquel les candidats ont proposé leur vision de la future base martienne. Le projet d’AI Space Factory a remporté la première place le 4 mai 2019, avec sa base nommée Marsha. Voici une image de cet habitacle, censé pouvoir être imprimé en trois dimensions.

La base martienne Marsha.

Source : Nasa/AI Space Factory

Comment assembler ces bases martiennes ?

Marsha, Roly Poly (université de Californie), Redwood Forest (MIT), Mars Ice House… Ces dernières années, les idées ont fusé pour imaginer la future habitation des humains sur Mars. Leurs inventeurs ont-ils vraiment tout prévu ? « Les projets de bases martiennes sont intéressants, mais je n’en vois presque aucun qui mentionne comment sera réalisé l’assemblage, comment les modules seront connectés, nous répond Francis Rocard, astrophysicien et responsable du programme d’exploration du système solaire au CNES. La plupart des projets, comme celui d’Elon Musk, manquent de précision sur la mise en place de la base : ce sont de beaux dessins, mais la façon dont on va les construire est déterminante. »

Les bases martiennes devront être prêtes à l’emploi avant que les humains n’arrivent sur la planète. « Il est complètement exclu de penser que des hommes arriveront sur Mars pour ensuite construire une base. Cela poserait un problème de sécurité », assure le scientifique. Il va donc falloir qu’elles soient assemblées automatiquement. Et pour cela, l’atterrissage des différents modules doit être maîtrisé. Ce n’est pas le cas aujourd’hui. « On ne sait pas se poser en visant une surface de la taille d’un terrain de football. Il existe ce qu’on appelle l’ellipse d’erreur à 3 sigma, qui tient compte de la dispersion lors de l’atterrissage, liée au vent et à la pression », poursuit Francis Rocard. Cela explique que le rover Curiosity, par exemple, se soit posé à 1 kilomètre du point qui était visé.

Zopherus, l'un des projets présentés au concours de la Nasa.

Source : Nasa/Rogers

Des modules de 20 tonnes à déplacer

Maison, laboratoire, voitures, robots, station d’énergie, serre… « il va falloir tout amener, souligne Francis Rocard. Ces éléments doivent se poser proches les uns des autres. » Le processus d’assemblage doit ensuite être automatisé, avec deux options possibles selon le scientifique : des modules directement sur roues ou des véhicules d’assemblage. « Il faudra qu’il soient capables de déplacer des modules qui peuvent peser à eux seuls 20 tonnes. Ces engins pourraient ressembler aux appareils que l’on voit dans des entrepôts comme ceux d’Amazon, mais en nettement plus gros », avance le spécialiste.

À cet égard, le projet Roly Poly est intéressant, avec ses engins en forme de cylindre plutôt faciles à pousser. Un autre projet, porté par Foster + Partners, explore une piste intéressante : celle d’envoyer des modules gonflables sur Mars. « Les modules seraient connectés par un soufflet qui n’est pas rigide, un peu comme la partie qui lie deux wagons d’un train », décrit Francis Rocard. Il est cependant sceptique à l’idée que les modules puissent atterrir avec des parachutes comme escompté : ils seront trop lourds.

Le projet Roly Poly.

Source : California Polytechnic State University, Pomona

Il manquera encore l’énergie, l’air, l’eau…

Supposons que les modules se trouvent proches les uns des autres et que leur méthode d’assemblage soit parfaitement automatisée. Pour construire l’habitat idéal martien, il reste encore du chemin. Avec quelle énergie faire fonctionner l’ensemble ? La poussière martienne exclura probablement le choix de l’énergie solaire. « Ce sera sans doute une petit réacteur nucléaire, avec une puissance de 10 kilowatt (imaginez un grand appartement). Il faudra aussi prévoir un système de recyclage pour créer de l’oxygène », complète Francis Rocard. La Station spatiale internationale pourrait servir d’exemple : une pompe et un catalyseur très chaud (entre 1 000 et 2 000°C) y permettent de casser les molécules de CO2 pour recycler l’oxygène.

La base martienne devra aussi résoudre le problème de l’eau. Comment la produire ? « Il faudra atterrir là où l’eau se trouve, probablement là où il y a de fortes concentrations de sulfates dans le sol martien, de plusieurs hectares, s’avance Francis Rocard. L’extraire suppose de trouver un système efficace qu’il faudra tester au préalable. Il faudra aussi la filtrer. N’oublions pas qu’il fait froid et que cette eau sera gelée. » Quant à la nourriture, l’astrophysicien doute qu’elle puisse être cultivée dans le sol martien, comme dans le film Seul sur Mars.

En cas de problème avec la base, il n’y a pas de retour d’urgence

La base martienne idéale devra s’installer à un endroit propice, être assemblée automatiquement sans encombre et permettre aux astronautes de respirer, d’avoir de l’eau et de la nourriture. Quand faudra-t-il commencer la mission de son installation, pour que tout soit prêt à temps ? « On ne peut aller sur Mars que tous les deux ans. On peut imaginer que les éléments de la base seront envoyés 6 ans avant l’échéance de la mission, puis 4, puis 2. Si tout marche bien, la mission habitée pourra avoir lieu », nous explique Francis Rocard.

Et si la base rencontre un problème une fois les humains installés ? « S’il y a un problème, une solution peut être de se mettre en orbite martienne. Mais le retour d’urgence n’est pas possible », conclut le chercheur.