La sonde Horizon est sur le point d’effectuer son approche la plus proche de la planète naine Pluton, après avoir accompli un voyage de neuf ans et de trois milliards de milles. Pluton est si éloignée qu’elle se trouve dans la ceinture de Kuiper, une région du Système solaire au-delà des planètes. Cela soulève la possibilité que les voyages dans l’espace puissent un jour être illimités.
Pour l’instant, cependant, tous les yeux sont rivés sur Mars, un voyage de 180 jours et une cible possible pour une future colonie humaine., Et ce n’est pas seulement de la science—fiction-la course à l’espace a déjà commencé.
Mars
Le Mars Un règlement
Un exemple est la société néerlandaise Mars One, qui prévoit le lancement d’un aller-retour avec quatre astronautes vers Mars, l’atterrissage en 2027. Des équipages supplémentaires les rejoindront tous les deux ans pour former une colonie. Les sceptiques rejettent largement Mars One comme un coup, mais une proposition plus viable est Orion de la Nasa, la première mission depuis Apollo conçue pour emmener les humains dans l’espace lointain. Un aller-retour vers Mars est prévu pour les années 2030.,
En préparation, la Nasa et l’Agence spatiale européenne (ESA) étudient Mars avec une foule de vaisseaux spatiaux, dans le but de résoudre le mystère de la perte de la majeure partie de son atmosphère. En 2021, le rover de la Nasa testera une station météorologique expérimentale sur Mars ainsi qu’un dispositif permettant de convertir le dioxyde de carbone en oxygène.
Beaucoup a déjà été découvert. Deux des plus passionnant que cette année concernent l’eau, l’un des ingrédients essentiels pour la vie comme nous la connaissons., En utilisant de puissants télescopes infrarouges, les scientifiques de la Nasa ont confirmé que Mars avait autrefois plus d’eau que l’océan Arctique, et une partie de cela reste enfermée dans les calottes polaires martiennes. Le télescope spatial Hubble, quant à lui, a découvert encore plus d’eau sous la surface de Ganymède, la plus grande lune de Jupiter—une autre future destination spatiale.
Comment nous rendons-nous sur Mars?
Le plus loin que nous ayons envoyé des astronautes est sur la lune, à environ 240 000 miles. C’est une petite frite par rapport au voyage de 35 millions de kilomètres vers Mars. Atteindre la planète rouge nécessitera du matériel sérieux., La Nasa utilisera sa nouvelle fusée lourde le Space Launch System (SLS) pour propulser Orion—la nouvelle génération de vaisseaux spatiaux—dans l’espace. La SLS est plus puissante que n’importe quelle fusée précédente, tirant plus de 8,4 millions de livres de poussée, égale à 135 Boeing 747. Les ordinateurs exécutant le logiciel sur Orion ont la capacité de gérer 480 millions d’instructions par seconde.
Il y a eu des spéculations selon lesquelles les astronautes seraient placés en « hyper-sommeil” (un coma thérapeutique) pendant le voyage vers Mars et maintenus en vie par voie intraveineuse, pour conserver les ressources., Bien qu’un trope préféré des films de science-fiction, les experts pensent que cela est improbable.
Comment allons-nous vivre?
Les humains auront besoin d’eau, de nourriture et d’oxygène autonomes pour survivre sur Mars. Extraire l’eau enfermée dans la glace sera crucial, mais avec la découverte récente de l’eau qui coule sur Mars peut ne pas être trop difficile.
La Nasa développe un dispositif d’excavatrice appelé RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot), conçu pour extraire l’eau, la glace et le carburant du sol planétaire. Mars One prévoit également d’envoyer un extracteur d’eau pour chauffer le sol jusqu’à ce que l’eau s’évapore., L’eau sera ensuite condensée et stockée, le sol sec expulsé et le processus répété. Mars One affirme que ses astronautes auront 50 litres d’eau recyclable chaque jour.
La nourriture devra être cultivée et récoltée, mais cultiver dans l’espace n’est pas facile. Vous ne pouvez pas planter des cultures dans la terre et saupoudrer d’eau, car en microgravité, le sol et l’eau voleront et « souilleront l’intérieur du vaisseau spatial”, avertit le Dr Anna-Lisa Paul, experte en biologie moléculaire et cellulaire à l’Université de Floride.,
« Les plantes peuvent être cultivées dans l’espace, mais toutes nécessitent la gestion des gaz, de l’eau et d’un substrat de croissance”, explique le Dr Paul, qui a étudié l’utilisation d’Arabidopsis (thale ou cresson de souris) sur la Station spatiale internationale. La culture est parfaite pour Mars, capable de pousser sur une boîte de pétri de 10 cm et étroitement liée aux légumes tels que le brocoli et le radis. Il mûrit rapidement et les scientifiques connaissent déjà son code génétique complet.,
Des systèmes de culture spéciaux seront nécessaires, tels que VEGGIE (le projet de système de production de légumes), une chambre de la taille d’un micro-ondes dans laquelle les plantes reçoivent du dioxyde de carbone et de l’engrais à libération contrôlée, et des ventilateurs agitent l’air (les gaz lourds coulent et les légers montent sur Terre, mais
Les aliments peuvent également être « imprimés”. La Nasa travaille avec Systems & Material Research Corporation (SMRC) pour développer une imprimante 3D pour mouler les protéines, l’amidon et la graisse en formes et microjet en saveurs et nutriments., David J Irvin, directeur de SMRC, prévoit qu’il y aura 25 à 50 produits alimentaires de base, y compris le pain et les pâtisseries.
« Nous n’essayons pas pour des conceptions hors de ce monde”, dit Irvin. « La forme des aliments sera pratique pour garantir une cuisson uniforme et des temps de traitement efficaces. Donc, la pizza ressemblera à de la pizza et des biscuits comme des biscuits. Nous ne prévoyons pas de nourriture étoilée Michelin-juste des repas sains et nutritifs. »
À Mars One, pendant ce temps, il a été suggéré que les colons pourraient recycler les déchets humains pour fournir des nutriments à leurs cultures, et leur régime alimentaire pourrait inclure des insectes et des algues.,
les Plantes peuvent être utilisées pour produire de l’oxygène. Le Dr Paul affirme qu’une banque d’organismes photosynthétiques (tels que les algues vertes) pourrait être utilisée pour cette tâche. La Nasa prévoit également
de convertir le dioxyde de carbone qui domine l’air martien mince en oxygène en utilisant MOXIE-une machine capable de produire trois quarts d’une once d’oxygène par heure. En cas de succès, un appareil plus grand sera lancé deux ans avant que les astronautes atterrissent sur Mars, pour produire de l’oxygène pour la respiration humaine et pour le carburant des fusées.
Impacts physiques et psychologiques
Le voyage spatial est accompagné d’un avertissement de santé., Utilisant la Station spatiale internationale (ISS) comme banc d’essai, le professeur Peter Norsk, scientifique d’element, du programme de recherche sur l’homme de la Nasa, a étudié certains des défis physiques auxquels les astronautes seront confrontés.
Notre corps fonctionne différemment dans l’espace—et même notre sang coule. Sur Terre, la gravité entraîne les fluides corporels vers le bas, mais dans l’espace, cela ne se produit pas, de sorte que le cœur doit travailler plus dur pour pomper plus de sang et plus de fluides se cumulent dans la tête, exerçant une pression supplémentaire sur les yeux., Les cosmonautes russes placent leur corps dans des boîtes à basse pression pour attirer le sang dans les jambes et portent des bracelets autour de leurs cuisses et du haut des bras afin que le sang s’accumule dans les veines des membres. La Nasa teste actuellement l’efficacité de cela.
Les astronautes de l’ISS font deux heures d’exercices aérobiques, de résistance et de tapis roulant par jour pour éviter les effets de l’apesanteur, qui provoque un gaspillage rapide des os et des muscles. Le professeur Norsk dit que la même contre-mesure sera utilisée sur Mars, qui a environ un tiers de la gravité de la Terre., L’utilisation du bisphosphonate de médicament contre l’ostéoporose pour prévenir la perte de masse osseuse est une autre option, et la gravité artificielle est testée à l’aide d’un dispositif de rotation par centrifugeuse.
L’alimentation sera également importante, et les scientifiques se penchent sur les aliments qui protègent la santé des os et sont riches en antioxydants pour renforcer l’immunité. L’espace fait des ravages avec le système immunitaire—les échantillons de sang et de plasma prélevés sur les astronautes avant et après un voyage montrent que certaines cellules ne parviennent pas à entrer en contact en cas de besoin, réveillant des virus latents tels que la varicelle, tandis que d’autres sont sur-actifs et provoquent des symptômes d’allergie.,
Outre les défis physiques, l’isolement, le confinement et la perte d’intimité associés aux voyages spatiaux de longue durée peuvent provoquer des problèmes de santé mentale tels que la dépression.
En mars, l’astronaute américain Scott Kelly et le cosmonaute russe Mikhail Kornienko partiront pour une « Mission d’un an” sur l’ISS, au cours de laquelle une foule de tests psychologiques auront lieu pour voir comment ils font face mentalement., La Nasa suit également une station spatiale virtuelle, utilisant un casque de réalité virtuelle pour envoyer des sons, des odeurs et des images apaisants, et donner accès à un thérapeute virtuel et à un programme de traitement de la dépression auto-administré.
Défis techniques
Étudier les données d’Orion après son test réussi
Les essais techniques pour atteindre et habiter Mars sont immenses, mais le plus grand défi est peut-être la menace posée par les radiations., Les astronautes qui voyagent au-delà de l’orbite terrestre basse sont en dehors du bouclier protecteur de l’atmosphère terrestre et du champ magnétique, les exposant aux rayons cosmiques galactiques qui endommagent l’ADN et augmentent le risque de cancer.
La Nasa interdit à ses astronautes d’augmenter leur probabilité de mourir d’un cancer de plus de trois pour cent, mais au moins un expert a estimé que l’exposition aux radiations sur Mars pourrait couper 15 à 24 ans de la vie d’un astronaute.,
La Nasa admet qu’il y a « une connaissance insuffisante des effets des rayonnements sur la santé, de l’environnement des rayonnements spatiaux et de l’efficacité des contre-mesures” pour recommander des limites d’exposition de l’équipage pour les missions lunaires et mars prolongées.
Le plan jusqu’à présent est de protéger les véhicules spatiaux et les habitats pour protéger les humains à l’intérieur. Orion dispose de capteurs de rayonnement et utilisera la masse déjà à bord pour maximiser la quantité de matériel (y compris l’équipement, les fournitures, les sièges de lancement et de rentrée) qui peuvent être placés entre l’équipage et l’environnement extérieur.,
Les quartiers d’habitation de Mars One seront recouverts de 16 pieds de terre, pour protéger les habitants des rayons cosmiques. Leurs scientifiques disent que cela fournira la même protection que l’atmosphère terrestre.
Questions éthiques
En juin dernier, le Comité sur les vols spatiaux habités du Conseil national de recherches, coprésidé par Jonathan Lunine, professeur de sciences planétaires à l’Université Cornell, a témoigné devant le Congrès américain que les humains devraient continuer à explorer l’espace, mais qu’un financement serait nécessaire pendant des décennies si nous voulons atteindre Mars., Un tel programme coûtera toutefois des centaines de milliards. Pouvez les dépenses sont-elles justifiées?
« Aucune raison ne justifie un programme de vol spatial humain”, déclare le professeur Lunine. « C’est l’agrégat. Les vols spatiaux habités offrent un large éventail d’avantages qui, pris ensemble, plaident en faveur d’un tel programme. »
Les experts divisent ces avantages en pratiques et en aspirations. Les avantages pratiques sont économiques, éducatifs et politiques. Les voyages dans l’espace stimulent l’industrie aérospatiale et incitent les gens à faire carrière dans les sciences et l’ingénierie., Et alors que l’exploration spatiale est collaborative entre les pays (contrairement à la course à l’espace du 20e siècle, dominée par la guerre froide et la nécessité de la suprématie des vols spatiaux), diriger les aspects financiers et techniques d’un programme spatial rehausse la position d’un pays sur la scène mondiale.
Les justifications ambitieuses, quant à elles, sont décrites comme « un destin humain partagé et une envie d’explorer”. Et, en fin de compte, atterrir sur Mars pourrait être plus ambitieux que pratique. Alors qu’un débarquement humain pourrait se produire dans 35 à 50 ans, une colonie autonome entière pourrait prendre des siècles.,”
« Vous ne pouvez pas vraiment quantifier la valeur”, explique Lunine. « Mais les gens sont émus par des raisons ambitieuses. Si ce n’était pas le cas, tout le monde étudierait les affaires et nous n’aurions pas de philosophes ou de diplômés en arts pour donner de la couleur et de la texture à l’existence. »
Pour plus de fonctionnalités, abonnez-vous au magazine ou téléchargez l’application numérique