EXPLORATION SPATIALE - LE BLOG DE PIERRE BRISSON

EMC25

Pour les 28 et 29 Novembre, l’Association Planète Mars, membre français de la famille des Mars Societies, a organisé à Paris* le 25^ème congrès européen des membres européens de cette famille (‘EMC25’). Les deux journées seront très denses (voir programme en fin d’article). Après une introduction du fondateur-président de la Mars Society américaine, Robert Zubrin, il y aura toute une série de conférences (en Anglais) sur divers travaux de recherche et sur les activités des diverses associations participantes (Royaume-Unis, Allemagne, Autriche, Pologne, Italie, Belgique, Suisse…). Ce sera aussi l’occasion de se rencontrer et de se parler. Pour vous y inscrire, vous pouvez utiliser le lien ci-dessous. NB : une participation en visio est possible mais elle n’est pas encore organisée. La conférence est ouverte à tous.

* Centre de Conférence et de formation, Résidence Jean Sarrailh, 39 Avenue Georges Bernanos, 75.005 PARIS

En tant que représentant de la Mars Society Suisse, je ferai une présentation sur le choix géographique du premier habitat humain sur Mars:

Où vivre sur Mars? (‘Where to live on Mars ?’).

Ce choix est contraint par plusieurs critères planétaires et géologiques : la présence de glace d’eau, une altitude aussi basse que possible, la proximité de l’équateur et la planéité du terrain. Chaque contrainte est justifiée :

*La présence de glace d’eau est nécessaire pour obtenir de l’eau (hydratation, hygiène, cultures et piscicultures) mais aussi de l’hydrogène et de l’oxygène. Ces deux éléments sont essentiels à la respiration de l’homme, à la production de propergols pour le retour sur Terre ou pour les voyages autour de la planète, mais aussi pour la production de molécules organiques. NB : Le Carbone viendra du CO₂ de l’atmosphère (qui fournira aussi une partie de l’oxygène). L’utilisation et le stockage de l’hydrogène étant complexes (température de l’hydrogène liquide, volume, risques de fuite), nous privilégierons pour la propulsion l’utilisation de méthane (CH₄) issu du CO₂ atmosphérique (réaction de Sabatier), par combustion dans l’oxygène. Le méthane se manipule et se conserve en effet beaucoup mieux que l’hydrogène et en phase liquide il est moins volumineux.

*Une altitude la plus basse possible afin d’obtenir : (1) la pression atmosphérique la plus élevée et donc la meilleure protection contre les radiations (moyenne au datum : 610 pascals ; maximum : 1 100 pascals au fond du bassin d’Hellas Planitia ; minimum : 30 pascals au sommet d’Olympus Mons). A noter que ces valeurs fluctuent non seulement en fonction de l’altitude mais aussi au cours de la journée et des saisons (gel du CO2 pendant l’hiver austral) en fonction de la température (100 à 120°C entre le jour et la nuit) ; (2) le ralentissement par freinage atmosphérique le plus long possible (mais on n’atteindra toujours pas la vitesse terminale avant de toucher le sol). Certes, la sortie de l’emprise gravitationnelle de Mars sera un peu plus longue au départ mais la partie la plus difficile d’un voyage sera l’atterrissage car les vaisseaux arrivants seront plus chargés (des équipements et des passagers) que les vaisseaux partants (quasi exclusivement des passagers).

*La proximité de l’équateur présente deux avantages : (1) une vitesse de rotation plus élevée à la surface de la planète (868,22 km/h, soit 0,24 km/s). Ceci permet de bénéficier d’un léger effet de fronde au départ et d’un freinage moins brutal à l’arrivée (la vitesse de libération de Mars étant de 5,027 km/s) ; (2) un meilleur ensoleillement et des nuits jamais trop longues, ce qui entraîne : (a) des besoins énergétiques moindres et plus réguliers au cours de l’année, (b) un hiver austral plus supportable en luminosité et en température, (c) une meilleure production d’énergie (plus régulière) par les panneaux solaires.

*Un terrain plat limite les risques d’atterrissage. Comme dans tout aéroport, on cherchera pour un astroport un environnement dégagé. Une fusée décolle à la verticale à partir d’une plateforme dédiée mais il faut aussi envisager un atterrissage imparfait. Dans ce cas le vaisseau doit pouvoir se poser sur un site différent de celui qui était prévu. Il sera évidemment préférable que ce site soit également aménagé (en raison notamment du centre de gravité élevé du vaisseau et de son polygone de sustentation relativement petit) mais surtout il faudra qu’il soit le plus près possible de la base et de l’astroport (impossibilité de respirer et de résister à la très basse pression atmosphérique sans équipement lourd, difficultés de circuler et de travailler en surface de Mars).

Ces contraintes déterminent un premier choix : l’altitude généralement élevée et la complexité du relief (cratérisation) excluent la plus grande partie de l’hémisphère Sud, sauf le Bassin d’Hellas. Les Grandes Plaines du Nord, moins élevées et plus plates, offrent de plus nombreuses possibilités.

La deuxième partie de mon exposé décrit plusieurs sites possibles :

Le Sud d’Arcadia Planitia (basses terres du Nord) est le site actuellement retenu par Elon Musk. La raison en est la présence de nombreux gisements de glace d’eau et un terrain relativement plat. Il se réfère aussi au choix fait par Riddley Scott pour son livre ‘Seul sur Mars’ (film ‘pas sérieux’ et argument ‘vraiment pas sérieux’). L’altitude est bonne (-5km) mais la latitude est trop haute (40°N pour l’essentiel).

Le Sud d’Acidalia Planitia (basses terres du Nord) est un site intéressant dans la mesure où la région est caractérisée par son volcanisme de boue. Toute l’eau drainée par Valles Marineris, Ares Vallis et d’autres grandes voies d’écoulement s’est retrouvée portée par un fort courant au travers de Chryse planitia et les sédiments se sont déposés en boue dans cette région du Sud d’Acidalia, ce qui a permis (par différences de pressions et de températures) le ‘volcanisme de boue’. Il en résulte de très nombreux petits cratères qui pourraient être creusés facilement pour en faire des habitats (comme en Cappadoce). Il reste sans doute beaucoup d’eau infiltrée dans le sous-sol et la présence de glace d’eau accessible est possible. Problème : le site est un peu haut en latitude par rapport à l’équateur (40°N).

Noctis Landing est un site identifié par Pascal Lee (Seti Insitute). Son intérêt est de se trouver au pied d’un grand volcan (‘Noctis’, à la jonction de Valles Marineris et de Noctis Labyrynthus), quasiment sur l’équateur, à proximité immédiate d’une réserve d’eau (Relict glacier) et à l’entrée de canyons profonds idéals pour creuser des habitats dans leurs parois. Par ailleurs le site serait passionnant pour l’exploration en raison de la diversité géologique à l’entour. Réserves : l’altitude est trop élevée (proche de zéro) et le relief généralement très accidenté (en dehors du site relativement peu étendu de Noctis Landing).

L’Ouest d’Utopia Planitia est ‘couvert’ de mesas, à l’intérieur desquelles on a repéré la forte probabilité de glace d’eau. Ces mesas résulteraient d’une glaciation assez tardive (Sidérikien moyen) à l’occasion d’une forte inclinaison de l’axe de la planète sur l’écliptique. Les dépôts de glace auraient été conservés par les cendres d’un épisode volcanique ayant eu lieu ‘au bon moment’ (juste après la glaciation). Les mesas sont évidemment intéressantes pour la possibilité d’y creuser des habitats, aussi bien que pour les réserves d’eau. Problème, la région est trop haute en latitude (entre 40 et 50°N). 

Hebrus et Hephaestos Valles sont bien situées, entre 15 et 25°N, dans les basses terres du Nord, entre le volcan Elysium et la dichotomie crustale de la planète. Il s’agit d’une zone sédimentaire qui a été creusée par de très nombreux cheminements d’eau (relief karstique). L’intérêt est d’offrir la possibilité d’habitats similaires aux tubes de lave mais à des altitudes plus favorables. La présence de glace d’eau n’est pas démontrée mais est possible dans les tunnels.

Hellas Planitia est une région très intéressante en raison de sa très basse altitude, entre 7 et 8 km sous le datum. Autour de 8 km, la pression atmosphérique peut dépasser les 1000 pascals (1% de notre pression atmosphérique au niveau de la mer). A cette pression, il y a un créneau de quelques degrés entre le point de glaciation et d’ébullition de l’eau donc une possibilité d’eau liquide en surface (saumures). Le point le plus bas de la surface de Mars est le cratère Badwater, au fond d’un lac asséché. Il atteint -8200 mètres. Les différentes autorités chargées de la protection planétaire, interdiront sans doute de le ‘souiller’ par un habitat mais on pourrait s’installer sur les bords vers -8000 mètres. La présence en sous-sol de glaciers est probable et des gelées y ont été observées. Problème, la latitude est assez élevée (32°79 S).

Enfin, c’est le site de Medusae Fossae qui serait le meilleur pour l’implantation humaine car il répond à toutes les exigences. Il est situé sur l’équateur, il est à une altitude relativement basse -2500 mètres sous datum) au pied des falaises de la dichotomie crustale, la présence de glace d’eau est prouvée dans plusieurs inlandsis qui s’étirent entre Olympus Mons et Elysium Patera. En dehors de ces dépôts de glace, le relief est plat. Ce site offre de nombreux points d’intérêt pour l’exploration géologique.

Bien entendu, une exploration robotique sera nécessaire avant d’envoyer des hommes. Il faudra confirmer l’accessibilité de la glace d’eau, analyser la composition chimique du sol du site choisi et sa densité, en établir une carte précise pour mieux préparer l’atterrissage par TRN (Terrain Relative Navigation). Il faudra ensuite dans une seconde mission robotique préparer une aire d’atterrissage, aussi plane et libre de pierres que possible. Si la capacité de vol du Starship se confirme (le prochain test du remplissage en ergols des réservoirs en orbite sera capital), un premier test pourrait avoir lieu lors de la prochaine fenêtre de lancements, en janvier 2027. Il s’agirait simplement de vérifier la capacité d’injecter un Starship vers Mars et de tester sa capacité à atteindre l’environnement martien avec tous ses équipements de support vie en fonction (énergie embarquée). Un second test pour aller jusqu’à l’atterrissage aurait alors lieu en 2029. On pourrait y tester la production et le stockage des ergols nécessaires au retour sur Terre. La préparation du site pourrait être faite en 2031 et 2033 (avec robots Omnibus et autres). Cette préparation comporterait notamment le creusement d’un habitat (pour protéger les futurs résidents humains des radiations). L’homme poserait le pied sur Mars en 2035.

On to Mars!

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illustration de titre: carte topographique de Mars établie par l’USGS (US Geological Survey). Elle indique, en précisant les altitudes, les sites choisis dans cet article pour l’implantation humaine.

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Programme conférence:

https://planete-mars.com/european-mars-conference-2025/

Pour vous inscrire:

https://www.eventbrite.fr/e/european-mars-conference-2025-tickets-1785144257429

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Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :

https://www.explorationspatiale-leblog.com/wp-content/uploads/2025/07/Index-Lappel-de-Mars-25-07-21-1.pdf

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