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Faire du vert sur la planète rouge: comment pourrions-nous construire une économie sur Mars?

Faire du vert sur la planète rouge: comment pourrions-nous construire une économie sur Mars?


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Dans les décennies à venir, les agences spatiales et les entreprises privées veulent commencer à envoyer des humains sur Mars. Certaines de ces organisations prévoient activement d’y établir le premier établissement humain.

Avec toute cette planification, il est juste de dire que l'idée de coloniser Mars pourrait passer du domaine de la science-fiction au domaine des vraies possibilités. Cependant, cela soulève également toutes sortes de problèmes, qui vont bien au-delà des obstacles techniques habituels et des évaluations des coûts.

Il existe également des questions valables sur la question de savoir si les humains pourraient survivre sur Mars à long terme. Et il y a des questions éthiques concernant la façon dont les humains pourraient transformer l'environnement de Mars - pas seulement par la terraformation à grande échelle, mais par toutes les modifications du paysage martien.

Compte tenu de tout cela, il y a aussi la question tout à fait valable de savoir si une colonie sur Mars serait économiquement viable à long terme. Les propositions les plus sérieuses pour créer un règlement martien mettent un point d'honneur à aborder la question de l'autosuffisance en termes de ressources.

Il est donc important de se demander si nous pouvons ou non construire une économie qui fonctionne sur Mars pour accompagner un établissement humain. Quels défis doivent être surmontés pour y parvenir et (surtout) cela en vaut-il la peine?

Mars comme "nouvelle frontière"

Aux passionnés de la colonisation martienne, l'espoir d'une «nouvelle frontière» comparable à l'exploration et à la colonisation de l'Amérique du Nord est souvent soulevé. Mettant de côté les nombreux aspects laids de cette phase de notre histoire (c'est-à-dire la conquête, le génocide et l'esclavage), qui ne sont en aucun cas susceptibles d'être reproduits sur Mars, il y a une logique claire à cette approche.

En présentant le paysage martien comme une nouvelle frontière, les partisans de la colonisation martienne font appel au sens de l'aventure des gens. Vivre dans un tel environnement serait très difficile, mais c'est précisément ce qui le rend attrayant pour de nombreuses personnes.

En voyageant sur Mars et en étant les premiers à vivre sur la planète rouge, les colons martiens seraient effectivement des «pionniers». Et il y a quelque chose à dire sur la façon dont les tâches difficiles font ressortir le meilleur des gens. Comme l'a dit le président John F. Kennedy dans son célèbre discours de 1963 à l'Université Rice:

"Nous choisissons d'aller sur la lune. Nous choisissons d'aller sur la lune dans cette décennie et de faire les autres choses, non pas parce qu'elles sont faciles, mais parce qu'elles sont difficiles, parce que cet objectif servira à organiser et mesurer le meilleur de nos énergies et compétences, parce que ce défi est un défi que nous sommes prêts à accepter, un défi que nous ne voulons pas reporter, un défi que nous avons l’intention de gagner, et les autres aussi. »

Richesse naturelle sur Mars

Un autre aspect attrayant qui accompagne souvent ce discours de «frontière» est l'idée que Mars est riche en ressources. Avec sa richesse minérale abondante, il y a ceux qui croient que les colons se rendant sur Mars participeront à une autre "ruée vers l'or" ou à un autre boom économique alimenté par les minéraux.

À première vue, cet argument a du mérite. En termes de structure et de composition, Mars ressemble beaucoup à la Terre. Il est composé principalement de métaux et de minéraux silicatés qui se différencient entre un noyau métallique et un manteau et une croûte de silicate.

De plus, il existe des preuves de l'existence d'abondants métaux sur Mars qui pourraient être utiles pour des applications industrielles. Les preuves de la présence de ces minéraux comprennent des études de météorites martiennes, ainsi que des preuves rassemblées par des atterrisseurs robotiques et des rovers opérant à la surface.

Les missions de la NASA comme le Viking I et II atterrisseurs, ainsi que le Mars Pathfinder, Esprit et Opportunité rovers, ont identifié l'aluminium, le fer, le magnésium et le titane en examinant des échantillons de sol martien. Les scientifiques ont également trouvé des traces de traces d'autres minéraux, tels que le chrome, le lithium, le cobalt, le nickel, le cuivre, le zinc, le tungstène et l'or.

De plus, le Opportunité rover a trouvé de petites structures sphériques (appelées «myrtilles») à la surface. Ceux-ci étaient faits d'hématite, une forme courante d'oxyde de fer. Tous les deux Esprit et Opportunité ont également trouvé des météorites composées de fer-nickel assis à la surface. Ceux-ci pourraient être tous collectés et récoltés par des colons.

Vérification de la réalité

Bien sûr, il y a un revers à cette pièce. Au fond, Mars a très peu de choses en commun avec les «frontières» de la Terre. Pour commencer, l'environnement est entièrement hostile à la vie telle que nous la connaissons et présente des conditions qui rendent même les environnements les plus difficiles de la Terre agréables en comparaison.

L'atmosphère sur Mars est incroyablement mince, allant d'un minimum de 30 Pa sur l'Olympus Mons à un maximum de 1 155 Pa (1,155 kPa) dans la Hellas Planitia (l'un des plus grands cratères d'impact sur Mars). En moyenne, la pression atmosphérique est d'environ 0,636 kPa en surface, qui est inférieur à 1% de ce que nous avons sur Terre (101,325 kPa).

En plus d'être incroyablement mince, l'atmosphère martienne est également toxique pour les humains et les mammifères. Alors que l'atmosphère terrestre est composée de 78% azote et environ 21% oxygène gazeux, l'atmosphère de Mars est composée de 96% le dioxyde de carbone et des traces d'argon, d'azote et de vapeur d'eau.

Mars est également très desséché, au point que les déserts sur Terre semblent humides en comparaison. En moyenne, la vapeur d'eau représente une fraction d'un pour cent de l'atmosphère (0,0210%). Sur Terre, cela varie, mais la vapeur d'eau dans notre atmosphère est toujours en moyenne autour de 1%. En fait, la grande majorité de l'eau de la planète est enfermée dans les pôles sous forme de glace.

Les variations de température sont également très extrêmes sur Mars, allant de 20 ° C (70 ° F) à midi autour de l'équateur à un minimum de -153 ° C (-225 ° F) autour des pôles. Et comme l'atmosphère est si mince, la chaleur du soleil s'échappe facilement. Pour illustrer, une personne se tenant autour de l'équateur sur Mars à midi aurait les pieds chauds (24 ° C; 75 ° F) mais une tête très froide (0 ° C; 32 ° F).

En raison des variations saisonnières de température, Mars subit souvent des tempêtes de poussière qui peuvent devenir suffisamment fortes pour couvrir toute la planète. Celles-ci peuvent durer des mois et devenir si intenses qu'elles empêchent la lumière du soleil d'atteindre la surface, entraînant des mois d'obscurité et de froid extrême. Une telle tempête, qui a eu lieu en 2018, a causé la Opportunité rover pour cesser ses opérations.

Le rayonnement est un autre danger majeur à la surface de Mars. Dans les pays développés, les habitants de la Terre sont exposés à une moyenne de 0,62 rads (6,2 mSv) de rayonnement par an. En raison de la faible atmosphère de Mars et du fait qu'elle n'a pas de magnétosphère protectrice, la surface reçoit autour 24,45 rads (244,5 mSv) par an.

La situation devient encore plus extrême pendant les événements de protons solaires (aka. Éruptions solaires). Une exposition prolongée à ce niveau de rayonnement augmenterait considérablement le risque de maladie aiguë des rayonnements, de cancer, de dommages génétiques et même de décès.

Ensuite, vous avez la gravité sur Mars, qui est à peu près 38% de ce que nous vivons ici sur Terre (ou 0,3794 g). Bien que l'on ne sache toujours pas ce que pourrait être une exposition à long terme à ce niveau de gravité, de nombreuses études ont été menées sur les effets à long terme de l'exposition à la microgravité et les résultats ne sont pas encourageants.

Le communicateur scientifique bien connu Bill Nye (le scientifique) a abordé ces défis lors de l'une de ses nombreuses conférences sur le sujet. Comme il l'a dit:

"Connaissez-vous la devise de l'État de Californie? Eureka! (Les gens ont découvert) le saumon qui sort de la rivière Sacramento comme ça (tient les bras écartés). Cette protéine nage juste sur vos genoux. Et, finalement, ils ont trouvé que leurs roches sont fait d'or ... C'est pourquoi (leur devise est) Eureka. OK. Vous les gars. Si vous allez sur Mars, ce n'est pas comme ça ... Vous ouvrez la porte du vaisseau spatial (fait un son haletant), il fait au moins 20 degrés Celsius ... Si vous pensez vraiment que c'est cool d'aller sur Mars, d'être un pionnier ou un colon, d'installer un camp et de vivre de la terre, allez simplement en Antarctique… Prenez toutes les bouteilles de plongée dont vous avez besoin pendant deux ans, et voyez si vous pensez que c'est vraiment pour vous. "

Cependant, l'argument le plus convaincant contre l'installation d'une boutique sur Mars (ou sur la Lune ou dans la ceinture d'astéroïdes, d'ailleurs) est peut-être la distance impliquée. Lorsque Mars et la Terre sont au point le plus proche de leurs orbites, ils sont (en moyenne) 54,6 millions de km (33,9 millions de mi) les uns des autres.

Ceci est connu comme une «opposition», qui se réfère au fait que pendant ces périodes, le Soleil et Mars sont sur les côtés opposés du ciel (comme observé depuis la Terre). Cela se produit environ une fois tous les deux ans. À d'autres moments, Mars est au-delà du Soleil (par rapport à nous) et apparaît dans la même section du ciel.

À ces occasions, appelées «conjonction», la Terre et Mars peuvent représenter autant 401 millions de km (249 millions de miles) à part. C'est un très long chemin à parcourir pour ramasser du minerai (ou autre métal précieux) et le ramener sur Terre.

En plus de cela, le prix pour établir une colonie pour soutenir ces activités minières serait astronomique. Selon les propres estimations d'Elon Musk (un partisan majeur de la colonisation martienne), cela pourrait coûter jusqu'à 10 billions de dollars!

Dans ces circonstances, il est beaucoup plus logique sur le plan économique de rester ici et de continuer à extraire des matières premières de la Terre.

Mais est-ce que c'est possible?

Cela étant dit, il existe encore des moyens de construire une colonie sur Mars ainsi qu'une économie autour d'elle. En ce qui concerne les métaux précieux et le minerai, il existe un certain nombre de méthodes qui permettraient aux colons d'étudier, d'extraire et de raffiner les minerais martiens.

Et lorsqu'il s'agit des plus grands défis, de la logistique et du transport, il existe également des solutions. Commençons par la logistique et le transport. Pour toutes les missions sans équipage qui ont été lancées vers Mars, le temps qu'il leur a fallu pour s'y rendre a généralement pris 150 à 300 journées.

Cependant, ils étaient non vissé missions, ce qui signifie qu'ils ont une masse nettement inférieure à celle d'un vaisseau spatial avec équipage et pourraient voyager beaucoup plus rapidement. Pour résoudre ce problème, l'humanité aurait besoin de développer de nouveaux concepts de propulsion comme la propulsion nucléaire-thermique et nucléaire-électrique (NTP / NEP).

Correctement réalisé, un vaisseau spatial équipé de moteurs nucléaires pourrait faire le voyage vers Mars en seulement 100 jours. Pas encore assez rapide pour rentabiliser l'exploitation minière de Mars ou d'autres entreprises similaires, mais c'est tout de même une amélioration.

Une autre mesure de réduction des coûts serait de traiter les minerais sur place et de les faire effectuer par des robots. Dans une étude récente, le scientifique planétaire Gary Stewart a décrit comment une installation automatisée pourrait être établie dans un cratère riche en métaux sur Mars qui serait responsable de la surveillance, de l'extraction et du raffinage des métaux pour créer des matériaux et des produits finis.

La base tirerait parti des fermes de panneaux solaires, de la glace locale et des gisements de sel et de l'utilisation des ressources in situ (ISRU) pour être autosuffisante. Une fois que les minerais sont extraits par des mineurs robotisés, ils seraient acheminés vers des fonderies automatisées qui s'appuieraient sur des techniques d'impression 3D pour créer des produits en alliage de fer.

De même, les métaux précieux comme l'or peuvent être transformés en lingots, en composants électroniques et même en bijoux. D'après les estimations de Stewart, une production d'or quotidienne "de seulement 0,001 m³ peut se traduire par des revenus annuels de plusieurs milliards de dollars provenant de tous les produits en métaux précieux. "

Au fil du temps, cette installation serait non seulement rentabilisée, mais elle permettrait également la création d'autres installations minières automatisées. Celles-ci pourraient, à leur tour, faciliter la création d'une colonie martienne en établissant à l'avance les bases d'une économie d'exportation.

En parlant de création d'une colonie martienne, c'est précisément pour cette raison (en plus de revigorer l'exploration spatiale) qu'Elon Musk a fondé la société aérospatiale privée connue sous le nom de SpaceX en 2002. Intrinsèque à cela est le développement d'étages de fusée réutilisables, qui SpaceX a réalisé avec leur Faucon 9 et Faucon lourd lanceurs.

Entre 1970 et 2000, le coût par kilogramme de lancement de charges utiles ou d'équipages dans l'espace est resté relativement stable - en moyenne $18,500 par kilo (8 390 $ par livre). Pour le Faucon 9 et Faucon lourd, le coût d'envoi des charges utiles en orbite terrestre basse (LEO) est juste $2,720 par kg (1236 $ par lb) et environ $1400 (640 $ par livre), respectivement.

Avec le développement du Starship et Très lourd véhicule de lancement - un système entièrement réutilisable - SpaceX se rapproche du point où il sera en mesure de fournir des services de lancement avec équipage en orbite, sur la Lune et sur Mars. Comme ils l'indiquent sur leur site Web, le calendrier de la mission commencera par une mission exploratoire en 2022:

<< Les objectifs de la première mission seront de confirmer les ressources en eau, d'identifier les dangers et de mettre en place une infrastructure initiale d'alimentation, d'exploitation minière et de survie. Une deuxième mission, avec à la fois le fret et l'équipage, est prévue pour 2024, avec pour construire un dépôt de propergols et préparer les futurs vols d'équipage. Les navires de ces missions initiales serviront également de point de départ à la première base martienne, à partir de laquelle nous pourrons construire une ville prospère et éventuellement une civilisation autonome sur Mars. "

Ces dernières années, Musk a indiqué que cette première base (Mars Base Alpha) pourrait être assemblée dès 2028. Conformément à la vision de Musk, la ville prendrait environ 20 des années à construire impliqueraient 1000 Vaisseaux spatiaux. D'ici 2050, Musk espère avoir présidé à la création d'une ville martienne à part entière avec une population d'un million d'habitants.

Quant à l'économie de cette ville, Musk a également réfléchi à cela. Il convient que l'exploitation minière et une économie d'exportation ne seraient pas viables dans un avenir immédiat. En tant que telle, une économie martienne serait en grande partie basée sur l'achat de biens immobiliers.

La clé pour cela est de rendre le déplacement vers Mars attrayant. Comme l'a dit Musk lors de son célèbre discours, "Faire de l'homme une espèce multi-planétaire", qu'il a prononcé lors du Congrès international d'astronautique 2016

«Si nous pouvons faire en sorte que le coût du déplacement vers Mars soit égal au prix d'un logement médian aux États-Unis, qui est d'environ 200 000 dollars, alors je pense que la probabilité d'établir une civilisation autonome est très élevée ... Presque tout le monde, si ils ont économisé et c'était leur objectif, ils pourraient finalement économiser assez d'argent et acheter un billet et déménager sur Mars - et Mars aurait une pénurie de main-d'oeuvre pendant une longue période afin que les emplois ne soient pas rares. "

Ces sentiments font écho à ce que le célèbre ingénieur aérospatial et auteur Robert Zubrin avait à dire au sujet de la construction d'une économie martienne. Comme il l'a résumé dans une étude sur le sujet, des services de lancement de plus en plus bon marché permettraient l'émigration vers Mars une fois qu'une colonie autonome serait établie.

«Leurs motivations pour le faire seront parallèles à bien des égards aux motivations historiques des Européens et d'autres à venir en Amérique, y compris des taux de rémunération plus élevés dans une économie à pénurie de main-d'œuvre, échapper à la tradition et à l'oppression, ainsi qu'à la liberté d'exercer leur volonté de créer dans un monde indompté et indéfini. Dans des conditions d'immigration à si grande échelle, la vente de biens immobiliers ajoutera une source importante de revenus à l'économie de la planète. "

Un autre aspect de l'économie martienne, selon Zubin, se résumerait à l'innovation et aux idées. Essentiellement, le défi de vivre sur Mars, combiné à la liberté d'opportunité, transformerait une colonie martienne en "un autocuiseur pour l'invention".

Les licences pour ces inventions fourniraient une source régulière de revenus pour les colonies martiennes (permettant la construction de colonies supplémentaires) et contribueraient à un meilleur niveau de vie sur Terre et sur Mars.

Oubliez le modèle de colonie!

Là encore, peut-être que l'idée d'une économie martienne est une cheville ronde que nous essayons de forcer dans un trou carré. Plutôt que d'essayer de bâtir une économie autour des ressources de récolte et d'exportation, peut-être devrions-nous chercher à bâtir une économie «à partir de zéro».

C'est l'idée proposée dans une étude de 2018 de Matthew Weinzierl, professeur à la Harvard Business School. Intitulé «Space, the Final Economic Frontier», Weinzierl a abordé l'essor de l'industrie spatiale commerciale (alias New Space) et le processus de décentralisation en son sein.

Une fois le processus de construction de l'infrastructure qui garantira la survie terminé, les colons seraient en mesure de bâtir une économie locale et des systèmes politiques / sociaux à partir de zéro. Comme Weinzierl le soutient:

«Si de telles visions d'économie spatiale sont même partiellement réalisées, les implications pour la société - et les économistes - seront énormes. Après tout, ce sera notre meilleure chance dans l'histoire humaine de créer et d'étudier des sociétés économiques à partir d'une ardoise (presque) vierge. Bien que les économistes devraient traiter la perspective d'une économie spatiale développée avec un scepticisme sain, il serait irresponsable de la traiter comme de la science-fiction. "

Pendant ce temps

Hélas, il reste encore beaucoup à faire avant qu'une colonie martienne autonome puisse être construite et une économie viable construite autour d'elle. Comme indiqué précédemment, le coût de l'envoi de missions vers et depuis Mars doit être considérablement réduit.

Et si les fusées réutilisables sont un bon début, il y a aussi la question de l'établissement d'une infrastructure entre la Terre et Mars qui rendra les aller-retour moins coûteux. Pour cela, rien de moins que les habitats en orbite autour de la Lune et de Mars (ainsi que des stations de ravitaillement sur les deux) feront l'affaire.

Une flotte de véhicules spatiaux réutilisables comme celle d'Elon Musk Starship ou prévu par la NASATransport dans l'espace lointain est également nécessaire. Avec le temps et un moyen rentable d'amener les gens vers et depuis Mars, une colonie pourrait naître avec le temps.

En supposant que cette colonie prospère et que ses habitants sont capables d'extraire une quantité considérable d '«or rouge» de la planète rouge, les exportations pourraient peut-être commencer. Ceci, à son tour, conduirait probablement au développement d'une véritable économie interplanétaire et à la fin de la pénurie telle que nous la connaissons!

  • SpaceX - Rendre la vie multi-planétaire
  • Forbes - Y a-t-il une fortune à faire sur Mars?
  • Marketplace - L'économie de la colonisation de Mars
  • Explorez Mars - Le rapport Humans to Mars 2019
  • Reuters - Mars montre à l'homme la dernière frontière de l'économie circulaire
  • ESA - Défis des futurs établissements urbains sur la Lune et sur Mars
  • Harvard - L'espace, la dernière frontière économique - Matthew C. Weinzierl
  • Planète Mars - Un modèle économique pour une colonie martienne de mille personnes
  • Lockheed Martin Astronautics - "La viabilité économique de la colonisation de Mars" - Robert Zubrin
  • «Méthodes pratiques d'or rouge pour l'étude des métaux précieux, l'exploitation minière à ciel ouvert et le raffinage en plein air sur Mars. - Gary Stewart (2019)


Voir la vidéo: Les météorites: de lastre à la chute (Septembre 2022).


Commentaires:

  1. Basida

    Tu as tout à fait raison. Il y a aussi quelque chose dedans, il me semble une excellente idée. Je suis d'accord avec toi.

  2. Fenribei

    Probablement oui

  3. Court

    Revenons au sujet

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  5. Hercules

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