Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

Pour examiner plus en détail, les avantages d'une installation d'une base de lancement spatial sur Mons Olympus, tenons compte de son altitude et de sa latitude.

Son altitude est de 22 km au lieu de 9 km pour le mont Everest et comme le rayon de Mars est d'environ 3400 km au lieu d'environ 6400 km pour la Terre, la pesanteur en haut de Mons Olympus n'est plus en pourcentage que de : (3400/3422)² X100 = 98,8 % au lieu de:
(6400/6409) ²X100 =99,7 % soit une réduction de 1,2% au lieu de 0,3% ; donc 4 fois plus intéressant ...sans compter que le sommet Olympus avec sa forme arrondie se prête nettement mieux à l'installation d'une base que le sommet étroit et escarpé de l'Everest et en plus balayé par le blizzard.

Sa latitude est de 18, 4 ° Nord, donc assez proche de l’équateur.
Le rayon équatorial de Mars est de 3396 km, ce qui donne à la latitude d’Olympus un rayon de :
3396 cos 18,4 = 3322 km. Un sol martien dure 88 642 s, ce qui donne un appoint de vitesse en km /s de : 2 π X 3322/88 642 = 0,235 km/s ou 235 m /s
Le rapport en énergie cinétique pour une vitesse de libération de 5 km/s sera de : (5235/5000)²x100 = 109,6 % donc un gain de 9,6%

En tout l’avantage d’installer une base de lancement sur Mons Olympus sera donc d'environ 11% sans compter les avantages dus à la raréfaction de l'air :
résistance à l'avancement réduite et dans le cas des moteurs-fusée employés au début de la colonisation : amélioration du rendement propulsif

Difficile à estimer, mais intuitivement on se rapprocherait des 20 % que cela ne m'étonnerait pas .

Il est important aussi pour le spatial martien de déterminer l’orbite géostationnaire …euh,non! ... l’orbite aréo - stationnaire. ;)

Exploitons la formule : h = ( G. M. T²/4π²)^1/3 – R
( voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Orbite_g%C3%A9ostationnaire )

Numériquement en m :
h= ((6, 67 X 10 ^-11 X6, 42×10²³ X (8,86 X 10⁴)²) / (4 π²)) ^1/3 -3,4 X 10 ⁶= 1,7X10 ⁷ m soit 17 000 km au lieu de 35 784 km pour la Terre.

La vitesse de satellisation sera de : v= (2π(R+h))/T ce qui donne numériquement en m/s :
V= (2π (3,4 X 10 ⁶ + 1,7X10 ⁷))/ 8,86 X 10⁴ =1 447 m/s # 1,45 km/s

Calculons semi-numériquement (car dépendante de la masse m du satellite) la variation d’énergie mécanique ΔE_m entre le sol et cette orbite aréostationnaire en commençant par celle de l''énergie potentielle :

ΔE_p = GmM(1/R – 1/(R+h)) ce qui donne:
ΔE_p /m=6, 67 X 10 ^-11 X6, 42×10²³x (1/3,4 X 10 ⁶ -1/( 3,4 X 10 ⁶ + 1,7X10 ⁷))
= 1,05 .10⁷ J/kg

Pour la variation d'énergie cinétique, nous obtiendrons:

ΔE_C/m = ½ X 1450 ² = 1, 05.10⁶ J/kg

Et finalement pour celle de l'énergie mécanique:

ΔE_m/m = 1,05 .10⁷ + 1, 05.10⁶ = 1,16. 10⁷ J/kg

Cela correspond à un ΔV de mise en orbite aréostationnaire de : (2 X 1,16. 10⁷)^1/2 =4 807 m/s # 4,8 km/s

Il nous faut comparer ce ΔV _as nécessaire à pour se placer en orbite aréostationnaire à partir de Mars à celui pour se placer en orbite géostationnaire à partir du sol de la Terre ΔV _gs

Les ΔV sont en relation avec les variations d’énergies mécaniques Δ E _m
par la formule : Δ E _m = ½ m ΔV² soit : ΔV= (2 Δ E _m/m)^1/2
où m représente la masse de l’engin spatial

Au niveau du sol de la Terre, l’énergie mécanique de l’engin est :

E_m = - G M _T m/R_T et en orbite géostationnaire : E'_m = - G M_T m/2(R_T +h)

Alors Δ E _m/m = GM( R ^-1 – (2(R +h) )^-1)

Numériquement on obtient en J/kg :

Δ E _m/m = 6, 67 . 10 ^-11 X 5, 97. 10²⁴ X(6378 ^-1 – (2( 6378+ 35 784)^-1)X 10 ^-3
Soit: Δ E _m/m = 5,77. 10 ⁷ J/kg

Finalement : ΔV _gs= ( 2X 5,77. 10 ⁷)^1/2 = 1,07 .10 ⁴ m/s ou 10,7 km/s

…un peu plus élevé que celui souvent cité de 10,3 km/s qui n’inclut pas l’énergie cinétique pour la circularisation de l’orbite dite géostationnaire dans le référentiel terrestre…mais circulaire dans le référentiel géocentrique

Il nous reste plus qu’à comparer Mars et la Terre : Δ E _m/m = 1,16. 10⁷ J/kg pour Mars au lieu de 5,77. 10 ⁷ J/kg
... donc cinq fois moins d'énergie à apporter pour se placer en orbite astro-stationnaire sur Mars que pour la Terre

ou en ΔV : 4,8 km/s au lieu de 10,7 km/s ...soit moins de la moitié

PS: une réflexion personnelle : c'est un peu dommage que le poids de la tradition (eh,oui, cela existe même en science où la rationalité devrait s'imposer), on soit obligé de passer par les ΔV moins significatifs que les ΔE_m/m en Joule par kilogramme transporté

Giwa a écrit:
Il nous reste plus qu’à comparer Mars et la Terre : Δ E _m/m = 1,16. 10⁷ J/kg pour Mars au lieu de 5,77. 10 ⁷ J/kg
... donc cinq fois moins d'énergie à apporter pour se placer en orbite astro-stationnaire sur Mars que pour la Terre

ou en ΔV : 4,8 km/s au lieu de 10,7 km/s ...soit moins de la moitié

PS: une réflexion personnelle : c'est un peu dommage que le poids de la tradition (eh,oui, cela existe même en science où la rationalité devrait s'imposer), on soit obligé de passer par les ΔV moins significatifs que les ΔE_m/m en Joule par kilogramme transporté

Intéressant tout ça.
C'est vrai qu'on finit par parler tout le temps de ΔV sans plus trop réfléchir, mais en vérité, quand on a l'habitude, on sait bien qu'un facteur 2 correspond à une énorme différence de taille pour la fusée. Et oui, car on sait bien qu'il faut emporter les ergols qui vont servir à faire monter les ergols qui vont servir à doubler le ΔV ....
En tout cas, tu prêches un convaincu, car comme j'ai déjà pu l'écrire ici ou là dans ce forum, la différence est tellement grande entre sortir de l'attraction martienne et sortir de l'attraction terrestre (un facteur 5 au niveau énergétique par kg donc, car cela reste du même ordre que le géostationnaire), il deviendra économiquement et technologiquement incontournable de faire partir toutes les missions d'exploration du système solaire à partir de Mars plutôt qu'à partir de la Terre.
Bon, cela étant, je devine que tous ces calculs sont en vérité préliminaires pour discuter d'un projet sensationnel, non ? Ou plutôt sens ascensionnel ?

Argyre a écrit:
Bon, cela étant, je devine que tous ces calculs sont en vérité préliminaires pour discuter d'un projet sensationnel, non ? Ou plutôt sens ascensionnel ?

Je crois que tu as tout compris ;)


Et pour paraphraser un peu la fameuse phrase attribuée à André Malraux …mais en fait jamais dit tel que :

" La Civilisation spatiale du prochain millénaire sera de Mars ou ne sera pas. "

Attention de la planète Mars, pas du dieu de la Guerre

http://fr.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Malraux

Spoiler:

Bien, je comptais distiller un peu plus lentement la suite …pour éviter les maux de tête si certains sont allergiques aux équations…mais Argyre m’oblige à avancer d’un jour cette suite. ;)

Heureusement il y aura cette fois un peu moins de calculs :)

Pour repartir voici un post ancien de lambda 0 :
https://astronautique.actifforum.com/t4235-centrales-solaires-orbitales/post?p=70352

Spoiler:

Et pourquoi ne pas dans les premiers temps de la colonisation installer toute une chaine de centrales solaires en orbite aréostationnaires ou quasi-zénithales afin de couvrir aussi les régions polaires
( QZSS : http://www.jaxa.jp/projects/sat/qzss/index_e.html )

Si les premières stations solaires seraient installées depuis la Terre, par la suite ce seraient les colonies martiennes qui prendraient le relais …et qui sait un de ces siècles les prestations martiennes d‘installation s’étendraient à l’orbite géostationnaire car si on fait les comptes, cela coûterait moins en énergie d’installer les centrales solaires orbitales terriennes à partir de Mars qu’à partir de la Terre … et pour le spatial toute économie en énergie est bonne à prendre.
Convertissons les delta V en J/kg: 5 km/s pour se libérer de Mars donne 1,25 . 10 ⁷ J/kg
Ajoutons environ 4 km/s (on peut même tabler sur moins : 3,5 km/s) soit 8 .10 ⁶ J/kg . En tout on obtient 2,05 J/kg au lieu de
5,77. 10 ⁷ J/kg à partir de la Terre

Maurice a écrit:...
La colonisation de Mars ne nous pousserait-elle pas à tourner notre regard vers d'autres solutions comme l'ascenseur spatial ...

Examinons le cas d’un ascenseur spatial sur Mars puisque Maurice nous y incite :)

Si dans un futur hypothétique cela se réalise, il y aura alors de fortes chances que l’on commence par Mars plutôt que la Terre comme nous allons le voir.

En consultant le site sur les Sky-Hooks (accroche-ciels): http://www.zyvex.com/nanotech/nano4/mckendreePaper.html#RTFToC13
que nous avons déjà cité dans :
https://astronautique.actifforum.com/t13656-catapulte-electromagnetique-star-tram-sky-hook-balancier-spatial#259188
nous trouvons ce tableau :

Body -------- Taper Ratio for Synchronous Using Graphite -------------Taper Ratio for Synchronous Using MNT

Earth ---------------------100--------------------------------------------------------------21.9

Moon ----------------------1.3---------------------------------------------------------------1.19

Mars -----------------------2.41--------------------------------------------------------------1.8

Le « taper ratio » est le rapport de cône : c'est-à-dire le rapport entre la section la plus large au niveau de l’orbite astro-stationnaire et celle de l’extrémité à proximité du sol

Les NMT désignent les matériaux qui seraient issus de la Technologie Nano – Moléculaires du carbone (Molecular NanoTechnology)
Je ne vous traduirai pas" Body" pour "Corps", "Earth" pour "Terre"," Moon" pour "Lune" et "Mars" pour" Mars ": la planète …pas le mois car sinon pour que çà marche, c’est "March " ....Tiens, j'ai quand-même traduit ;)

Avec les MNT il faut une section 12 fois plus large pour la Terre que pour Mars au niveau astro-stationnaire et si au cas où les progrès technologiques ne nous permettent de synthétiser que des monocristaux de graphite la proportion serait pire : 41

Et attention pour passer au rapport des volumes, nous devons multiplier par le rapport des longueurs de 35 784/17 000=2,1

Finalement les proportions volumiques (ou massiques) sont de : 25 pour les NMT et de 86 pour les monocristaux de graphite.

Mais ce carbone, il faudra l’acheminer sur place au niveau de l’orbite astro-stationnaire et même si on va le chercher dans quelques astéroïdes plutôt que du sol, Mars sera certainement gagnant par rapport à la Terre vu sa plus grande proximité avec les ceintures d’astéroïdes et surtout ses ΔE/m (delta d’énergie mécanique massique en J/kg) bien plus faibles pour les atteindre et en revenir.

Rappel : les ΔE/m sont liés aux deltas V par la relation ΔE/m= 1/2 ΔV² ou réciproquement par :
ΔV=√ (2 ΔE/m)

Je vous propose d'aborder un nouveau thème : la logistique de la distribution énergétique.

En effet si les premières bases martiennes devront être totalement autonomes ; par la suite - même s'il restera nécessaire de toujours assurer un minimum d'autarcie énergétique pour des raisons évidentes de sécurité - il sera intéressant de créer un maillage énergétique de la planète Mars .

Plusieurs avantages à cela :

- Pour le solaire , fournir de l'énergie à partir des régions ensoleillées à celles plongées dans la nuit : ce qui peut être très intéressant pour les régions polaires et éviter le problème du stockage énergétique sur de très longues périodes.

- Pour le nucléaire , pouvoir utiliser des centrales à fission et/ou à fusion de meilleur rendement que les RTG

- Pour relayer une source d'énergie défaillante par une autre

- Pour les transports , avoir un maillage de station-relais par exemple pour les astromobiles pour leur permettre de se déplacer de jour comme de nuit sans dépendre de panneaux solaires ne pouvant fournir qu'une puissance limitée ou nulle pendant les nuits.

Cette liste n'est probablement pas exhaustive.

Donc à vos réflexions ;)

Cordialement,

Giwa

Premier point positif le transport par câble sera nettement plus simple que sur terre.
Sur terre nous sommes obligés de construire des pylônes très haut, à la fois pour que personne ne puisse y toucher mais surtout car à haute tension l'air devient conducteur, sur Mars les pylônes pourraient très bien ne faire que quelques mètres de haut.
Mais pourquoi ne pas faire plus simple avec des câbles isolés et non pas enterrés comme sur terre mais tout simplement posés au sol?

Maurice a écrit:Premier point positif le transport par câble sera nettement plus simple que sur terre.
Sur terre nous sommes obligés de construire des pylônes très haut, à la fois pour que personne ne puisse y toucher mais surtout car à haute tension l'air devient conducteur, sur Mars les pylônes pourraient très bien ne faire que quelques mètres de haut.
Mais pourquoi ne pas faire plus simple avec des câbles isolés et non pas enterrés comme sur terre mais tout simplement posés au sol?

Tout à fait . :)

... et de plus on ne risque pas de vol de câble ... du moins il faut l'espèrer ... sinon il y aurait de quoi désespérer de la nature humaine ! ;)

Puisque Maurice a commencé par l'utilisation des réseaux électriques, nous allons continuer dans ce domaine avant de passer à d'autres modes de transport de l'énergie.
Au fur et à mesure du développement de la colonisation , il deviendra nécessaire de construire des lignes à très haute tension pour le transport sur de très grandes distances : si on envisage des lignes pouvant atteindre , un quart de circonférence, cela donne un peu moins de 5400 km .

Pour de telles lignes selon la nature du terrain, il peut être nécessaire par endroit de passer en aérien au lieu de rester au sol ; mais même dans ce cas , Mars est beaucoup plus avantageux grâce à sa faible gravité et son très faible taux d'humidité . Les câbles pourront avoir des portées bien plus grandes sans risque de se rompre sous leurs poids ou celui d'un givre ...ou plutôt d'une gelée blanche inexistante ; pour une fois l'effet Joule aura un côté positif.

Un autre avantage est aussi que l'on pourra passer d'office à des techniques plus performantes comme le CCHT ( courant continu haute tension ) ou en anglais HVDC (High Voltage Direct Current)

Voir: http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_continu_haute_tension

Il existe dans ce domaine un projet grandiose sur notre planète:
Celui de la production d'électricité solaire dans le Sahara qui permettrait d'alimenter les pays africains et l'Europe

Spoiler:

Mais, évidemment, on ne peut pas s'empêcher de penser aux problèmes politiques qui secouent actuellement ces régions ... et sur notre planète tout ne se résout pas uniquement par les progrès techniques .

Pour le coup je me sent un peu bête car je n'avais pas pensé à une question cruciale, avec quels matériaux réaliser des câbles électrique sur Mars?
Je suppose qu'il doit bien y avoir des gisements de cuivre mais pour l'isolant? Sur terre les isolants sont réalisés à base de pétrole, le pétrole étant d'origine organique je doute qu'il y en ai sur mars.
Vu les distances à couvrir et donc la masse de matière première nécessaire l'importation semble devoir être exclue.
Dans le cas de l'aérien l'isolation n'est nécessaire qu'au niveau des pylônes et celle-ci peut être réalisée en céramique, en verre ou en porcelaine qui peuvent être fabriquée sur place.

Maurice a écrit:Pour le coup je me sent un peu bête car je n'avais pas pensé à une question cruciale, avec quels matériaux réaliser des câbles électrique sur Mars?
Je suppose qu'il doit bien y avoir des gisements de cuivre mais pour l'isolant? Sur terre les isolants sont réalisés à base de pétrole, le pétrole étant d'origine organique je doute qu'il y en ai sur mars.
Vu les distances à couvrir et donc la masse de matière première nécessaire l'importation semble devoir être exclue.
Dans le cas de l'aérien l'isolation n'est nécessaire qu'au niveau des pylônes et celle-ci peut être réalisée en céramique, en verre ou en porcelaine qui peuvent être fabriquée sur place.

En aérien -comme vous le suggérez - des isolateurs en céramique ou en verre - peuvent convenir . Au sol , tout dépend de sa nature , mais dans la majorité des cas , sauf à quelques endroits où il pourrait y avoir des résurgences de saumure , ce sol devrait être sec et même si de la gelée blanche s'y déposait - ce qui est très improbable à cause de l'effet Joule qui devrait la sublimer immédiatement - elle n'est pas en soi conductrice comme l'eau ultra - pure : celle- ci ne serait conductrice que par les électrolytes qu'elle aurait dissous.

Sinon pour les câbles , on utilise l'aluminium qui est tout de même un très bon conducteur , même s'il n'égale pas le cuivre et lorsque le câble est suspendu , une âme en acier est nécessaire pour assurer la résistance .

Le cuivre et les cuprates, on n'en reparlera plus loin lorsqu'on envisagera la possibilité d'utiliser la supra-conductivité .

Et puis nous ne pourrons quand-même faire l'impasse de la chimie organique dont la source sur Mars sera le dioxyde de carbone.

Donc il nous faudra aborder aussi plus loin la fabrication des matériaux et et des gisements nécessaires.

Tout est lié est le développement d'une société se fait sur plusieurs fronts à la fois ... mais nous sommes obligé de traiter ces différents fronts séparément ...sinon cela deviendrait la pagaille dans notre sujet.

Giwa a écrit:...

Le cuivre et les cuprates, on n'en reparlera plus loin lorsqu'on envisagera la possibilité d'utiliser la supra-conductivité .

...

Et puis nous ne pourrons quand-même faire l'impasse de la chimie organique dont la source sur Mars sera le dioxyde de carbone.

Donc il nous faudra aborder aussi plus loin la fabrication des matériaux et et des gisements nécessaires.

Tout est lié est le développement d'une société se fait sur plusieurs fronts à la fois ... mais nous sommes obligé de traiter ces différents fronts séparément ...sinon cela deviendrait la pagaille dans notre sujet.

Et au cours de son développement toute société subit des mutations qui lui font ouvrir de nouveaux fronts et en même temps en fermer d'autres .

Il en sera de même pour le front de la distribution énergétique ...ou plutôt les fronts.
Il se pourrait bien d'ailleurs que pour Mars on commence par les micro-ondes ... que je traiterai ...en dernier ... même si les centrales solaires en orbite déjà évoquées en sont un prémisse.

Comme déjà dit la colonisation martienne viendra -via l'Espace - de la Terre et ne devra pas couper trop vite son cordon ombilical.

Vu la proportion de fer sur Mars, autant faire les câbles en fer, ou en acier (fer + carbone).

La surface de Mars étant ferreuse, on ne pourra pas éviter d'isoler les câbles (s'il trainent au sol).

En contrepartie, je ne vois pas trop l’intérêt de câbler l'ensemble de Mars, la production électrique n'ayant pas d'énorme intérêt à être centralisée... A moins de ne reposer que sur le solaire, auquel cas il faudra bien relier des centrales tout autours de Mars pour avoir une continuité électrique.
D'un point de vue rendement, je ne suis pas sûr que ça vaille la dépense.

Je serais plutôt partisan d'une production locale, surtout si l'éolien est jouable, comme déjà abordé plus haut.

Quand aux autres moyens de transport d'énergie électrique, je crains qu'il n'apportent aucun avantage sur les câbles (rendement faible, grande complexité, etc).

Le problème du fer, c’est que ce n’est qu’un piètre conducteur électrique : 10,1 MS/m au lieu de 36,9 MS/m pour l’aluminium et 58,5 MS/m pour le cuivre.
Les pertes par effet Joule sur les lignes seraient bien plus considérables sauf à faire des câbles de section presque que quatre fois grande que pour l’aluminium et en tenant comptent de leurs densités respectives : 2,7 et 7,9, il faudrait en masse :
36,9X 7,9 / (10,1X2, 7) soit : 10,7 donc pratiquement onze fois plus de fer que d’aluminium.

Pour les aciers cela serait pire car ce sont des conducteurs encore moins bons que le fer pur ; exemple l’acier au carbone a une conductivité qui n’et plus que de 5 ,9 MS/m donc notre rapport passerait pratiquement à vingt pour les masses.

Toutefois, tout n’est pas écrit d’avance car il faudrait connaitre ce que seront les coûts de production du fer, des aciers et de l’aluminium sur Mars, mais disons, j’en m’en tiens à ce qui est le plus plausible comme scénario.

http://www.tibtech.com/fr/conductivite.php

Sinon pour l’intérêt ou non de câbler toute la planète Mars , il est certain qu’au départ ce ne sera pas le cas pour les premières bases martiennes à usage scientifique dépendant pour leurs installations totalement de la Terre et n’utilisant les ressources in situ au plus que pour respirer, boire et se nourrir ,et aussi pour la production d’ergols pour leurs retours vers la Terre si leurs séjours sont limités .

Mais ensuite on passera par une transition vers la colonisation.

Les RTG et/ou les panneaux solaires du départ ne suffiront plus et pour le nucléaire, il faudra passer à de véritables centrales nucléaires qui au départ seront à fission et emportées en kit depuis la Terre.

On peut même dans les premiers temps importer en permanence les matières fissibles depuis la Terre avec un impact très faible sur le coût d’exploitation.

En effet pour prendre l’exemple de l’uranium – même si d’ici là on soit passé à la filière du thorium – un kilogramme d’uranium naturel terrestre peut fournir 500 000 MJ qui peut être multiplié par 40 si on passe à la surgénération.

Or en tablant sur un ΔV de 20 km/s cela donne un ΔE/m = ½ (20.10 ³)²
= 2. 10 ⁸ J/kg
Le rapport de cette énergie consommée à celle qui peut être produite est alors de :
2. 10 ⁸ / 5. 10 ¹¹ = 4. 10 ^-4 soit 0,04% et avec la surgénération de 0,001%

http://fr.wikipedia.org/wiki/Uranium

Spoiler:

Cette production devra alors être distribuée d’abord sur des régions de plus en plus vastes au fur et à mesure de la montée en puissance des centrales construites.

Pour le solaire on en viendra progressivement au même au fur et à mesure que l’on voudra s’étendre vers les régions polaires.

Pour l'éolien , il n' y aura sans doute que des sites privilégiés - des couloirs à vent- dont il faudra exporter la production.

Quant au problème de la conductivité éventuellement assez élevé du sol martien à cause d’oxydes métalliques, c’est à voir et ce n’est pas sûr si le sol est sec ce qui évite les électrolyses.

Mais bon on devrait être assez vite renseigné dans ce domaine … et si c’est le cas et qu’il faille passer en aérien alors le choix de l’aluminium s’imposera

PS: De manière plus général, notre sujet consiste à explorer les scenarii d'une colonisation martienne

Nous passons donc en revue les éventualités ou plutôt les potentialités .

Mais l’histoire sur notre propre Terre fut pleine de surprises et de revirements et pourquoi en serait-il autrement sur notre Terre et/ou sur Mars?
Prenons l'exemple des voies ferrées dont le réseau après une forte extension au cours du 19 ième et au début du 20 ième siècles a subi ensuite une phase de régression sous la concurrence des voies routières ...pour repartir sur de nouvelles bases avec les TGV ou les nouveaux tramways.
Rien n'est écrit définitivement.

Pour ce qui est des isolants, les anglophones de New Mars parlent beaucoup de fibre de basalte. A vue de nez, ça m'a l'air faisable et mécaniquement résistant. Mais est-ce qu'un tissu de basalte suffirait face au fines particules martiennes?

el_slapper a écrit:Pour ce qui est des isolants, les anglophones de New Mars parlent beaucoup de fibre de basalte. A vue de nez, ça m'a l'air faisable et mécaniquement résistant. Mais est-ce qu'un tissu de basalte suffirait face au fines particules martiennes?

Intéressant ! Mais de quel type d'isolant ? Électrique ou thermique ? ...même si souvent cela va de pair .

Sinon si le sol n'est pas assez isolant par lui-même, il me semble qu'alors le plus économique sera quand-même alors de passer en aérien à une distance suffisante du sol sans revêtement isolant .

En tout cas nous pouvons retenir ces fibres de basalte pour l'isolation thermique car là c'est certain que ces fibres sont très isolantes .

On pourrait toujours placer ensuite une couche vitrifiée à l'extérieur, étanche pour protéger ces fibres des fines poussières martiennes qui auraient tendance à s'infiltrer et en colmatant les interstices rendre la protection thermique moins efficace.

Pour continuer dans l’étude des moyens de transporter l’énergie, revenons sur la possibilité d’utiliser la supraconductivité, c'est-à-dire l’abolition de toute résistance électrique à très basse température pour certains conducteurs qui permettent de transporter de forts courants électriques sans perte par effet Joule.

Avant de passer à Mars, voyons ce qu’il en est sur notre planète, la Terre.

Disons que les applications se font encore avec parcimonie, même s’il y a des projets futuristes de transport intercontinentaux par ce procédé de l’énergie électrique.

Pourquoi ? Car ce transport amène à des installations complexes pour produire les matériaux supraconducteurs, pour refroidir et isoler les lignes.

Dans les premiers temps on était obligé d’utiliser l’hélium liquide pour le refroidissement, substance très onéreuse ; les progrès vers la supra conductivité haute température (mais encore très basse) permettent d’envisager maintenant l’utilisation de l’azote liquide. C’est mieux …mais en contrepartie les matériaux conducteurs capables de telles performances ne sont pas simples à préparer.

Donc difficile de faire de la prospective qui dépend de progrès technologiques à venir dans ce domaine.

Et maintenant pour Mars ?

Disons que cela dépendra des avancées technologiques sur la Terre ! ;)

Toutefois on peut quand-même dire que Mars serait plus favorable à l’emploi d’une telle technologie grâce à ses températures plus basses et aussi son atmosphère ténue et non oxydante qui facilite l’isolation thermique et permettrait l’emploi du dihydrogène liquide sans risque d’explosion à la place de l’hélium liquide.

Peut-être il y aurait un domaine où l’utilisation de la supra conductivité pourrait se faire plus rapidement, celui du stockage de l’énergie :

-Soit directement au moyen d’anneaux supra conducteurs où le courant électrique circule sans nécessité d’une force électromotrice et où l’énergie est stockée sous forme magnétique dans le flux traversant l’anneau.

-Soit indirectement au moyen d’un volant d’inertie en matériau magnétique tournant en lévitation au dessus de cet anneau supraconducteur
Dans ce dernier cas, il faut noter que la faible gravité martienne favoriserait aussi cette lévitation

Mais cela nous ramène au sujet d’Argyre concernant le stockage de l’énergie pour une colonie martienne :
https://astronautique.actifforum.com/t11855-stockage-de-l-energie-pour-une-colonie-martienne

Il nous reste à examiner les possibilités de transmission de l’énergie sans fil.

Juste pour citer : l’emploi de lasers, mais cela dépendra des développements dans ce domaine sur notre Terre.

Par contre la possibilité de l’emploi des micro-ondes a déjà été testée à grande échelle dans l’archipel d’Hawaï entre deux iles

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transmission_d'%C3%A9nergie_sans_fil#cite_note-19

Spoiler:

Cette transmission pourrait se faire en deux étapes pour Mars :

Au départ à partir de centrales solaires en orbite et des récepteurs principaux au sol qui serviraient ensuite de répartiteurs par un maillage au sol par des tours –relais.

Vu la courbure plus grande du sol martien (l’horizon est plus proche sur Mars que sur la Terre) il faudrait des tours assez élevées, mais ce qui ne devrait pas poser de problèmes insurmontable pour leurs constructions vu la faible gravité martienne ; éventuellement on pourra aussi profiter du relief en installant certains relais sur des collines ou des monts.

http://www.wired.com/wiredscience/2008/09/visionary-beams/

Sur notre Terre, de tels relais sont envisagés pour desservir des régions isolées:

L’université de la Réunion a des projets dans ce domaine

http://personnel.univ-reunion.fr/lanson/typosite/recherche/temaateis/

Si sur Terre, il est difficile d’utiliser de tels systèmes dans les régions fortement peuplées ; sur Mars cela ne serait pas le cas, avec en plus une atmosphère très ténue et une teneur en vapeur d’eau très réduite , donc très transparente aux micro-ondes .

Il nous faut ouvrir un nouveau chapitre de cette colonisation après celui du transport de l’énergie : le transport de la matière …même si depuis Einstein, elles sont liées par la fameuse formule médiatisée : E = mc² …bon pour les puristes la formule E² = m² c ⁴ + p²c² aurait été préférable …mais que voulez-vous dans ce monde, il faut faire des compromis ! ;)

Bien pour revenir plus terre à terre …ou plutôt plus Mars à Mars comment planifier cette nouvelle étude du transport des personnes et des biens ?

Adopter une vision purement technologique ?

C'est-à-dire classer les modes de transport en fonction de la voie choisie : aérienne ou " terrestre "…on ne va pas tout de même introduire le néologisme "aréestre" !
Pour le fluvial, nous attendrons la terra- formation car depuis Giovanni Schiaparelli, les canaux martiens se sont asséchés : http://fr.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Schiaparelli

Ensuite classer en fonction du mode de motorisation : solaire, nucléaire, chimique (à ergols), etc. .

Cela risque de devenir assez vite fastidieux !

Heureusement pour nous, nous avons l’hypertexte, ce qui nous permet d’ouvrir des sujets, des thèmes, des chapitres sans avoir à les refermer pour passer à d’autres.

A ce sujet si de nouvelles idées vous viennent sur des parties déjà abordées, n’hésitez pas à en faire part car il est toujours possible de revenir en arrière.

Et si pour débuter ce chapitre, on adoptait un autre point de vue : celui du sociologue !

En effet sur notre propre planète, pourquoi s’est - on déplacé au début si ce n’est à cause d’un mode de vie nomade.

Évitons d’ailleurs les a priori qui dans le subconscient nous font classer le mode de vie nomade comme plus archaïque … donc moins évolué que le mode sédentaire.


Pour commence, je vous propose donc d’étudier la colonisation des régions polaires par le nomadisme :

A vos réflexions !

Je propose la création de la SNCM (Société nationale des Chemins de fer Martiens) :D

En tout cas, il n'y aura pas de problème pour la production d'acier. Les traverses ne seront pas en bois par contre...

Tout à fait sérieusement : si la production de rails d'acier est possible et facile, la réalisation d'un réseau ferré pour desservir rapidement et de façon fiable Mars est une solution.

Akwa a écrit:Je propose la création de la SNCM (Société nationale des Chemins de fer Martiens) :D
...

:D

Attention, il y a risque de confusion avec la SNCM ( Société Nationale maritime Corse Méditerranée) et au lieu d'une croisière en Méditerranée en prenant son billet il faudra rejoindre Mars pour un voyage en train dans le "Mars Express " ;)

Akwa a écrit:Je propose la création de la SNCM (Société nationale des Chemins de fer Martiens) :D

En tout cas, il n'y aura pas de problème pour la production d'acier. Les traverses ne seront pas en bois par contre...

Tout à fait sérieusement : si la production de rails d'acier est possible et facile, la réalisation d'un réseau ferré pour desservir rapidement et de façon fiable Mars est une solution.

Le bois, on devra tout de même pouvoir en produire dans des serres spécialisées en sylviculture, mais cela restera un matériau assez précieux à n’utiliser principalement qu’en intérieur. D’ailleurs il serait intéressant de connaitre la tenue de différents bois au vide spatial - avec ou sans traitement - en attendant d’aller tester cela dans les conditions martiennes.
En ce qui concerne les traverses en bois des chemins de fer traitées au crésol – produit cancérigène- la SNCF (et non la SNCM ;) ) est astreinte à les éliminer progressivement - en respectant les problèmes sanitaires et d’environnement - en les remplaçant par des traverses en béton ou plastique.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Traverse

Spoiler:

Pour le béton sur Mars, il faudra être capable d’en produire des types nouveaux sans utiliser d’eau ou alors très peu .
Voir : "L'Homme sur Mars, par Argyre " http://salotti.pagesperso-orange.fr/bricks.htm

Reste sinon évidement la traverse en acier, peu utilisée en France, mais qui existe néanmoins.
Elle a l’inconvénient d'obliger à isoler les rails des traverses (à cause du circuit de voie pour la signalisation), et d'être très bruyante.
Ce dernier problème étant tout relatif sur Mars :)

Akwa a écrit:Reste sinon évidement la traverse en acier, peu utilisée en France, mais qui existe néanmoins.
Elle a l’inconvénient d'obliger à isoler les rails des traverses (à cause du circuit de voie pour la signalisation), et d'être très bruyante.
Ce dernier problème étant tout relatif sur Mars :)

Il se pourrait d'ailleurs que sur Mars on n'en revienne pour les constructions plus à l'acier qu'au béton ...

Dommage que Gustave Eiffel ne soit plus avec nous car il aurait pu nous construire sur Mars de gigantesques viaducs pour enjamber les canyons martiens et comme clou final une TOUR en haut du Mont Olympus pour l’exposition interplanétaire de l'an 3000 sans commune mesure avec celle de Paris . :)