Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

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 . :)

Giwa a écrit:

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

C'est très steam punk comme évocation

Akwa a écrit:

Giwa a écrit:

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

C'est très steam punk comme évocation

... sauf que sur Mars, les locomotives et les aciéries ne dégageront pas vapeur comme nous le verrons plus loin lorsque nous nous attaquerons à la sidérurgie ;)

En tout cas, il se pourrait bien que les constructions sur Mars aient le Modern style des années 1900 avec des architectures d'acier et de grandes baies vitrées chères au Steampunk ...donc très rétro-futuristes !

Mais tout cela ne sera qu'apparence car des matériaux - tels les élastomères de synthèse comme les silicones - seront là au niveau des joints et des faces intérieures sous forme de films transparents pour assurer l'imperméabilité des habitats, des serres et des usines.

Un autre technique de plus en plus exploitée - le Terramesh (agrégats maintenus par maillage métallique ) devrait aussi nous permettre de nous passer dans beaucoup de cas du béton

Voir: http://www.maccaferri.fr/biblio/media/30_biblio.pdf

Spoiler:

Mars grâce à sa faible gravité permettrait de construire par ce procédé des ouvrages encore plus grands que sur la Terre et de plus les mailles d'acier pourraient rester intacts sur des millénaires sans rouiller vu les teneurs extrêmement réduites en dioxygène et vapeur d'eau de l'atmosphère.

Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

Maurice a écrit:Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

Non, on n'exclue pas le béton, mais on cherche à l'utiliser seulement avec parcimonie. D'ailleurs si j'ai renvoyé sur le site d'Argyre , c'est justement pour montrer que l'on pourrait fabriquer des bétons sans eau .

Il en est de même pour l'acier dont la fabrication est énergivore. Si j'ai proposé le Terramesh pour des grands travaux , c'est aussi pour réduire sa consommation au strict nécessaire avec un maillage en acier d'ailleurs qui pourrait être proportionnellement plus fin que sur la Terre , toujours grâce à la faible gravité de Mars.

Non, dans ce sujet on doit rester ouvert et ne pas s'enfermer dans des dogmes : c'est un laboratoire d'idées :)

PS : Pour la dalle , effectivement pourquoi pas un peu de béton .

Autre PS: Toujours dans l'optique d'utiliser le plus possible des matériaux brutes , il ne faudra pas exclure non plus l'emploi de blocs de pierre, taillés de très grande taille sous prétexte que c'est archaïque et que cela nous ramène au temps des cathédrales ou plus loin des pyramides ... et toujours grâce à la faible gravité des travaux pharaoniques pourraient être entrepris sans légion d' "esclaves "... sauf quelques robots

"esclaves ": voir HS :

Esclaves entre guillemets car l’histoire de leurs construction est tout autre que celles des films hollywoodiens

Spoiler:

Pour plus de renseignement sur leurs constructions :

Spoiler:

Maurice a écrit:Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

Giwa a écrit:
Non, on n'exclut pas le béton, mais on cherche à l'utiliser seulement avec parcimonie. D'ailleurs si j'ai renvoyé sur le site d'Argyre , c'est justement pour montrer que l'on pourrait fabriquer des bétons sans eau .
Il en est de même pour l'acier dont la fabrication est énergivore. Si j'ai proposé le Terramesh pour des grands travaux , c'est aussi pour réduire sa consommation au strict nécessaire avec un maillage en acier d'ailleurs qui pourrait être proportionnellement plus fin que sur la Terre , toujours grâce à la faible gravité de Mars.
Non, dans ce sujet on doit rester ouvert et ne pas s'enfermer dans des dogmes : c'est un laboratoire d'idées :)
PS : Pour la dalle , effectivement pourquoi pas un peu de béton "Argyre" comme liant ;)

Sympa ce fil, je participe sans même m'en apercevoir ... :D
Pour continuer sur le sujet, je m'intéresse actuellement à un type d'habitat martien dont la structure est effectivement en acier. Quand je dis que je m'intéresse, c'est du concret, car j'essaie carrément de faire une petite maquette. Néanmoins, je ne suis pas un grand bricoleur et je n'ai pas assez de temps pour faire quelque chose de bien. Donc pour l'instant, j'ai simplement découpé une sorte de grille en alu et j'ai formé un objet à peu près cylindrique, avec un toit un peu arrondi qui ressemble à un dôme grillagé. Notez que l'armature n'est pas filaire, cela ressemble plus à une tôle très fine dans laquelle on a fait des petits trous carrés espacés de manière régulière. J'ai ensuite découpé du papier transparent que j'ai plaqué à l'intérieur pour représenter des vitres de verre. Le résultat, c'est une sorte d'habitat martien avec une armature métallique et des petites fenêtres partout, afin de permettre un effet de serre maximum tout en préservant la robustesse de l'ensemble. Au niveau de l'échelle, si mon cylindre de 8 cm correspond en fait à un cylindre de 10 mètres de diamètre et 3 de haut, chaque fenêtre fait un peu moins d'1m2, ce qui réduit les contraintes sur l'épaisseur du verre. Il se pose bien entendu des problèmes de gestion de la dilatation/contraction de la partie métallique, mais je pense que plus il y a de fenêtres et plus les écarts sont faibles au niveau de chaque fenêtre, ce qui réduit les contraintes sur les joints. Pour ce qui est des liaisons entre les parties métalliques, il me semble que c'est moins compliqué à gérer car le métal doit garder une certaine flexibilité.
La question du sol est effectivement une bonne question. A priori, on peut conserver une armature en fer liée aux parois et non au sol martien, du moins sans liant, afin d'avoir un ensemble bien soudé qui ne risque pas de se désolidariser à cause du différentiel de pression ou de problèmes de dilatation ou de glissement de terrain. Dans le cas de l'habitat, je ne crois pas qu'on puisse se contenter d'ajouter un agglomérat de roches martiennes qui ne saurait préserver la pression.
Une idée qui me paraît intéressante à creuser est l'exploitation d'une sorte de mortier de soufre. Le problème du sol est qu'il doit être totalement imperméable et en même temps ne pas se fissurer sous l'effet des dilatations/contraction dues aux différences de température entre le jour et la nuit. Je ne suis pas un pro des matériaux, donc ce que je propose est à prendre avec des pincettes. Il me semble que le mortier de soufre pourrait avoir les qualités requises, c'est-à-dire tout d'abord pouvoir être produit assez facilement sur Mars et en grande quantité. Ensuite, il requiert un minimum de chauffage mais pas d'eau. Il est a priori imperméable. Et enfin, même s'il peut à la longue se fissurer légèrement, il peut sans doute être facilement réparable, par simple chauffage.
Encore une fois, c'est à creuser et à confirmer !

Notez que pour le terrassement, on doit pouvoir effectivement se contenter d'une sorte de Terramesh.

A+,
Argyre

Pour assurer l’étanchéité des hublots, on pourrait exploiter l’expérience acquise pour les avions ainsi que de Cupola de la SSI:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cupola_(station_spatiale_internationale)

En naviguant sur internet, j’ai trouvé une société qui propose une silicone pour les joints d’étanchéités des hublots d’avions :

http://www.bluestarsilicones.com/ Cliquez sur l’icône avion en bas à gauche

Bien, évidemment je ne suis pas là pour faire de la publicité et pour que nous passions commande pour nos futures serres martiennes ;) …mais cela confirme l’utilité de produire des silicones sur Mars

Une autre idée envisageable qui permettrait de réduire la taille des hublots serait de placer à l’extérieur des multiples lentilles de Fresnel orientables en fonction de la course du soleil et convergeant à proximité de hublots de petites tailles ; ces lentilles de Fresnel n’étant pas d’un stigmatisme rigoureux et si on se décale légèrement du plan focal, - avec des hublots suffisamment transparents -, il n'y aura pas de risque de surchauffe.

On peut alors se demander quelle économie en verre, on peut en retirer vu que les lentilles de Fresnel sont aussi à fabriquer en verre ?

Ces lentilles étant à l’extérieure n’auront aucune contrainte de pression à supporter et pourront être minces.

Autre objection : la fabrication de telles lentilles est complexe:

Non, car justement on ne leur demandera qu’un stigmatisme très approché et elles pourront être de qualité optique médiocre en restant quand-même raisonnablement transparente.

Autre avantage, leur surface de captation pourra être étendue à volonté et l’on pourra alors se retrouver dans les serres avec un ensoleillement équivalent à celui de la Terre

Un Wikipedia sur les lentilles de Fresnel avec une application pour les moteurs Stirling qui justement pourraient motoriser des rovers:

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

Ce système est aussi utilisé en conjonction avec un moteur Stirling pour exploiter l'énergie solaire.

un additif au post précédent :

Ce système de faire passer la lumière par des hublots étroits- grâce à l'emploi de lentilles de Fresnel convergentes- au lieu de grandes baies vitrée
réduira les fuites et sera plus sûr.

En effet les joints seront moins longs et le vitrage moins étendu offrira moins de surface à l'impact de météorites .

On peut même amélioré cette sécurité en disposant les hublots au fond de meurtrières comme du temps des châteaux- forts ;)

Et comme pour le Cupola , on peut prévoir en plus des volets de fermeture pour la nuit qui pourront aussi être utilisé si un hublot casse pour stopper la fuite.

Giwa a écrit:un additif au post précédent :

Ce système de faire passer la lumière par des hublots étroits- grâce à l'emploi de lentilles de Fresnel convergentes- au lieu de grandes baies vitrée réduira les fuites et sera plus sûr.

En effet les joints seront moins longs et le vitrage moins étendu offrira moins de surface à l'impact de météorites .

On peut même amélioré cette sécurité en disposant les hublots au fond de meurtrières comme du temps des châteaux- forts ;)

Et comme pour le Cupola , on peut prévoir en plus des volets de fermeture pour la nuit qui pourront aussi être utilisé si un hublot casse pour stopper la fuite.

Pour les lentilles, je pense que si on regarde du côté facteurs humains, il y a aussi des inconvénients. Premièrement, on ne peut plus voir à travers sans déformation. Or, l'intérêt des vitres, c'est aussi d'offrir une vue sur l'extérieur. Et deuxièmement, cela risque d'être éblouissant, donc double peine pour celui qui tenterait de regarder à travers le hublot. Les FH étant tout de même très importants dans un environnement aussi hostile, je ne parierais pas sur les lentilles s'il y avait un vote local pour déterminer le choix technologique ... Sauf si les contraintes sont telles que le choix est imposé, bien sûr.

En ce qui concerne les volets de fermeture, on peut les prévoir dans tous les cas, ça c'est vrai. Si on fait ça simplement, le diamètre des hublots doit être inférieur ou égal à la distance inter-hublots, au moins dans une direction.

Sinon, une technique de colmatage pourrait consister en une sorte de boule de secours très légère, mi-souple, mi-rigide, capable de s'envoler sous l'effet de la dépression et de se figer sur le trou béant de la fenêtre. Evidemment, ce ne serait que provisoire et aurait simplement pour objectif de gagner du temps pour passer dans un compartiment étanche.

A+,

Argyre

Argyre a écrit:...
Sinon, une technique de colmatage pourrait consister en une sorte de boule de secours très légère, mi-souple, mi-rigide, capable de s'envoler sous l'effet de la dépression et de se figer sur le trou béant de la fenêtre. Evidemment, ce ne serait que provisoire et aurait simplement pour objectif de gagner du temps pour passer dans un compartiment étanche.

A+,

Argyre

L’hydrure de calcium - plus connu sous le nom d’hydrolithe (pierre à hydrogène) - pourrait être un candidat intéressant pour le gonflage en cas d’urgence de ces ballons par de l’hydrogène sous pression.

En effet de tels ballons ne devraient quand-même avoir des parois suffisamment épaisses pour ne pas se crever en se plaquant sur la fissure , ne pas être trop légers pour ne pas aller directement au plafond si la faille est latérale , mais quand-même pas trop lourds non plus.

Or pour qu’ils ne soient pas trop flasques, il faudrait que le gaz à l’intérieur soit sous une pression suffisamment élevée et donc de faible densité pour que son poids reste négligeable. Tout un art du compromis …

On peut imaginer des ballons dégonflés contenant à l’intérieur de la poudre d’hydrolithe et des ampoules d’eau qui s’ouvrent sous la dépression pour réagir rapidement avec l’hydrolithe suivant la réaction :
CaH₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + 2 H₂

http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydride

Spoiler:

Giwa a écrit:

...
On peut imaginer des ballons dégonflés contenant à l’intérieur de la poudre d’hydrolithe et des ampoules d’eau qui s’ouvrent sous la dépression pour réagir rapidement avec l’hydrolithe suivant la réaction :
CaH₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + 2 H₂

http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydride

Spoiler:

Giwa, tu es embauché dans la première équipe qui partira vers Mars ! :D

Je te vois bien dans le même genre de rôle que Nadia dans Mars la Rouge. Un problème d'ingénierie ? Nadia a la solution !

Argyre a écrit:...
Giwa, tu es embauché dans la première équipe qui partira vers Mars ! :D

Je te vois bien dans le même genre de rôle que Nadia dans Mars la Rouge. Un problème d'ingénierie ? Nadia a la solution !

:)
Puisque l'on s'occupe de la sécurité ....continuons le scénario catastrophe.
Bon, le colmatage provisoire n'est que partiel et la pression continue à chuter inexorablement dans la serre . Que vont devenir nos marsonautes horticulteurs en perdition ?

Vous le serez au prochain post ;)

Bon, je ne vais pas vous faire languir plus longtemps :)

Non, car après l'hydrolithe ...voila l'oxylithe qui vient à la rescousse .

Redevenons un peu plus sérieux pour terminer ;)


En cas de fissure, ce colmatage provisoire ne peut qu’être partiel et le personnel présent devra se réfugier dans des abris en attendant les secours sous peine de mourir d’asphyxie et de voir son sang entrer en ébullition.

Ces refuges pourraient produire leur oxygène au moyen d’oxylithe ou peroxyde de sodium de formule brute Na₂O₂ par réaction sur l’eau (pas besoin d’utiliser le peroxyde de lithium très onéreux utilisé dans le spatial pour des questions de « poids » …mais plutôt de masse) en attendant les secours.

La réaction est : Na₂ O ₂+ H₂O =2 NaOH+½ O₂

Il est à remarquer aussi que l’oxylithe peut produire aussi de l’oxygène en réagissant sur le dioxyde de carbone ce qui permettrait d’assurer une autonomie en oxygène de plus longue durée à partir du dioxyde de carbone exhalé par la respiration et sans entamer trop les réserves en eau
selon :

Na₂O₂ + CO₂ → Na₂CO₃ + ½ O₂

Ceci peut aussi être envisagé pour des véhicules munis de compresseurs pour prélever l’air martien chargé en CO₂

Spoiler:

spoiler de Giwa a écrit:Le peroxyde de lithium est absorbant de dioxyde de carbone cher mais léger utilisé dans les applications où le poids est un facteur important, typiquement dans l'astronautique, d'autant qu'il libère de l'oxygène lorsqu'il fixe le dioxyde de carbone :

2 Li₂O₂ + 2 CO₂ → 2 Li₂CO₃ + O₂

En vérité, le peroxyde de lithium n'est pas utilisé dans le cas où le poids est un facteur important, car il ne permet pas le recyclage et le recyclage est la clé de tout système léger. Néanmoins, quand on souhaite un système opérationnel pour quelques heures ou jours, le recyclage est inutile et à ce moment là Li₂O₂ devient compétitif d'un point de vue poids.

En clair, on l'utilise par exemple dans les scaphandres, mais pas dans l'ISS.

A+,

Argyre

Certes des serres sans grandes baies vitrées pour admirer les paysages martiens ne seraient pas des lieux de villégiature …quoiqu’il y ait bien sur notre Terre du monde pour visiter des expositions florales - et même des cactus - dans des serres sans vue sur l’extérieur.

Toutefois on peut comprendre que nos futurs martiens veuillent de temps à autre admirer les paysages extérieurs de Mars.

Il est toujours possible pour cela d’aménager de vastes coupoles - en verre trempé et feuilleté - avec des pars intérieurs où l’on regarde moins à la dépense que dans les serres professionnelles qui doivent être avant tout fonctionnelles et efficaces.

Et puis il faudra bien aussi envisager que les sorties à l’extérieur ne soient pas toujours pour des buts professionnels, mais qu’il y est aussi du tourisme : visiter quelques canyons martiens cela doit valoir la peine !

Quoique les loisirs et le tourisme, cela peut devenir aussi professionnel … ;)

Sinon pour en revenir à nos serres, on pourrait même envisager qu’elles soient souterraines en profitant dans les premiers temps des excavations naturelles comme les anciens tubes de lave.

Bien sûr de telles excavations devront être aménagées pour en assurer l’étanchéité, mais le plus gros œuvre ne sera plus à faire.

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/les-pentes-des-volcans-martiens-pourraient-elles-heberger-la-vie_37989/

Spoiler:

Comment éclairer de telles serres ?

Il y a la possibilité de les éclairer au moyen de DEL (diodes électroluminescentes ou LED selon l’acronyme anglais).

Comment alimenter ces DEL en électricité ?

Par des cellules photovoltaïques et/ou des champs d’éoliennes en surface.

Il y aussi la possibilité du nucléaire pour les régions polaires pendant les hivers tant qu’un réseau de distribution planétaire d’énergie n’aura pas été mis en place.

Toutefois le rendement énergétique d’un tel système de transmission est assez faible.

On peut toujours rétorquer que pour le solaire ou l’éolien, l’énergie est au départ gratuite …

Hum ! Le parc solaire ou éolien il faut le construire et ensuite l’entretenir.

Par contre, c’est certain, cette énergie est renouvelable …disons pour cinq milliards d’années.

Il ya aussi une autre possibilité : forer des puits à intervalles régulier par lesquelles la lumière solaire serait transmise directement à l’intérieur au moyen de miroirs et de lentilles de Fresnel.

Dans ce cas, le rendement de transmission de l’énergie lumineuse serait meilleur car les miroirs et les lentilles peuvent avoir d’es rendements de transmission proches de 100% (disons vers les 90 %)

Un schéma simplifié de ces puits de « lumière » :

Spoiler:

La répartition de la luminosité ne serait pas homogène, mais on pourrait toujours compenser dans les parties les plus sombres par un éclairage à DEL et/ou y faire pousser des plantes moins avides de lumière…et terminer dans les endroits sombres par des Agaricus Bisphorus …mais voyons les champignons de Paris ;)

http://troglos.free.fr/dossiers_val_de_loire/dossier_vdl_carriere_champi/chapitre_3/dossier.html

HS : Une vidéo sur un bidonville de Manille où de tels puits de lumière constitués de bouteilles de plastique remplies d’eau et traversant les toits des cabanes en tôle ondulée
Bouteilles solaire: https://www.dailymotion.com/video/xmux9e_eclairage-avec-des-bouteilles-solaires_webcam

Elles permettent d’assurer un minimum de luminosité de jour à l’intérieur sans être obligé d’utiliser des ampoules électriques ; une utilisation des lois de la réfraction et de la réflexion …qui donne lieu à réflexion :

On pourrait peut-être s’en inspirer pour faire mieux avec des lentilles de Fresnel en plastique bon marché à distribuer par les pouvoirs publiques … et pourquoi pas voir aussi ce qu’il serait possible de faire dans des locaux à éclairage naturel insuffisant dans des milieux plus aisés …même si alors on a les moyens de gaspiller l’électricité sans penser à la collectivité.

Pour les lentilles de Fresnel : quelques détails, parceque je suis "presque" spécialiste(j'ai fait 4 mois de PFE dessus).

Elles peuvent être de très bonne qualité, mais ça dépend du moule, et des conditions de transformation. En verre, je ne connais pas bien(mais j'ai vu quelques magiciens faire des merveilles). C'est plus cher. En polymères(généralement du PMMA, plus connu sous le sobriquet de "plexiglas"), c'est moins cher à l'unité, mais ça nécéssite pas mal de matériel.

Le process standard, c'est le pressage. On chauffe la plaque, on écrase. C'est assez lent. On peut aussi injecter, c'est plus rapide, mais ça ajoute pas mal de difficultés, notamment la très forte pression d'injection exigée, les difficultès à gérer le retrait. Par contre, ça autorise des "dents" plus grosses, voire usinées avec un profil non plat, ce qui permet d'avoir un profil plus proche d'une vraie lentille(les détails pour faire un moule de ce genre sont encore confidentiels, j'en ai peur). Le pressage, lui pousse les dents à être aussi petites que possible, pour réduire au maximum les défauts angulaires liés à un usinage droit.

Dans tous les cas(même le verre), des moyens d'usinage de précision me semblent absolument indispensables. Pour usiner un moule dans le cas des polymères, pour usiner directement le verre(ou un moule aussi? ça je connais moins bien).

La question est de savoir si sur Mars nous aurons moyen de faire du verre, ou des polymères. Il me semble qu'au moins au début, le matériel nécéssaire à transformer les polymères(hors thermodurcissables, moins visqueux) ne soit prohibitif en termes de poids de matos à transporter depuis notre bonne vieille terre.