Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

Peut-être que Katalpa voulait dire que tout n'est pas forcément romantique dans cette douloureuse et grandiose histoire.

katalpa a écrit:La science qui finira par faire "boum"

Il est difficile de ne pas se rappeler que le programme Apollo n'a réussi que grâce à une centaine de savants ex-nazis et que l'espace a aussi été l'un des lieux de "la guerre froide" entre les USA et l'URSS.  8-)

Le programme Apollo s’est appuyé sur de la technologie,certes de très haut niveau. L’astronomie, et en particulier ,l’astrophysique et la cosmologie peuvent être considérées comme de la Science pure sans application..du moins à court et moyen termes ...à long terme on verra....

phenix a écrit:
si on est capable de construire une centrale nucléaire sur mars avec le matériel martien (donc grosse avance technologie) , on peut se contenté d'une faible masse d'uranium enrichie civilement (10%). on peut imaginé un atelier de préparation de charge utile et d'encapsulage automatisé (ou avec un niveau d'isolement similaire au procédé de chargement d'une centrale nucléaire) puis mettre une sur-coiffe isolante des radiation pour permettre une intégration et une préparation au lancement de façon sécurisé. la sur-coiffe pourrait être déposé une fois tout le personnel éloigné.
de plus rien n’empêche d'installé une tour de sauvetage pour extraire le colis d'uranium en cas d'explosion au remplissage ou au début du lancement, et des parachutes pour qu'il conserve sont intégrité a l’atterrissage ou amerrissage.  

Effectivement dès qu’il sera possible d’atteindre le stade de développement permettant de se passer de l’uranium très enrichi,il faudra passer à l’importation de l’uranium enrichi civilement qui ne nécessite pas d’unité d’enrichissement complexe à mettre en œuvre.
Toutefois au tout début , on peut utiliser de l’uranium plus enrichi, celui utilisé pour la motorisation des sous-marins et porte-avions nucléaires por l’installation de réacteurs nucléaires en kit de petite taille, qui peuvent être rapidement installés.
Leur radioactivité tant qu’ils n’ont pas divergé reste assez faible, en tout cas bien inférieur au plutonium 238 des RTG.
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-kilopower-centrale-nucleaire-nasa-futurs-colons-mars-69963/

Giwa a écrit:
Effectivement dès qu’il sera possible d’atteindre le stade de développement permettant de se passer de l’uranium très enrichi,il faudra passer à l’importation de l’uranium enrichi civilement qui ne nécessite pas d’unité d’enrichissement complexe à mettre en œuvre.

Je suppose que tu évoques là une autre "piste" qui serait de faire venir de l'uranium enrichi sur terre à 5 % environ (ce qui correspond au combustible utilisé dans les centrales EDF - j'entends avant la généralisation d'utilisation du Mox -) et de l'enrichir plus sur Mars ?
Les installations d'enrichissement Georges Besse au Tricastin qui permettent d'enrichir l'uranium naturel jusqu'à 5% représentent effectivement une installation d'envergure requérant beaucoup d'énergie pour fonctionner. Construire un dispositif permettant de passer de 5% à 50% sur Mars .... serait fort complexe (quid de l'énergie nécessaire pour envisager ensuite de disposer d'énergie ?) et avec un délai "plutôt long" après le premier pas sur la planète rouge.
Lancer directement un lanceur cargo avec comme chargement un container d'uranium enrichi à 50 % .... et le faire atterrir,sans doute à proximité de la zone où résideront les techniciens chargés de l'utiliser .... ce sera une décision à prendre sans doute après mure réflexion..... ce serait le risque à assumer pour utiliser des centrales du type sous-marin.

Pour ma part je n'éliminerai pas d'office l'utilisation de RTG. Au moins dans les premiers temps où le déploiement de champs de panneaux photo-voltaïques sera encore restreint à un ou deux sites principaux , et où il y aura des déplacements d'exploration et de prospection dans un périmètre plus large.

De toute façon en se projetant dans un avenir dont il est bien difficile de mesurer les délais ..... on peut tout envisager.

montmein69 a écrit:
Pour ma part je n'éliminerai pas d'office l'utilisation de RTG. Au moins dans les premiers temps où le déploiement de champs de panneaux photo-voltaïques sera encore restreint à un ou deux sites principaux , et où il y aura des déplacements d'exploration et de prospection dans un périmètre plus large.

De toute façon en se projetant dans un avenir dont il est bien difficile de mesurer les délais ..... on peut tout envisager.

Bien sûr que je forçais un peu le trait et qu’avec une enveloppe suffisamment robuste pour supporter un crash, il est possible d’envoyer des RTG vers Mars .On l’a déjà fait avec Curiosity.
Pour des avant-postes à une colonisation, c’est envisageable .
Mais la NASA a mis au point un prototype de centrale nucléaire miniature qui devrait vite les remplacer voir: http://planete-mars.com/la-nasa-concoit-kilopower-une-centrale-nucleaire-portative/

Sinon d’accord  avec toi que c’est une prospective à long terme que beaucoup est à envisager...peut-être  pas tout quand même.

Ce prototype 10 kW, est-il envisagé de le tester sur des installations lunaires ?

montmein69 a écrit:Ce prototype 10 kW, est-il envisagé de le tester sur des installations lunaires ?

NASA a écrit: Such a demonstration could pave the way for future Kilopower systems that power human outposts on the Moon and Mars, enabling mission operations in harsh environments and missions that rely on In-situ Resource Utilization to produce local propellants and other materials.

Donc la NASA prévoit l’utilisation de ce réacteur nucléaire miniature aussi pour la Lune
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/kilopower

D'autant plus que puisque l'on ne peut pas compter sur le vent pour activer une éolienne  :D  et que le photo-voltaïque n'est valable que 14 jours sur 28, effectivement que, sans rire, le nucléaire semble la seule source d'énergie pour faire de l’électricité.

phenix a écrit:oups , je me suis complètement trompé, je voulais dire afrique de l'EST et pas OUEST, coté ocean indien, c'est le berceau de l’humanité en dehors des derniers siècle, la totalité de l'humanité vivant sur les 4 autres continent est issue d'un même groupe ayant quitté l’Afrique alors que le reste des groupes sont reste la-bas. donc les kényan et tanzanien aurons surement pas mal d'opportunité dans la colonisation.

Pour les questions de diversité génétique de la population martienne il n'est nul besoin de se compliquer l'existence en allant chercher des humains dans le monde entier.
Il a été prouvé par une étude islandaise qu'un peu de consanguinité (cousins éloignés) était au contraire bon pour la fertilité d'un couple.
Le mythe tout récent porté par certains pseudo-scientifiques qui voudrait que notre espèce soit d'un coup obligée de se mélanger entre tous les continents pour éviter l'extinction par consanguinité est une hérésie qui ne repose sur aucun fait.
Les faits prouvent même l'inverse puisque historiquement l'explosion démographique de notre espèce s'est faite à une époque où les gens étaient peu mobiles et donc se reproduisaient en bénéficiant d'apports de diversité génétique négligeable. Même à l'heure actuelle si on regarde les pays classés par natalité on se rend compte que les meilleurs pays dans ce domaine ne sont pas franchement des pays ou les gens vont chercher leur conjoint à l'autre bout du monde mais plutôt au bout du village voisin.
Bref aucun besoin de s'embêter avec des questions ethniques pour la sélection des candidats à la colonisation, on pourra se concentrer sur les compétences et les capacités.

Maurice a écrit:
Il a été prouvé par une étude islandaise qu'un peu de consanguinité (cousins éloignés) était au contraire bon pour la fertilité d'un couple.

Fertilité donc naissance d'un enfant issu de ce mélange consanguin même éloigné, n'est pas une garantie que le génome de l'enfant ne présente pas de modifications ou altérations susceptibles de provoquer chez lui des pathologies gravissimes. Un couple d'amis dits "cousins de germain" -lien de parenté au 4ème degré - ont eu un fils en parfaite santé puis (rassurés peut-être ?) ont eu ensuite une fille qui malheureusement pour elle avait de graves ennuis de santé avec un décès après de grandes souffrances et ce, avant d'atteindre la vingtaine.
Donc mieux vaut éviter de s'aventurer dans le domaine des "avis avisés" et encore plus des "conseils documentés"....

montmein69 a écrit:

Maurice a écrit:
Il a été prouvé par une étude islandaise qu'un peu de consanguinité (cousins éloignés) était au contraire bon pour la fertilité d'un couple.

Fertilité donc naissance d'un enfant issu de ce mélange consanguin même éloigné, n'est pas une garantie que le génome de l'enfant ne présente pas de modifications ou altérations susceptibles de provoquer chez lui des pathologies gravissimes. Un couple d'amis dits "cousins de germain" -lien de parenté au 4ème degré - ont eu un fils en parfaite santé puis (rassurés peut-être ?) ont eu ensuite une fille qui malheureusement pour elle avait de graves ennuis de santé avec un décès après de grandes souffrances et ce, avant d'atteindre la vingtaine.
Donc mieux vaut éviter de s'aventurer dans le domaine des "avis avisés" et encore plus des "conseils documentés"....

Avant-hier j’ai suivi une émission sur Toutânkhamon, fils d’Akhénaton et de sa sœur.
Ce pharaon, porté à la postérité par son magnifique scarcophage, décéda vers 20 ans . L’analyse morphologique et génétique de sa momie montra qu’il avait de nombreuses séquelles d’origine génétique.
D’accord, c’est un cas extrême de consanguinité , mais assez habituel chez les dernières dynasties pharaoniques.
Sinon pour ce domaine, laissons les couples se former librement en les mettant en garde toutefois sur une trop forte consanguinité en cas de procréation.

C'est bien pour cela que j'ai parlé d'un peu de consanguinité, un couple de cousins germains ou même de cousins issu de germain n'entre pas dans cette catégorie.
L'Islande a une certaine expertise dans ce domaine justement car elle est de par sa situation géographique comparable à ce que pourrait être une colonie sur une autre planète. Sa population est issue d'une colonisation de faible ampleur et de groupe ethniques quasi exclusivement scandinave, ce qui ne les a pas empêchés de prospérer.
De plus le fait qu'ils portent des noms à suffixe patronymique (ex=Maurice fils de Robert) peut les amener plus facilement à risquer d'avoir des relations consanguine en toute ignorance, dans ce cadre ils ont donc été amenés à faire des études sur les effets de la consanguinité et à se doter d'instruments pour pouvoir connaitre au sein d'un couple la proportion d’ancêtres communs. Cela dérange peut-être la doxa dominante mais les résultats de ces études démontrent que la consanguinité n'est pas un frein tant qu'elle est raisonnable.
De plus dans le cadre d'une colonisation de Mars il n'y aurait aucune logique à ce qu'on envoi 10 000 personnes puis que subitement on décide que plus personne ne partira jamais sur Mars, il y aura donc toujours une petite dose d'apport de gènes nouveaux à la population existante.
Donc à part pour pouvoir prendre nos colons et faire une belle photo façon pub pour United colors of benetton, il n'y a aucun intérêt à sélectionner des candidats du monde entier. De mon avis personnel j'aurais même tendance à dire que l'inverse serait souhaitable, lors des étapes initiales de la colonisation la promiscuité imposée par les conditions d'installation me ferait souhaiter que les colons partagent tous les même codes culturels pour éviter de créer des sujets de tension supplémentaire.

Si on remonte suffisamment loin dans les générations dont le nombre de nos ancêtres augmente en fonction 2^n tant que ceux-ci n’ont pas croisé de cousins, ce nombre finit par dépasser la population totale de l’époque. Donc nous avons tous une certaine dose de consanguinité .
Mais effectivement,il n’y a pas nécessité d’un brassage génétique généralisé pour assurer un développement viable d’une population. Les amérindiens sont presque exclusivement issus de sibériens, ce qui ne les ont pas empêchés de se diversifier au fur et à mesure de leur expansion dans les Amériques du Nord, puis du Sud.
Le problème est plutôt du côté culturel. C’est sûr que pour une population confinée au début, il faudra un minimum de compatibilité, sans pour autant chercher une homogénéité complète.
Mais Mars n’est pas une station spatiale, et il se pourrait que plusieurs colonies issues de communautés différentes s’y forment...en souhaitant qu’elles vivent en bonne intelligence

même si on s’éloigne un peu du sujet des ressources (et c'est ma faute, désole)

merci Maurice Robertson pour c'est info, j'etait tombe sur le chiffre de 10 000 dans un science&vie junior (donc il y a longtemps ) et dans un documentaire type national géographique ou BBC. Si le chiffre de divergence génétique est plus faible , c'est tant mieux sa voudrais dire qu'ont attendrait le stade d'une colonie indépendante plus tôt. c'est vrai qu'il peut paraître inutile de cherche a savoir quand une colonie sera suffisamment grand pour être génétiquement indépendante car il n'y a aucune raison d’arrêté les échange terre-colonie. Mais c'est important dans le plan de sauvegarde de l'humanité car il faudrait atteindre rapidement se niveau pour perpétuer l’espèce en cas de destruction brutal de la terre . le plan B serait que la colonie ai une banque génétique inseminable au cas ou la diversité des habitants de la base est pas suffisante, mais bon c'est pas très sexy.  

Pour la composition "ethnico-culturel"  des colons c'est une question très glissante (je laisse les admin juge) mais intéressante.
Pour les premiers mission, se sera politique, donc  je ne crois pas du tout a une mission international (le monde entier main dans la main) mais peut être une mission multinational et la composition sera dicté par les partenaire, la parte de budget de chaque partenaire. 
Pour la colonie, c'est difficile a prédire, il faudrait savoir comment se fera la colonisation. selon que se sera un mayflower (groupe religieux voulant s'extraite de la societé) une compagnie privé (qui vend quoi?), des scientifique , ou autre la composition de la colonie variera beaucoup. es que une colonie poly ou plutôt omni-culturelle peut fonctionné? je suis sur que beaucoup sociologue se pose la question avec bien plus de donné que moi. personnellement de mes expériences professionnel, je travail beaucoup avec l’Allemagne (il au l'image de la rigueur parce qu'il dis oui tout le temps , mais font rien derrière) l'espagne (qui savent pas faire des calcul structurelle elementaire) les roumaines (qui font tout en vitesse sans rien verifier)  et les coréen du sud (qui ne dise jamais rien jusqu'a se que se soit trop tard).  Donc certes, j'ai un peu grossie le trait , mais de c'est experience je pourrais dure qu'une cooperation milticulturelle est complexe, mais en faite il y a deux chose a nuancé:
- la plupart de c'est problème on une explication sous-jacente qui n'a rien de culturelle . par exemple, on prenait les espagnol pour des cons alors que c'est qu'une seul personne qui c'est fait viré depuis et les roumaines on etait récemment intégré a l'organisation , donc ils veulent en faire trop . 
- On a au moins autant de problème avec des service français situer dans le même bâtiment (les essais en vol qui méprise complètement les autre service ou les VIP qui sont littéralement furtif) qu'avec les filiale etrangere.

De plus, dans notre service on a un roumaine, un libanais, un pakistanais, une espagnol, un togolais, deux italiens et une allemande, et vu qu'il travail avec nous , il on fini par adopté nos méthodes et d'un point de vu rendu on peut plus faire la différence entre les personnes du service.

Donc si les colons sont intégré a l'avance pour préparé  la mission sur Terre, je ne vois pas se qui empêcherait un bon fonctionnement la haut. Je sais que je parle surtout d'un point de vu professionnels, sur le point de vu privé , si chacun respecte la vie privé des autre (et donc viré les personnes qui chercherai a imposé leur vue) sa devrait bien se passé.

@phenix : De mon point de vue c'est au contraire totalement dans le sujet (et très intéressant), dans le cadre d'une colonisation le facteur humain est une ressource comme une autre et la bonne sélection des candidats initiaux est au moins aussi importante que le choix du site d'installation.
Effectivement les différences sur les codes culturels et les habitudes de travail comme de vie ont tendance à se lisser lorsque tout le monde vie ensemble, les USA en sont un bon exemple, la culture actuelle de ce pays étant issue d'un mélange de toutes les cultures apportées par les différentes phases de migration mais avec épine dorsale héritée d'une structure anglo-saxonne issue des premières phases de la construction du pays.
Cependant dans l'exemple de votre vécu professionnel, je pense que vos collègues roumains libanais espagnols etc etc qui se sont mis à adopter vos habitudes de travail l'ont fait car ils étaient en minorité.
Par exemple si SpaceX colonisait Mars, il y a fort à parier que la majeure partie des colons seraient des citoyens US avec une minorité de personnes venant du monde entier, cette situation ne poserait pas problème car tout le monde fonctionnerait à l'américaine. A l'inverse si une mission sous l'égide de l'ONU partait pour coloniser Mars et que le choix soit fait de prendre des gens du monde entier avec une proportion à peu près égale de personne de chaque pays, je n'ose imaginer la torture pour les pauvres responsables qui devraient faire travailler tout ce beau monde ensemble ...
Sur la mission de sauvegarde de l'humanité de cette éventuelle colonie, il est évident qu'avec un tel objectif il faudrait envoyer une population la plus diverse possible, mais je ne pense pas que ce soit une mission imaginable avec une si faible population. Je ne vois pas une colonie de seulement 10 000 individus capable d'être autosuffisante vis à vis de la Terre à 100% au niveau de toutes les ressources de toutes les moyens de production et toutes les compétences vu la complexité de nos technologies.

Le sujet que vous avez ouvert est intéressant ne serait-ce que parce-que je n'avais jamais réfléchi au problème de la mixité génétique et culturelle pour établir un soupçon d'organisation humaine sur le sol d'une planète vierge. Tous du même avis ou pas au FCS, c'est déjà mieux que moi qui suis sans avis.  :D

Maurice a écrit: Je ne vois pas une colonie de seulement 10 000 individus capable d'être autosuffisante vis à vis de la Terre à 100% au niveau de toutes les ressources de toutes les moyens de production et toutes les compétences vu la complexité de nos technologies.

Je vais publier un article sur ce sujet très prochainement.
Je pose la question de la façon suivante : quelle est, en fonction du nombre de colons, la charge utile minimale annuelle à envoyer vers Mars pour que ceux-ci puissent survivre sur le long terme ?
Selon les paramètres choisis, on trouve que cette charge utile tombe à zéro lorsqu'on atteint un seuil de population suffisant. En simplifiant, on se ramène à 2 ou 3 paramètres seulement.
Un des paramètres clé est lié à la productivité et la mise en commun des outils et des moyens de production. Plus on est nombreux, et plus on partage de choses, par exemple, une cuisine, un véhicule, une centrale électrique etc, etc. Et donc, plus on est nombreux plus on peut produire d'objets nécessaires à la vie sociale et matérielle et plus on se rapproche de l'autonomie.
Selon les paramètres choisis, on arrive à l'autonomie avec 10000 habitants ou 1 million d'habitants. Un point intéressant du modèle est le maximum local de la courbe, c'est-à-dire la valeur maximum de cette charge utile minimale annuelle. Elle donne des indications sur le nombre de fusées qu'il faudrait envoyer vers Mars pour passer ce cap de la phase transitoire où il y a beaucoup de monde sur Mars mais l'autonomie est encore loin. Et on se rend vite compte que cette valeur est critique : si on ne parvient pas à envoyer des centaines de fusées par an, la colonisation est infaisable. D'où la nécessité de discuter les paramètres, certains permettant de réduire de manière drastique la charge utile annuelle.
A suivre ...

Pour "accélérer" la colonisation, une des voies possible est de standardiser le matériel !
Par exemple un châssis commun pour les véhicules que ce soit pour le transport de passagers, de marchandises ou pour les engins de travaux publics.
Il est très intéressant de produire sur place le maximum de denrées, d'oxygène, les habitats et abris (un rover peut être assemblé sous un abri). Tout ce qui est lourd ou d'usage très courant en fait doit autant que possible être produit dès que possible.
C'est là que l'impression 3D est intéressante car ça diminue la quantité de pièce à importer.
Donc, en premier lieu pour répondre à ces contraintes il vaut mieux choisir des gens qui ont des compétences dans ces domaines d' activités !

Il vaut mieux importer des pelles, du plastique et des imprimantes 3D, que des pommes de terre (bon il faut aussi des plants mais c'est quelques kilogrammes !).

Après un temps, les matières plastiques pourront être produites sur place. Les chlorates du sol ne seront alors plus un problème mais une ressource.

Yantar ouvre un aspect particulier de l'organisation pratique en ce qui concerne le "social" et la "production matérielle" ; vaste sujet et qui ouvre à des abîmes de réflexions.

Faisant il y a quelque temps des recherches personnelles pour savoir combien il faudrait de personnes au minimum pour fonder une colonie dans un autre système stellaire (avec les contraintes actuelles, donc sans futurs apports), j'étais tombé sur cette étude intéressante de 2018 d'un chercheur français, Frédéric Marin.
Pour ceux qui ont du mal en anglais, deux articles ont été écrit: ici, par un journaliste, et là, par l'auteur de l'étude.

De cette étude, il en résulte qu'il faudrait, au minimum, 98 personnes, mais cette colonie serait sensible au moindre problème.
Avec 150 personnes, la colonie serait capable de perdre 30% de ces effectifs sans disparaître.
Dans tous les cas, les habitants devraient se soumettre à des choix de partenaires drastiques permettant de limiter la consanguinité à des niveaux acceptables.

Ce sont des chiffres beaucoup plus faible que ce qu'on avait avant, notamment par rapport à l'étude de Cameron Smith, qui postule un nombre minimal de 23000 personnes en âge de procréer.

Ces études sont bien entendu transposable à la création d'une colonie sur Mars.

un "talk" de la Mars Society sur un peu tout y compris le projet Artemis.

Une vidéo très intéressante sur les propriétés des aérogels qui pourraient être utiles sur Mars en particulier comme isolant thermique très efficace et aussi comme protection contre les radiations comme les ultraviolets tout en étant transparents dans le domaine visible 

Pour compléter cette utilisation d'aérogel pour Mars:

Des chercheurs de l’Université de Harvard, du Jet Propulsion Lab de la NASA et de l’Université d’Édimbourg ont maintenant une nouvelle idée. Plutôt que d'essayer de changer la planète entière, si vous adoptiez une approche plus régionale?

Les chercheurs suggèrent que des régions de la surface martienne pourraient être rendues habitables avec un matériau, l’aérogel de silice, reproduisant l’effet de serre atmosphérique de la Terre. À l'aide de modèles et d'expériences, les chercheurs ont montré qu'un bouclier d'aérogel de silice de deux à trois centimètres d'épaisseur pouvait transmettre suffisamment de lumière visible pour la photosynthèse, bloquer les rayons ultraviolets dangereux et augmenter la température au-dessous de façon permanente au-dessus du point de fusion de l'eau, le tout sans nécessité pour toute source de chaleur interne.

L'article est publié dans Nature Astronomy.

extrait traduit de https://phys.org/news/2019-07-silica-aerogel-mars-habitable.html

Excellent, il faudrait envoyer un prototype à plus petite échelle sur un futur rover :eeks:

Thierz a écrit:Excellent, il faudrait envoyer un prototype à plus petite échelle sur un futur rover :eeks:

Effectivement , ce serait   De plus la silice, ce n'est pas un matériau rare, ni sur la Terre , ni sur Mars
Seul le procédé de fabrication des aérogels est délicat , mais on commence à bien maîtriser les procédés car il existe toute une panoplie d'aérogels

Giwa a écrit:Pour compléter cette utilisation d'aérogel pour Mars:

Des chercheurs de l’Université de Harvard, du Jet Propulsion Lab de la NASA et de l’Université d’Édimbourg ont maintenant une nouvelle idée. Plutôt que d'essayer de changer la planète entière, si vous adoptiez une approche plus régionale?

D'abord première remarque, changer la planète entière, c'est pour le futur très lointain. Il est évident qu'avant d'arriver à ce stade, l'objectif sera d'adopter une
approche régionale, il n'y a là rien de nouveau. Donc, on enfonce les portes ouvertes.

Sinon, je ne vois pas bien l'intérêt de choisir ce gel plutôt que du verre. Le gel est plus isolant, et alors ? Avec 6 mbars, l'atmosphère de Mars est déjà un très très bon
isolant.

Le gel est beaucoup plus léger ? OK, c'est peut-être un bon argument, mais quid de la solidité ? De toute façon, pour des questions de sécurité, on ne pourra pas
avoir un seul toit de 100 km2 au-dessus des têtes, il faudra compartimenter et multiplier les dômes. Ensuite, pour le début de la terraformation, la fameuse approche régionale, à mon avis il n'y aura plus de toit du tout, les colonies seront au fond des cratères tels que Hellas pour avoir le maximum de pression.