Vivre sur la Lune… et même sur Mars ?

La Lune est un aimant qui nous attire.

Il y a un demi-siècle, les astronautes d’Apollo 17 ont passé trois jours sur cet astre à la surface trouée, dont l’attraction gravitationnelle ne s’exerce pas seulement sur nos océans, mais aussi sur notre imagination. Pendant 75 heures, les astronautes ont marché sur la Lune dans leurs combinaisons spatiales et se sont promenés dans un véhicule astromobile, sous le regard de l’humanité sur des téléviseurs situés à 240 000 kilomètres de là. Le programme Apollo a été interrompu après le retour des astronautes dans l’océan Pacifique en décembre 1972 et, depuis lors, la Lune est restée suspendue dans le ciel, vide et sans repères, comme une sirène.

La NASA prépare maintenant un retour. Cette fois, le séjour sera de longue durée. Pour ce faire, la NASA va construire des maisons sur la Lune, qui pourront être utilisées non seulement par les astronautes, mais aussi par les civils ordinaires. Elle pense que d’ici 2040, les Américains auront leur premier lotissement dans l’espace. Vivre sur Mars n’est pas loin derrière. Certains membres de la communauté scientifique estiment que le calendrier de la NASA est trop ambitieux, en particulier avant le succès avéré d’un nouvel alunissage. Mais sept scientifiques de la NASA interrogés pour cet article ont tous déclaré que la visée de 2040 pour les structures lunaires est réalisable si l’agence peut continuer à atteindre ses objectifs.

L’agence spatiale américaine va envoyer une imprimante 3D sur la Lune, puis construire des structures, couche par couche, à partir d’un béton lunaire spécialisé créé en utilisant un amalgame d’éclats de roches, de fragments de minéraux et de poussières qui reposent sur la couche supérieure de la surface cratérisée de la Lune et qui se répandent en nuages toxiques dès qu’ils sont dérangés. Un projet ambitieux rendu possible grâce à de nouvelles technologies et à des partenariats avec des universités et des entreprises privées.

M^me Werkheiser, dont la famille possédait une petite entreprise de construction lorsqu’elle était enfant à Franklin, au Tennessee, guide la création de nouveaux programmes, machines et robots pour les futures missions spatiales.

La NASA est plus ouverte que jamais aux partenariats avec les universitaires et les leaders de l’industrie, ce qui a élargi le champ d’action par rapport à l’époque des missions Apollo, selon M^me Werkheiser. « Nous avons réuni toutes les bonnes personnes au bon moment avec un objectif commun, et c’est pourquoi je pense que nous y parviendrons », a-t-elle déclaré. « Tout le monde est prêt à franchir cette étape ensemble, donc si nous développons nos capacités de base, il n’y a pas de raison que cela ne soit pas possible. »

Transformer un problème en solution

Parmi les nombreux obstacles à l’établissement d’une résidence sur la Lune figure la poussière – une fine poudre si abrasive qu’elle peut couper comme du verre. Elle tourbillonne en panaches nocifs et est toxique lorsqu’elle est inhalée.

Pourtant, il y a quatre ans, Raymond Clinton fils, directeur adjoint du bureau scientifique et technologique du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, a sorti un tableau blanc pour esquisser l’idée de maisons, de routes et de pistes d’atterrissage. La poussière est un problème, c’est vrai. Mais elle pourrait aussi être la solution.

S’il est possible d’imprimer en 3D des maisons sur Terre à partir d’un sol et de ses minéraux que l’on trouve ici, des maisons sur la Lune pourraient être imprimées à partir du sol qui s’y trouve, où les températures peuvent atteindre 600 degrés et où une combinaison dangereuse de radiations et de micrométéorites constitue un risque pour les bâtiments et les corps.

« Ce que cela pourrait être ne dépend que de l’imagination des entrepreneurs », poursuit M. Clinton.

Pas de Home Depot là-haut

La NASA s’est associée à ICON, une entreprise de technologie de la construction située à Austin, au Texas, pour atteindre son objectif de 2040. ICON a reçu un premier financement de la NASA en 2020 et, en 2022, elle a annoncé une somme supplémentaire de 60 millions de dollars pour un système de construction basé dans l’espace qui peut être utilisé au-delà de la Terre pour imprimer tout, des plateformes d’atterrissage de fusées aux habitats, le tout avec du béton mélangé sur place. Pour l’instant, les plans ne sont guère plus que des rendus, mais des architectes du Bjarke Ingels Group et de SEArch+ ont été invités à participer à l’élaboration des concepts et des dessins.

Presque tous les objets peuvent être imprimés en 3D, et le processus a été présenté par ICON et d’autres acteurs du secteur comme une solution rapide et rentable à la pénurie de logements dans le pays. L’impression 3D permet de construire des objets couche par couche à partir d’un fichier numérique. Dans ses projets de construction sur Terre, ICON utilise un matériau de construction breveté appelé Lavacrete.

L’entreprise n’est pas étrangère aux projets ambitieux : elle a créé le système de construction robotisé à grande échelle Vulcan, qui a été utilisé pour construire certaines des premières maisons imprimées en 3D en Amérique du Nord. Il s’agit notamment du Community First ! Village d’Austin, qui regroupe 400 maisons pour les sans-abri et des maisons dans un village de maisons abordables et résistantes aux ouragans pour les Mexicains vivant dans la pauvreté dans la ville isolée de Nacajuca.

« Il s’agit d’une progression étonnamment naturelle si l’on s’interroge sur la manière dont la construction additive et l’impression 3D peuvent créer un avenir meilleur pour l’humanité », a déclaré Jason Ballard, PDG d’ICON, dans un communiqué de presse.

Mais l’impression dans l’espace est une autre dimension.

« La chimie est la même là-haut, mais la physique est différente », explique Patrick Suermann, doyen par intérim de l’École d’architecture de l’Université A & M du Texas, qui travaille en étroite collaboration avec la NASA pour mettre au point un système de construction pouvant être utilisé par des robots dans l’espace.

Selon lui, il est essentiel de voyager léger, car chaque kilogramme supplémentaire transporté par une fusée vers la Lune coûte environ 1 million de dollars. Transporter des matériaux de la Terre pour construire dans l’espace n’est pas viable, selon M. Suermann. « Et il n’y a pas de Home Depot là-haut. Il faut donc soit savoir comment utiliser ce qui se trouve là-haut, soit envoyer tout ce dont on a besoin. »

La « première chose » et le mobilier

Tout équipement envoyé sur la Lune doit être testé sur Terre pour s’assurer qu’il peut résister à l’environnement. Marshall dispose donc de plus d’une douzaine de chambres d’essai qui soumettent les articles aux mêmes conditions de radiation et de vide thermique que celles qu’ils subiraient sur Terre. En février 2024, l’imprimante ICON sera descendue dans la plus grande chambre pour son premier test.

Avant que la NASA et les entreprises puissent construire des maisons, la NASA doit construire des pistes d’atterrissage, de sorte que lorsque les fusées transportant les imprimantes 3D atterriront sur la Lune, la propagation de la poussière qui s’en échappe puisse être atténuée.

Les scientifiques de la NASA travaillent actuellement à la mise au point d’un béton lunaire simulé qui pourra remplacer les matériaux fabriqués sur la Lune pendant qu’ils effectuent des tests sur Terre. À Marshall, dans un laboratoire anodin situé dans les entrailles de l’un de leurs bâtiments bas, les scientifiques effectuent des tests sur des sphères de poussière lunaire simulée qui ont été coulées et moulées dans un petit cylindre. Ces sphères n’ont pas l’air de grand-chose – juste un morceau de béton arrondi assez petit pour tenir dans la paume de la main – mais lorsqu’elles sont soumises à une torche à plasma, elles peuvent résister à des températures de 3400 degrés Fahrenheit. Les scientifiques espèrent ainsi que, lorsqu’ils construiront des pièces réelles, celles-ci fonctionneront bien dans les conditions d’un véritable atterrissage de fusée, où les températures atteignent des niveaux extrêmement élevés.

Bien sûr, une maison n’est pas faite que de murs – même dans l’espace, les humains ont besoin d’une porte pour entrer et sortir, et une fois à l’intérieur, ils ont besoin d’objets sur lesquels s’asseoir et dormir, et de tous les autres accessoires du quotidien.

La NASA collabore avec une poignée d’universités et d’entreprises privées pour créer des prototypes de mobilier et de décoration d’intérieur pour l’espace, a indiqué M. Edmunson. Le centre de recherche Ames de la NASA, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Stanford, a même séparé certains minéraux du sol lunaire synthétique pour fabriquer des carreaux de différentes couleurs, comme le vert, le gris et le blanc, qui pourraient même être utilisés pour les cuisines et les salles de bains.

L’immobilier de premier choix est sur Mars

La vision commune d’ICON et de la NASA est celle d’un système de construction lunaire basé dans l’espace, appelé Olympus, contrôlé sur Terre par des techniciens humains qualifiés dans le domaine émergent de la construction spatiale. Pour ces techniciens, les cours ont déjà commencé.

« Dans 10 ans, la technologie de la construction sera peut-être très différente, le type de robots que nous utiliserons sera peut-être très différent et l’intelligence artificielle que nous utiliserons sera différente. Mais ce que nous pouvons faire dès maintenant, c’est élaborer des stratégies de formation qui préparent les ouvriers du bâtiment à l’avenir », remarque Amirhosein Jafari, professeur adjoint de technologie de la construction à l’Université d’État de Louisiane, qui participe à l’élaboration de formations basées sur la simulation pour les équipes de construction qui se coordonneraient avec les robots dans l’espace.

Son collègue Ali Kazemian travaille avec la NASA sur le matériau d’impression lui-même, en se concentrant sur un béton sans eau façonné à partir de versions simulées du matériau rocheux qui existe sur la Lune. M. Kazemian voit dans les riches minéraux lunaires un potentiel encore plus grand que le simple béton pour l’impression 3D : des ressources qui pourraient être largement utilisées par ceux qui sont restés sur Terre.

Les scientifiques de la NASA affirment qu’il est trop tôt pour envisager la valeur marchande des maisons sur la Lune, ou même la structure de propriété des habitats lunaires. Ils reconnaissent toutefois que la Lune présente un potentiel important de ressources inexploitées et que d’autres nations seront sans doute intéressées par une participation.

L’Inde a fait atterrir un vaisseau spatial sur la Lune en août, devenant ainsi la première nation à se poser près de la région polaire sud, où la plus précieuse des ressources – l’eau – est censée être à l’affût. Cet exploit est intervenu deux jours seulement après qu’un engin russe s’est écrasé avant une tentative d’atterrissage, faute d’avoir pu s’ajuster à son orbite. Les astronautes américains ont planté leur drapeau sur la surface de la Lune en 1969, mais deux ans plus tôt, le traité de 1967 sur l’espace extra-atmosphérique, un traité multilatéral qui est au cœur du droit international de l’espace, déclarait que personne ne pouvait en fait posséder la Lune.

Les accords d’Artemis, lancés par les États-Unis et sept autres pays fondateurs en 2020, ont réaffirmé les principes d’une exploration pacifique et coopérative de la Lune. Ils sont désormais signés par 29 pays, dont le Royaume-Uni, le Japon, l’Italie, le Canada et le Brésil. Mais, fait notable, ni la Chine ni la Russie n’ont signé.

La défense, la propriété et les revendications internationales sur la Lune et sur Mars ne sont pas du ressort de la NASA, a déclaré M^me Werkheiser. Mais pour l’instant, dans cette nouvelle itération de la course à l’espace, elle pense que la communauté mondiale se sent alignée.

La Lune n’est pas la dernière frontière. La volonté de la NASA de construire sur la Lune s’accompagne d’un objectif plus long et encore plus lointain : atteindre Mars.

La Lune est un endroit pratique pour une escale, car la NASA pense que l’eau présente sur la surface lunaire pourrait être convertie en carburant pour fusée. Un vaisseau spatial se rendant de la Terre à Mars pourrait faire une halte sur la Lune, où les astronautes pourraient se dégourdir les jambes, manger un morceau à l’intérieur d’une structure imprimée en 3D et faire le plein d’essence avant de reprendre la route.

En juin, à Houston, en grande pompe, quatre astronautes de la NASA ont salué une foule rassemblée avant de pénétrer dans la Mars Dune Alpha, une structure de 1700 pieds carrés imprimée en 3D par ICON avec du Lavacrete teinté dans la même couleur rouille brûlée que Mars elle-même. Ils ont ensuite fermé les portes à clé et passeront l’année prochaine à vivre dans des conditions simulées pour s’entraîner à vivre un jour sur Mars dans la réalité.

Cet article a été publié à l’origine dans le New York Times.

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