Des habitations coloniales spatiales, on en parle depuis un moment. Un rêve étoilé qui pourrait prendre forme dans les prochaines décennies, avec de premiers paliers prévus par le programme Artemis de la NASA. Même si les concours de design et les mandats universitaires se multiplient, ces maisons lunaires, et éventuellement martiennes, restent à l’état de brouillons. Quelles caractéristiques devront-elles présenter ? Nous explorons le sujet avec les astrophysiciens Robert Lamontagne et Marie-Michèle Limoges.

Publié le 2 avril
Sylvain Sarrazin
Sylvain Sarrazin La Presse

Petit à petit, on fait son nid

Implanter des habitats extraterrestres, oui, les agences spatiales y pensent sérieusement. En Europe, l’European Spatial Agency (ESA) sonde les modalités de la construction d’un village lunaire, tandis que la National Aeronautics and Space Administration (NASA) lorgne une implantation durable sur notre satellite. Ce qui exigera beaucoup de temps, d’argent et d’étapes à franchir, dont un premier pied-à-terre… en l’air, explique Robert Lamontagne, astrophysicien à l’Université de Montréal. « Cela nécessitera une station orbitale autour de la Lune, que les États-Unis prévoient lancer avant la fin de la décennie avec le Gateway », explique-t-il. Ce relais permettra par la suite d’envisager et de faciliter l’édification de structures à même le sol lunaire. « L’effort requis pour acheminer des charges importantes vers la Lune n’est pas énorme », note M. Lamontagne. Mais pour Mars, ce sera une autre paire de manches…

IMAGE TIRÉE DU SITE DE LA NASA

Des images préliminaires du programme Artemis montrant les modules d’habitation lunaires

Marie-Michèle Limoges, directrice du contenu scientifique et de la formation au Cosmodôme, précise que la NASA prévoit deux structures habitables au sol : une sédentaire pour quatre personnes (Foundation Surface Habitat) et une sorte… d’autocaravane (Habitatable Mobility Platform). « Ce serait comme un véhicule récréatif, une petite maison mobile qui permettra de se déplacer sur la Lune », souligne celle qui ne serait pas surprise d’y voir des hôtels émerger un jour. Autant de structures dont le design définitif n’a pas encore été présenté et sera probablement confié à des entreprises privées, qui serviront d’outils de base. « Ces modules d’habitation seront sûrement les mêmes pour Mars, mais mis à jour. »

PHOTO FOURNIE PAR ASTROBOTIC

Le pôle sud de la Lune a été désigné comme un terrain de choix pour une première implantation durable. On voit ici le robot Viper qui partira en reconnaissance sur les lieux en 2023, à la recherche de glace dans cette zone.

Un emplacement de choix

Comme en immobilier, le choix du terrain est primordial. Atouts recherchés du quartier : luminosité et proximité des services. « Le pôle sud de la Lune est visé, pour des raisons logistiques et d’exploration : exposition à la lumière du soleil, facilitation des contacts radio. On pense que s’y trouve de l’eau, aussi », énumère Mme Limoges. Le relief sera également important, et on ne crachera pas sur les cratères, comme nous le verrons plus loin.

IMAGE TIRÉE DU SITE DE L’ESA

Une maquette d’habitation lunaire par l’ESA. L’idée est d’utiliser le matériau déjà sur place pour revêtir la structure.

Matière à réflexion

De quoi ces habitations seront-elles faites ? Glace cosmique, brique lunaire, béton martien ? « On l’ignore encore, mais il faut que ce soit léger et durable. On pourrait penser au titane, à des alliages de carbone, ou des éléments gonflables », cite l’astrophysicienne. Une idée de l’ESA : façonner la poussière lunaire sur place plutôt que d’acheminer de lourdes matières premières. Or, on a justement trouvé, en Allemagne, de la poudre volcanique aux caractéristiques similaires à celles de la roche de Lune ; des tests de fabrication sur Terre peuvent ainsi être menés. Des questions restent cependant en suspens quant à son pouvoir isolant, nécessaire pour se protéger des rayons cosmiques, très nocifs.

Concours de design martien à la NASA

  • La NASA a organisé en 2018 un concours de design pour concevoir les futures habitations spatiales sur Mars. Voici quelques-uns des finalistes.

    IMAGE SEARCH+/APIS COR, FOURNIE PAR LA NASA

    La NASA a organisé en 2018 un concours de design pour concevoir les futures habitations spatiales sur Mars. Voici quelques-uns des finalistes.

  • Ces modèles pourraient inspirer la NASA pour les futures habitations.

    IMAGE KAHN-YATES, FOURNIE PAR LA NASA

    Ces modèles pourraient inspirer la NASA pour les futures habitations.

  • Des contraintes et directives étaient données aux participants, qui n’avaient pas le champ totalement libre.

    IMAGE COLORADO SCHOOL OF MINES AND ICON, FOURNIE PAR LA NASA

    Des contraintes et directives étaient données aux participants, qui n’avaient pas le champ totalement libre.

  • Les habitations devaient mesurer 1000 pi⁠2.

    IMAGE X-ARC, FOURNIE PAR LA NASA

    Les habitations devaient mesurer 1000 pi⁠2.

  • Elles devaient répondre aux besoins de quatre astronautes, avec un système de survie mécanique et électrique.

    IMAGE HASSELL & EOC, FOURNIE PAR LA NASA

    Elles devaient répondre aux besoins de quatre astronautes, avec un système de survie mécanique et électrique.

  • Les projets ont causé la surprise par leur créativité. Celui-ci aurait-il été conçu par des amateurs de soccer ?

    IMAGE MARS INCUBATOR, FOURNIE PAR LA NASA

    Les projets ont causé la surprise par leur créativité. Celui-ci aurait-il été conçu par des amateurs de soccer ?

  • Les candidats ne devaient pas seulement présenter des projets esthétiques : les besoins critiques des astronautes devaient aussi être inclus.

    IMAGE AI SPACEFACTORY, FOURNIE PAR LA NASA

    Les candidats ne devaient pas seulement présenter des projets esthétiques : les besoins critiques des astronautes devaient aussi être inclus.

  • Divers modèles ont été présentés par des designers internationaux.

    IMAGE TEAM ZOPHERUS, FOURNIE PAR LA NASA

    Divers modèles ont été présentés par des designers internationaux.

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Faire bonne impression, en 3D

Actuellement, des maisons terrestres entières peuvent être construites avec des imprimantes 3D géantes. Cette technologie est justement envisagée par l’ESA pour assembler ses briques lunaires. La NASA vient également de confier un mandat à l’Université de Sinte Gleska (Dakota du Sud) pour la conception d’habitats 3D qui pourraient être utilisés hors Terre, et a lancé plusieurs concours de design au cours des dernières années pour concevoir des abris martiens.

« L’impression 3D pourrait être pratique pour des réparations », note également Mme Limoges. Car si les vents violents sont exclus sur la Lune, privée d’atmosphère, on n’est pas à l’abri d’une micrométéorite. Bref, il faudra prévoir du solide…

IMAGE TIRÉE DU SITE DE L’ESA

Les habitations troglodytes semblent la voie privilégiée pour assurer la survie des explorateurs.

Recherché : cratère de caractère

Un ennemi majeur du futur colon lunaire ou martien : l’exposition aux radiations cosmiques et solaires, qui pourrait par exemple provoquer des cancers. La Terre, avec son atmosphère et son champ magnétique, nous en préserve, mais ce n’est pas le cas de la Lune ou de Mars. « Dès qu’on s’éloigne de l’environnement terrestre, plus un séjour se prolonge, plus on est à risque », indique Robert Lamontagne, précisant que ces rayonnements sont très pénétrants et capables d’outrepasser une carlingue. Réduire cette exposition sera donc une des composantes clés des bâtiments. « La solution passerait par des constructions troglodytes ou souterraines, pour que le sol lunaire nous protège. On pourrait les imaginer dans des cratères, des crevasses ou des grottes », soulève l’astrophysicien.

Marie-Michèle Limoges y va d’une option gonflée : l’installation de poches d’eau pneumatiques, capables d’absorber les particules lourdes, déjà utilisées sur des engins pour lutter contre les radiations.

Un gym, une serre : culture et culturisme

Autre souci spatial : la gravité moindre, qui cause des dérèglements musculaires, osseux et organiques aux corps humains parfaitement adaptés à la gravité terrestre, nous apprend M. Lamontagne. Il faut donc compenser cela par un entraînement régulier. Moralité : un gym avec des modules d’exercices (ressorts et autres mécanismes à résistance) sera à prévoir dans les plans. De même, une serre destinée à l’agriculture spatiale serait la bienvenue, voire indispensable sur Mars, où l’acheminement de vivres sera beaucoup plus coûteux et complexe. « Il va falloir envisager de pouvoir faire pousser leur propre nourriture [aux astronautes]. Il n’y aura pas beaucoup de viande à manger ! », plaisante l’astrophysicien, qui songe à des semences à croissance rapide. Il faudra également trouver des façons de protéger ces cultures des rayons cosmiques et évaluer leur impact sur la santé humaine. L’Agence spatiale canadienne a par ailleurs mené des projets de culture hydroponique en milieu hostile dans le Grand Nord et moissonné des idées dans cette veine l’an passé.

Rester branché

Un autre défi soulevé par l’astrophysicien : l’alimentation énergétique d’une habitation et de ses équipements. « Sur la Lune, avec la lumière du Soleil, ça peut aller, on peut imaginer des panneaux solaires. Sur Mars, ça fonctionnerait aussi, mais il faudrait des panneaux plus grands, savoir où les placer et composer avec les tempêtes de sable… » Il faudra aussi contrer des températures extrêmes et être capable de générer assez d’énergie et d’isolation pour réguler le thermomètre. La NASA a déjà évoqué l’implantation d’un générateur nucléaire miniature capable de fournir de l’énergie à huit habitations. En ce qui concerne l’oxygène, des chercheurs de l’Université de Glasgow ont annoncé en 2019 que le sol lunaire en contient en grande quantité… mais sous forme minérale. Il est possible de le convertir en air respirable, même si le procédé, très énergivore, doit encore être perfectionné.

Mais la patience sera de mise avant de réserver son chalet sur Mars, car l’astrophysicien rappelle que si on est capable d’y envoyer des engins robotiques, faire survivre un équipage à ce voyage au long cours tout en assurant sa subsistance n’est pas encore possible. Il faudra se contenter, d’abord, des modalités d’une nuitée au clair de lune – ou devrait-on dire au clair de Terre ?

À qui la Lune ? À nous la Lune !

Une entreprise ou un État peut-il acquérir ou revendiquer un terrain immobilier sur la Lune ou une planète ? Négatif, selon le traité des Nations unies sur l’espace signé en 1967 : « L’espace extra-atmosphérique, y compris la Lune et les autres corps célestes, ne peut faire l’objet d’appropriation nationale par proclamation de souveraineté, ni par voie d’utilisation ou d’occupation ni par aucun autre moyen », y est-il indiqué. Ouste, les spéculateurs aux plus-values astronomiques ! Cela dit, Marie-Michèle Limoges, directrice du contenu scientifique et de la formation au Cosmodôme, s’avoue préoccupée par l’avènement d’éventuels hôtels lunaires, qui pourraient engendrer une pollution visuelle et environnementale. « J’espère que le traité sera respecté », lâche-t-elle.

Des colonies sur vos écrans

Un petit aperçu télévisuel ? Notre duo d’astrophysiciens a évoqué le film Seul sur Mars (The Martian) et la série Pour toute l’humanité (For All Mankind), dans lesquels on peut voir des colonies aux caractéristiques assez proches des projets réels envisagés par les agences spatiales.