Le système de l’eau pour la Serre Martienne?

[Firnas2]

Je ne suis pas sûr pour le titre, mais dans la discussion sur le calcul de la serre martienne, le problème de l’eau se pose régulièrement (pour Micro ou Macro serres…) autrement dit, que vous allez planter le Pitahaya de Giwa (Fruit du Dragon) les, joubarbe, courgette, fraises ou même de la menthe (pour faire plaisir à montmein69) il vous faut chercher cette eau, donc techniquement, comment allez-vous procéder et à partir de quoi:
- Utiliser de la Glace d’eau?
- Y aurait-il des forages pour l’eau ?
- Ou faut il, jusqu’à collecter cette eau à partir de l'atmosphère martienne, comme proposé ci-dessous, etc.

Voici quelques images, à titre d’illustration:

1) Des vraies canalisations sur Mars et pas celle de Schiaparelli (1890)

http://www.idc.u-bordeaux2.fr/~salotti/citemartienne.htm

2) Beaucoup de Glaces?

http://solarnews.over-blog.com/article-183971.html

3) A quelle profondeur ont-ils trouvé l’eau au sous sol, les autres MARSIS, SHARAD pour pouvoir creuser?

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2005-068

Et un petit texte pour vous aider:

L'eau est sans doute la ressource la plus importante qu'il faudra trouver sur Mars. Il faut de l'eau pour boire, hydrater les aliments, nettoyer, se laver, nourrir les plantes, produire de l'oxygène et de l'hydrogène par électrolyse, dissoudre, diluer, sans compter d'innombrables réactions chimiques. D'après les dernières études, on peut trouver et exploiter plusieurs gisements aquifères :
• Au niveau des pôles, il existe une grande réserve de glace. Son exploitation n'est toutefois pas évidente, sauf si on envisage d'établir la base précisément à cet endroit. L'hiver martien aux latitudes polaires est particulièrement froid, mais le maintien de la chaleur ne semble pas être le problème le plus important, à condition de disposer de ressources énergétiques suffisantes et de combinaisons spatiales adaptées. En ce qui concerne l'énergie, cela pourrait poser un problème pendant l'hiver, avec un ensoleillement insuffisant pour les panneaux solaires et les plantes de la serre. Une première solution consiste à exploiter d'autres sources d'énergie, par exemple l'énergie éolienne. Sinon, on peut également envisager une migration vers le pôle sud au début de l'hiver boréal et un retour au pôle nord au début de l'hiver austral. La gestion des plantes sous serre parait néanmoins délicate à ces latitudes.
• C'est maintenant une quasi-certitude, il y a de l'eau dans le sous-sol de Mars (voir par exemple le site de Philippe Labrot). Il est donc a priori possible d'effectuer un forage et d'extraire pratiquement autant d'eau que nécessaire. Le nec plus ultra serait d'exploiter une source géothermale, qui fournirait directement de l'eau chaude, ou en tout cas de l'eau à l'état liquide. S'il s'agit de glace, il faut la faire fondre et l'extraire au moyen d'une pompe, ce qui est plus difficile.
• Il existe également de l'eau à l'état de traces dans le sol et dans l'atmosphère. Plusieurs techniques ont été proposées pour collecter cette eau de façon automatique. Par exemple au niveau du sol, le principe est d'augmenter la température, afin de faire passer l'eau à l'état de vapeur, ce qui, dans les conditions martiennes, est relativement efficace. Ensuite, un système de condensation permet de recueillir quelques gouttes et de les stocker. Une machine appelée "Martian Farmer" a été proposée à cet effet, lors de la conférence "Mars Convention 2000" de Toronto. Elle fonctionnerait à l'énergie solaire et serait capable de collecter plusieurs litres à l'heure.

http://pagesperso-orange.fr/salotti/docwater.htm

Merci Argyre pour ce texte, ça a l'air bougrement compliqué, le problème de l'alimentation en eau de la serre martienne!

C'est Astro-notes qui a dit «Mars le voyage improbable?» c'est pas moi
:drunken:

[Giwa]

... même de la menthe (pour faire plaisir à montmein69) il vous faut chercher cette eau, donc techniquement, comment allez-vous procéder et à partir de quoi:
- Utiliser de la Glace d’eau?
- Y aurait-il des forages pour l’eau ?
- Ou faut il, jusqu’à collecter cette eau à partir de l'atmosphère martienne, comme proposé ci-dessous, etc.

Je proteste: le thé à la menthe ce n'est pas que pour montmein69 ! ;)
Pour redevenir un peu plus sérieux effectivement le problème de l'eau sur Mars en soi mérite un sujet propre ...et c'est un retour aux sources de l'intérêt pour Mars et de ses fameux canaux!

[Giwa]

Tout est possible pour l’extraction de l’eau sur Mars, mais il faut rechercher la méthode la plus simple, efficace et rentable. Or c’est aux pôles que l’on trouvera directement de la glace d’eau pratiquement pure qui pourra directement être extraite au moyen d’engins de chantier.
Bien sûr dans les autres régions, on pourrait trouver de la glace d’eau - voire une saumure – enfouies dans le sous-sol, mais avec de très difficiles problèmes d’extraction, puis de dessalement qu’on utilise la distillation fractionnée ou l’osmose inverse.
Reste bien sûr la possibilité de l’extraire de l’atmosphère par condensation de la vapeur d’eau à l’état solide sous forme de givre, mais ce qui conduirait sans doute à une faible productivité.
Bien sûr séjourner aux pôles faits un peu peur - vu qu’évidemment il fait en moyenne plus froid qu’à l’équateur et que les nuits polaires sont encore plus longues que sur Terre -, mais bon on peut faire comme les hirondelles et changer de pôle en fonction des saisons.
Nos spécialistes d’Orbiter pourraient-ils nous donner le ∆V d’un voyage suborbital entre les pôles de Mars qui ne doit pas être très élevé ?
Sinon, il faut remarquer une forte dissymétrie pour les climats polaires, mais paradoxalement il me semble que tant que l’on ne jouera pas aux hirondelles martiennes, il vaudrait mieux opter pour le pôle Sud aux saisons plus accentuées et au climat plus rude . En effet si les « belles »saisons y sont plus courtes, elles sont beaucoup plus ensoleillées et des serres avec des réflecteurs solaires pour capter les rayons solaires rasants devraient êtres efficaces.

Au pôle Sud en jours martiens (La durée du jour sidéral martien est de 24 h 37 min) :
Printemps de 143 jours et été de 154 jours, donc en totale pour la « belle saison » : 297 jours ;

Pour terminer voici des extraits de Wikipedia sur les saisons martiennes :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_(plan%C3%A8te)

En outre, le périhélie coïncide avec le solstice d'hiver boréal et l'aphélie, avec le solstice d'été boréal. Ceci a pour effet de provoquer des différences dans la durée et l'intensité des saisons observées aux deux hémisphères. Au périhélie par exemple, le pôle sud est orienté vers le Soleil et reçoit 40 % d'énergie en plus que le pôle nord à l'aphélie.
Les hivers sont donc (relativement) "doux" et courts dans l’hémisphère nord et long et froid dans l’hémisphère sud. De même, les étés sont longs et frais au nord et courts et chauds au sud. Les écarts de températures sont ainsi plus élevés au sud qu’au nord.

[Firnas2]

Bien sûr séjourner aux pôles faits un peu peur - vu qu’évidemment il fait en moyenne plus froid qu’à l’équateur et que les nuits polaires sont encore plus longues que sur Terre -, mais bon on peut faire comme les hirondelles et changer de pôle en fonction des saisons.

Attention, j'ai lu Argyre sur un autre fil et j’ai cru comprendre qu’il propose l'Equateur Martien donc je vais zoomer sur vos arguments respectifs.
Pourquoi tu es contre un système de transport par Bidons ou Citernes, Sinon carrément par pipes?
Concernant ton système de Nomades, Moi «No Problem», mes ancêtres les Arabes étaient des Nomades, mais à condition que sur la chamelle il y aurait du thé et de la menthe (sèche bien sûr) :megalol:

[Giwa]

Bien sûr séjourner aux pôles faits un peu peur - vu qu’évidemment il fait en moyenne plus froid qu’à l’équateur et que les nuits polaires sont encore plus longues que sur Terre -, mais bon on peut faire comme les hirondelles et changer de pôle en fonction des saisons.

Attention, j'ai lu Argyre sur un autre fil et j’ai cru comprendre qu’il propose l'Equateur Martien donc je vais zoomer sur vos arguments respectifs.
Pourquoi tu es contre un système de transport par Bidons ou Citernes, Sinon carrément par pipes?
Concernant ton système de Nomades, Moi «No Problem», mes ancêtres les Arabes étaient des Nomades, mais à condition que sur la chamelle il y aurait du thé et de la menthe (sèche bien sûr) :megalol:

Bien sûr que nous verrons dans l'avenir des caravanes avec des cyber - chameaux arpenter les regs martiens entre nos oasis où nous pourrons siroter notre thé à la menthe :)
Mais il faut revenir les pieds sur terre - euh, non ...sur Mars! Dans les premiers temps, il faudra s'établir avec le minimum d'infrastructures, donc sans route, ni aqueduc ...et mieux vaut être à proximité des sources de glace d'eau les plus abondantes et les plus facilement exploitables, c'est à dire aux pôles. De plus le jour continu pendant l'été martien peut être un avantage par rapport à l'équateur où les nuits reviennent quotidiennement.
Aux pôles les rayons solaires sont rasants, mais peu atténués par l'atmosphère martienne de faible densité : donc si on place des réflecteurs pour les collecter à la perpendiculaire ils ont presque la même intensité qu'à l'équateur et donc pour l'éclairage des serres, c’est très bien -et en plus sans interruption nocturne.
Quand l'hiver arrive on nomadise et on part vers l'autre pôle. Au début il faudra privilégier la voie des airs pour de tels transports entre pôles – toujours par manque d’infra structure : un voyage suborbital antipodal exigera un ∆V bien plus faible que sur la Terre. On emplira les réservoirs du lanceur avec du méthane et du dioxygène produit à partir de la glace carbonique et la glace d’eau pendant le séjour estival sur un pôle et hop vers l’autre pôle pour un nouvel été. :) Plus tard pourquoi pas des catapultes électromagnétiques pour les voyages en profitant de la faible gravité et de l’atmosphère raréfiée - mais là on rentre dans le domaine de la SF…pour aujourd’hui ! Il y a aussi la solution des tapis volants ! ;)
Sinon à part le port du scaphandre, il se pourrait qu’il soit plus agréable de sortir par – 130°C sur Mars que par -90 °C au pôle Sud terrestre, surtout si le blizzard est de la partie - car la déperdition thermique dans l’air raréfié martien est bien moindre si on réduit la conduction thermique radiative.

[Argyre]

Bonsoir,

Aux pôles les rayons solaires sont rasants, mais peu atténués par l'atmosphère martienne de faible densité : donc si on place des réflecteurs pour les collecter à la perpendiculaire ils ont presque la même intensité qu'à l'équateur et donc pour l'éclairage des serres, c’est très bien -et en plus sans interruption nocturne.

Oui, c'est effectivement un argument de poids pour la migration saisonnière.
En fait, je n'ai pas d'avis tranché sur la question.
A priori, je me méfie tout de même de cette option, car si on laisse une base inoccupée près d'un an, avec un abandon complet des serres et de toutes les structures et objets de la base, il y a un risque de perdre beaucoup. Pour les serres en particulier, ça veut dire que toutes les plantes vont mourir. Donc à chaque migration, il faut tout refaire pousser à partir des graines. C'est envisageable pour les herbes et les plantes qui poussent vite, mais pas pour les arbustes et les arbres, ce qui est dommage.

Pour ce qui est de l'eau, je pense que certaines zones de l'équateur martien pourraient convenir. Il faut absolument trouver de la glace d'eau en profondeur à proximité, la faire remonter et l'accumuler (plusieurs centaines de tonnes par centaine d'habitants, ça serait top). Ensuite, le recyclage devra avoisiner 99%, donc on pourra se contenter d'en amener à un rythme moins soutenu.
Par ailleurs, au niveau de l'énergie, il y a une idée qui me trotte dans la tête et qui a un rapport avec l'eau. Je me demande s'il est possible de coupler de vastes champs de panneaux solaires avec un lac artificiel souterrain utilisé comme réservoir d'énergie potentielle. Bien entendu, il faut que l'eau reste liquide, mais ça pourrait être faisable si une partie de l'énergie solaire est exploitée pour chauffer l'eau (+ isolement pour éviter les déperditions). L'eau du lac artificiel serait utilisée pour l'hydroélectricité et régulerait la production d'électricité. Et une partie des panneaux solaires serviraient à faire remonter l'eau grâce à des pompes.

A+,
Argyre

ps : cette solution pourrait être l'avenir de la production électrique de certaines grandes villes .... terrestres !

[Giwa]

J'ai comme l'impression que Firnas 2 nous a positionnés dans un jeu de rôle: Giwa comme le partisan polaire et Argyre comme le partisan équatorien ! ;)
Bon pour continuer le rôle qui m'est dévolu, j'ajouterai que sur Terre la végétation est aussi diversifiée selon la latitude et que l'on peut se passer d'arbres...et même des dattiers ;) Les mongols dans les steppes de Sibérie sont aussi de grands nomades et voyageurs - et les chameaux d'Asie Centrale ont deux bosses alors que les dromadaires d'Arabie en ont qu'une !
Mais le respect de la diversité sur Mars comme sur Terre est essentiel - et "Polariens " et Equatoriens vivront en harmonie sur notre Mars promise ! :blbl:

[Outan]

Dans ce grand jeu de role, voici un nouvel acteur : moi, le partisant de faire de l'eau et de l'oxygène avec du methane et du C02.

En effet il existe des bactéries qui dégradent le méthane et le CO2. Celles-ci quoi que tres rares ont été trouvé dans une usine qui se servait de methane. Certes leur multiplication est lente, mais des recherhches sont en cours pour remedier ce problème (OGM et "croissement" avec E.colis, pour les intimes). On pense s'en servir sur terre pour dépoluer des sols ou recycler certains produits.
De même il existe de nombreuses bacterie capable de faire tout et n'importe quoi, il faut juste les trouver et les améliorer un peu! Pour ceux qui pensent que cela releve de la SF, Airbus envisage sérieusement d'avoir recours à de tel OGM pour le recyclage de ses avions composites.

Pour en revenir à nos moutons, ou plutôt explorateurs, produire de l'O2 à partir du methane présent sur Mars semble possible. Surtout que les principales émanations de carbone ont lieu proche de l'équateur, là ou le soleil brille tout les jours. Le défit est de taille mais pas insurmontable.
On ne pourra jamais transporter assez de ressources depuis la Terre, produire le MAXIMUM sur place est le seul moyen de voir une exploration durable dans un délais raisonable. Quand à la colonisation, cela reste pour l'instant un rêve.

Xav

[Invité]

Attention, j'ai lu Argyre sur un autre fil et j’ai cru comprendre qu’il propose l'Equateur Martien donc je vais zoomer sur vos arguments respectifs.
Pourquoi tu es contre un système de transport par Bidons ou Citernes, Sinon carrément par pipes?
Concernant ton système de Nomades, Moi «No Problem», mes ancêtres les Arabes étaient des Nomades, mais à condition que sur la chamelle il y aurait du thé et de la menthe (sèche bien sûr) :megalol:

Juste pour un petit clin d'oeil ;)

Pas besoin de faire venir des chamelles de la Terre, il y a ce qu'il faut à quelques années de lumière de là


Sinon on peut effectivement les emmener dans ce long voyage, mais ne pas oublier le petit manteau :megalol: :megalol:


C'est vrai qu'ils auraient de la g..... là-haut

[Firnas2]

Continuez les Gars, vous êtes très forts, et je vais vous mettre plein de points dès que le système «à points positifs» promis par les modos serait remis en service :cheers:

J'ai comme l'impression que Firnas 2 nous a positionnés dans un jeu de rôle: Giwa comme le partisan polaire et Argyre comme le partisan équatorien ! ;)

Moi, je n’ai rien inventé, Argyre propose pour sa base un site équatorial (coloré en rouge sur ce Google Mars), et il me semble lui avoir donné un avis favorable sur ce site (donc 2 voix pour l’équateur et 1 voix pour les pôles) et je prie les autres forumeurs et montmein69 de nous donner leur avis pour commencer à parler d’une tendance sur ce sujet dans ce forum.
:???:

[montmein69]

Je n'avais pas encore mis les pieds dans ce FIL.

Toujours délicat pour moi de me projeter sur des étapes de l'implantation sur Mars que l'on peut considérer largement postérieures à de premières expéditions.

Toutes les hypothèses indiquées par les "tenants" des différents rôles sont intéressantes. Mais je suis incapable d'avoir un avis argumenté, aussi bien pour les "migrations" entre les pôles, que pour des forages exploitant des lacs souterrains avec des échanges énergétiques sophistiqués etc ...
Il faudrait avoir été capable de transporter sur Mars une quantité de matériel, d'usines de production, d'infrastructures de forage assez impressionnants.
Et on a même à présent l'hypothèse que le méthane qu'on s'échinait à savoir synthétiser ... on envisage de le "craquer" pour récupérer de l'O₂. Je suis un peu dépassé.

Je pense que pour les premières missions on privilégiera un site équatorial, car le climat plus clément est un gage de meilleure conditions de survie et d'efficacité pour le travail de l'équipage. Idem pour le fonctionnement de mini-serres avec les conditions d'ensoleillement disponibles sans appareillage supplémentaire. Et on aura de l'énergie photo-voltaïque plus abondante et sur des périodes plus longues.
L'eau est effectivement un problème pas simple. C'est pratiquement le seul argument en faveur d'une implantation aux pôles.
Avant d'être dans un scénario de transport par aqueducs, navette etc ... (les distances sont quand même à l'échelle de la planète) on essaiera de se débrouiller près de l'équateur.
L'humidité contenue dans l'atmosphère est à faible teneur ... difficile à récupérer sans installation assez complexe. A moins que l'installation qui piègerait le CO₂ pour fabriquer du méthane ou du méthanol, puisse remplir les deux fonctions (il faudra de toute façon pomper des quantités importantes de gaz vu la faible pression). avec de la patience, et pourquoi pas finalement une mise en oeuvre antérieure à l'arrivée d'un équipage ... on pourrait avoir accumulé ce qu'il faut pour démarrer (je suis conscient qu'on peut tenir des discours contradictoires à ce sujet vu la difficulté d'envisager une implantation automatique et un fonctionnement durable sans maintenance humaine de telles installations) ... mais finalement comparé aux caravanes de chameau ou aux créatures tout droit sorties de Star Wars ...

L'exploitation de l'humidité dans le régolithe me parait aussi assez peu accessible sans grosse infrastructure, il faut pelleter des grandes quantités de régolithe, c'est très abrasif et réagit chimiquement avec pas mal de choses ... donc délicat.
C'est effectivement le forage qui parait le plus envisageable, si on a confirmation qu'il y a de l'eau liquide (probablement de la saumure) pas trop profond. Mais le traitement ne sera pas non plus simple (osmose inverse comme pour l'eau de mer ?). Mais cela peut tenir dans des installations de taille raisonnable si on vise des quantités modestes.
Comme l'a dit Argyre avec un recyclage efficace, une fois les premiers réservoirs remplis et permettant de démarrer, on n'aura besoin que d'appoint en quantité plus limitée.

On ne peut tout à fait éliminer l'hypothèse que dans les fameux "trous" découverts sur les parois des volcans Arsia Mons eux aussi peu éloignés de l'équateur, et dont on commence à visualiser le fond, il ne puisse y avoir de la glace d'eau. Les sondages radars, couplés à une meilleure vision interne, et pourquoi pas une exploration robotique dont on discutait si elle pourrait être prioritaire pour cette destination dans un FIL sur la robotique https://www.forum-conquete-spatiale.fr/robotique-f42/mars-une-premiere-exploration-des-cavernes-d-arsia-mons-t3323-75.htm pourraient confirmer cette piste.
Chercher la confirmation de la présence de glace d'eau pourrait être un argument solide pour décider d'y aller voir.