Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

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@Giwa a écrit:

La colonisation de Mars est une autre affaire puisqu'il s'agit de s'y installer durablement .
@Lunarjojo a écrit:
@Giwa a écrit:
La colonisation de Mars est une autre affaire puisqu'il s'agit de s'y installer durablement .

La colonisation d'une planète est le fait de s'y installer LOL. Pour Mars, on désire produire sur place même pour un voyage d'exploration car la masse à emporter est limitée.

Lorsque je lis les messages sur le forums ou des livres parlant de missions martiennes, implicitement, il est dit que si on décide d'aller sur Mars, c'est pour commencer sa colonisation. Pourquoi ne pas envisager que l'histoire ne se répète et qu'un scénario du type Apollo ne se reproduise? Surtout que les sommes en jeu sont sans commune mesure.....
C'est bien ce que j'ai voulu mettre en avant : la différence entre une exploration et une colonisation : les explorateurs rentrent chez eux... si possible  et les colons restent sur place... si possible aussi !
Que le scénario du type Apollo se répète , c'est possible aussi , mais pour cela il faudrait une conquête précipitée de Mars sur fond de rivalité idéologique ou géopolitique ... bon, il y a comme des prémisses, mais je ne m’aventurai pas plus  sur ce terrain

Giwa
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@Giwa a écrit:Que le scénario du type Apollo se répète , c'est possible aussi , mais pour cela il faudrait une conquête précipitée de Mars sur fond de rivalité idéologique ou géopolitique ... bon, il y a comme des prémisses, mais je ne m’aventurai pas plus  sur ce terrain

Ou simplement une crise économique sévère.....
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@Lunarjojo a écrit:
@Giwa a écrit:Que le scénario du type Apollo se répète , c'est possible aussi , mais pour cela il faudrait une conquête précipitée de Mars sur fond de rivalité idéologique ou géopolitique ... bon, il y a comme des prémisses, mais je ne m’aventurai pas plus  sur ce terrain

Ou simplement une crise économique sévère.....
Effectivement !
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Giwa
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@Giwa a écrit:
@Lunarjojo a écrit:
Ou simplement une crise économique sévère.....
Effectivement !
Avec quand même en corollaire le fait que l'économie peut se porter à merveille et qu'une quelconque crise financière intervienne quand même puisque la finance et ses cycles sont de nos jours très largement déconnectée des réalités économiques.
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@Kostya a écrit:
@Giwa a écrit:
Effectivement !
Avec quand même en corollaire le fait que l'économie peut se porter à merveille et qu'une quelconque crise financière intervienne quand même puisque la finance et ses cycles sont de nos jours très largement déconnectée des réalités économiques.
Tout à fait !
Et tout çà avec interactions entre politiques , économies, distribution des richesses produites... ou des déficits !
Qui en premier? C'est un peu le problème de la poule et de l’œuf ... que l'on peut d'ailleurs résoudre par l'évolution des espèces au cours des millions ou milliards d'années ! Pour les interactions humaines ... parlons en milliers d'années !
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  :scratch: Si, en ce qui me concerne, je suis assailli par le doute que cette colonisation soit pérenne après la lecture de cet article sur Le Point:
Quand Mars fera sa guerre d'indépendance...
Les ingrats après tout ce l'on aurait fait pour eux ! :(

Bon, je me consolerai en créant un nouveau sujet: Comment décoloniser Mars  pacifiquement ?... Mieux vaut prévenir que guérir ! ;)
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Giwa
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Pourquoi la terre devrait avoir le contrôle de Mars ? C'est débile. Je ne pense pas qu'il y'aura de guerre d'indépendance sur Mars car aucun pays en réclamera le contrôle. Un gouvernement autonome à 100% sera vite mis en place. Ah moins que ça soit Poutine qui décide de coloniser Mars bien sûr ;)
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Une colonie de millions de personnes, façon termitière. ? Il faudra soigner les brochures pour donner envie.
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Sur Terre on a déjà bien appris des fourmis (elles savent faire) !
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Anecdote amusante : K.S.Robinson himself trouve que finalement, coloniser Mars, ben ça sera plus compliqué que dans sa trilogie martienne.
http://io9.com/kim-stanley-robinson-says-colonizing-mars-wont-be-as-ea-1691315529
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Quelques papiers et articles sur l'extraction de l'eau du sous-sol de Mars :
http://sservi.nasa.gov/articles/nasa-looking-to-mine-water-on-the-moon-and-mars/
http://www.space.com/5748-martian-water.html
http://www.911metallurgist.com/blog/scientists-test-new-technique-to-mine-water-on-mars
http://www.lpi.usra.edu/publications/reports/CB-1106/csm01.pdf

À noter la proposition et les tests d'utilisation de micro-ondes permettant de sublimer directement la glace en vapeur d'eau purifiée et la capter sans chauffer les autres composants du sol martien.
Avec la combinaison de ces techniques et de l'électrolyse, l'eau, l'hydrogène et l'oxygène seraient disponibles et cela éviterait tout importation d'hydrogène pour une ISRU basée sur l'utilisation de la réaction de Sabatier...

Reste à calculer le nombre de PEPS par colon pour cette architecture (en tenant compte des retours de MCT refuelé par ISRU)... :D

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Il y a quelques semaines, j'avais vu passer une nouvelle sur un système de forage par plasma (en fait, l'alimentation électronique), développé par la société Zaptec.
http://nextbigfuture.com/2015/03/zaptec-plasma-lightning-pulses-could.html
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@lambda0 a écrit:Tout à fait d'accord, et d'ailleurs on a déjà dû discuter des sources d'énergie (c'était en fait vite vu : solaire ou nucléaire).
Mais comme une ressource inexploitable car demandant une quantité d'énergie pharamineuse est de peu d'intérêt, je pense qu'on devrait toujours mettre en face quelques évaluations d'ordre de grandeur de besoin énergétique, même sans descendre dans le détail.
Comme unité "pratique", je propose : 1 PEPS = 40 W
Puissance Equivalente Panneau Solaire
1 PEPS = puissance électrique moyenne produite par 1 m² de panneau solaire sur Mars
1 PEPS.jour = énergie électrique produite par 1 m² de panneau solaire pendant 1 jour
On doit mieux visualiser les "PEPS" que les kW, en se représentant de la surface de panneaux solaires.
S'il faut 1 PEPS/habitant pour compenser les fuites d'azote, ça parait acceptable.
Si l'exploitation d'une autre ressource nécessite 10000 PEPS/habitant, ça peut être un peu éliminatoire.

Pour l'eau, il parait y en avoir sur Mars, sous diverses formes, mais combien de PEPS/habitant pour la récupérer/recycler ?

Le sujet comportant déjà de nombreux posts, il est peut-être nécessaire de redonner l’origine de cette unité  PEPS inventée jadis par lambda0  car il faut avoir du  PEPS pour revenir à la source qui se trouve à la page 2 ! ;)
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Giwa
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En fait l'utilisation de micro-ondes est adaptée à l'extraction de l'eau situé très près de la surface (quelques décimètres) ce qui évite tout forage, mais là il faut périodiquement se déplacer (sous peine de voir le dispositif d'extraction creuser un cratère dans le sol et s'y s'enfoncer).
Le dispositif de Zaptec permettrait de forer profondément à partir d'un point fixe, comme un puits pétrolier traditionnel, ce qui évite toute la robotique de prospection/extraction de l'eau proche de la surface de part en part autour de l'unité ISRU cliente.
Deux de leurs papiers :
http://zaptec.com/wp-content/uploads/2014/07/zaptec_infoark_plasmadrilling_A4.pdf
http://zaptec.com/wp-content/uploads/2014/07/zaptec_mars_drilling_unit.pdf

Quand au PEPS comme unité de puissance, l'idée n'était pas mauvaise, mais il faudrait définir l'unité d'énergie comme étant le PEPS*Sol et non pas le PEPS*Jour à mon avis...

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@Henri a écrit:En fait l'utilisation de micro-ondes est adaptée à l'extraction de l'eau situé très près de la surface (quelques décimètres) ce qui évite tout forage, mais là il faut périodiquement se déplacer (sous peine de voir le dispositif d'extraction creuser un cratère dans le sol et s'y s'enfoncer).
Effectivement on risque sinon de retrouver ce qui se passe en Sibérie lors de la fonte du permafrost (ici ce serait une sublimation, mais le sol  s'effriterait comme un gâteau sec

@Henri a écrit:
Le dispositif de Zaptec permettrait de forer profondément à partir d'un point fixe, comme un puits pétrolier traditionnel, ce qui évite toute la robotique de prospection/extraction de l'eau proche de la surface de part en part autour de l'unité ISRU cliente.
Deux de leurs papiers :
http://zaptec.com/wp-content/uploads/2014/07/zaptec_infoark_plasmadrilling_A4.pdf
http://zaptec.com/wp-content/uploads/2014/07/zaptec_mars_drilling_unit.pdf
Très intéressant! Toutefois pour le prélèvement d'échantillons fragiles il serait nécessaire de faire des haltes et d'utiliser par intermittence des dispositifs spéciaux pour éviter de les pulvériser. Mais si l'objectif  est la vapeur d'eau, pas de problème !
@Henri a écrit:
Quand au PEPS comme unité de puissance, l'idée n'était pas mauvaise, mais il faudrait définir l'unité d'énergie comme étant le PEPS*Sol et non pas le PEPS*Jour à mon avis...
Tout à fait , soyons couleur locale ... mais bon, la différence ne sera pas énorme !
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Giwa
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Bon, la discussion ne concernait pas des forages d'exploration scientifique pour y découvrir des traces de vie fossile (là ce serait plutôt des carottages qu'il faudrait faire), mais des forages d'exploitation pour extraire H2O.

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Il me semble qu'on parle plus souvent de l'eau proche de la surface, qui ne peut exister que sous forme de glace.
Mais le système permettant en principe de forer à 1 ou 2 km, on peut se demander s'il ne pourrait pas subsister des poches d'eau liquide sous pression à de telles profondeurs.
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Rien que pour la surface, ou près de la surface de Mars, plus de 5 millions de km3 de glace d'eau ont été détectés à ce jour, de quoi recouvrir la planète d'un océan d'eau liquide de 35 mètres d'épaisseur si elle n'avait pas de relief...
Une quantité encore plus importante de glace est vraisemblablement enfouie dans le sous-sol profond.
http://en.wikipedia.org/wiki/Water_on_Mars

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avant de penser à coloniser, il faudrait déjà pouvoir envoyer des hommes à la surface et les maintenir en bonne santé et surtout vivant durant de longs mois... Je pense qu'il faudrait d'abord envoyer énormément de matériel sur mars afin justement de ne pas avoir besoin d'utiliser, dans un premier temps des ressources de Mars.
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@nourd1 a écrit:avant de penser à coloniser, il faudrait déjà pouvoir envoyer des hommes à la surface et les maintenir en bonne santé et surtout vivant durant de longs mois... Je pense qu'il faudrait d'abord envoyer énormément de matériel sur mars afin justement de ne pas avoir besoin d'utiliser, dans un premier temps des ressources de Mars.
Ça c'est la vision des bases polaires complètement dépendantes jusque dans les moindres détails de la logistique, or acheminer des marchandises entre les astres du système solaire est très coûteux.
Au fur et à mesure que l'espèce humaine a colonisé le globe terrestre elle a su utiliser les ressources locales pour sa survie et ne faire venir d'ailleurs que ce qui était impossible à produire sur place.

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Chacune des approches à sa logique :

- pour les toutes premières expéditions habitées : on apporte tout le nécessaire (sauf peut-être si des missions frets préalables ont pu extraire et purifier quelque chose des ressources locales en tout automatique : H20 , O2 ) ... sinon l'expédition meurt (même problème d'ailleurs pour les ergols si on compte dessus pour le retour et que leur production locale ne marche pas). On ne chipote pas sur la masse de fret à véhiculer.
On déploie et/ou finalise les installations ISRU pour préparer les prochaines missions.
C'est un peu comme l'alpiniste qui a tout dans son sac à dos pour aller grimper sur un sommet volcanique.

- pour des missions suivantes, voire un début de colonisation permanente on privilégie tout ce qui peut être produit sur place et on optimise les installations pour le faire.
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Sauf que l'alpiniste n'est pas soumis à cette satanée équation de Tsiolkovski*... Même pour une mission vers Mars de type "flag and footprint", comme l'ont été les missions lunaires, s'il faut emporter de la Terre à la surface de Mars les ergols nécessaires pour se remettre en orbite autour de Mars et emporter de la Terre jusqu'en orbite de Mars les ergols nécessaires pour une injection de retour vers la Terre, sans oublier le support de vie pour une aussi longue mission à l'aller, à la surface de Mars et pour le retour, les rapports de masse deviennent pharamineux en propulsion chimique. C'est-à-dire que dés le départ, la masse initiale en orbite terrestre basse (IMLEO) doit être énorme, fonction exponentielle oblige.
Il est beaucoup plus raisonnable dans un premier temps de prépositionner habitat, véhicule de retour et ISRU, et si tout fonctionne correctement (production et stockage de quantités suffisantes d'oxygène et de méthane autant pour le support de vie sur place que pour le refueling de retour), là seulement on envoie l'équipage.
S'il s'avère peu avant l'arrivée à proximité de Mars que la télémétrie indique un problème sur ces équipements prépositionnés, on reste sur une trajectoire de Hohmann évitant Mars pour un retour direct vers la Terre.
Ultime avantage en cas de mission effectuée : pas de manœuvre de RV orbital autour de Mars, donc moins de risques que les choses aillent mal.

C'est le prix à payer de l'inexistence sur l'étagère de modes de propulsions avancés (dont je me fais l'avocat depuis des années) qui nous empêche donc d'emprunter la voie de la mission courte où tout est emportable.

*Edit : si l'on pense au nombre de sherpas qui ont été nécessaires à l'ascension de l'Everest par Edmund Hillary et Tensing Norgay, l'alpiniste est sa manière aussi soumis à l'équation de Tsiolkovski...  ;)

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existe-t-il déjà un projet ou prototype capable automatiquement d’extraire des ressources a partir de l'atmosphèr ?
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nourd1

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@Henri a écrit:

Il est beaucoup plus raisonnable dans un premier temps de prépositionner habitat, véhicule de retour et ISRU, et si tout fonctionne correctement (production et stockage de quantités suffisantes d'oxygène et de méthane autant pour le support de vie sur place que pour le refueling de retour), là seulement on envoie l'équipage.

Véhicule de retour et ISRU oui. Pour ce qui concerne le prépositionnement de l'habitat, cela se discute. En effet, dans tous les cas, il faut faire atterrir les astronautes dans un habitat et pour parer à toute éventualité, il faut que ce dernier puisse tenir quelques semaines au minimum, ce qui est incompatible avec une petite capsule. Du coup, s'il faut atterrir avec un habitat déjà assez grand et durable, cela fait un peu doublon avec l'habitat déjà sur place. S'il y avait une difficulté, il serait de toute façon possible de remonter en orbite puisque le véhicule de remontée serait prêt. Pour cette raison, il n'y a que très peu de scénarios dans lesquels on prooose un habitat pré-positionné, l'habitat principal est celui dans lequel les astronautes descendent à la surface.
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Je suis assez d'accord avec les scénarios où des missions frets préalables ..... font beaucoup de choses pour préparer l'arrivée d'un équipage.

Sauf qu'il m'a été aussi souvent rétorqué, que la robotique ne serait jamais assez développée pour être capable de prendre en charge de tels travaux préparatoires, notamment le déploiement d'unités ISRU qui commenceraient à produire et à stocker les produits indispensable pour que l'équipage puisse en disposer dès son arrivée.

Donc ce scénario pour être crédible doit voir un investissement important en R&D robotique : il faut fabriquer les sherpas qui commenceront à travailler sur Mars avant que l'homme y pose le pied.
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