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Colonisation de l'espace
Conception d'artiste d'un habitat spatial appelé le tore de Stanford, par Don Davis.
Conception d'artiste d'un habitat spatial appelé le tore de Stanford, par Don Davis.

La colonisation de l'espace, aussi appelée installation dans l'espace ou humanisation de l'espace, est le concept d'habitation humaine permanente et auto suffisante dans des lieux en dehors de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...). La première étape est une présence humaine permanente dans l'espace comme c'est le cas avec la station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage international qui se consacre...).

C'est un thème majeur de la science-fiction (La science-fiction, prononcée /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abrégé en SF), est un genre narratif (principalement littéraire et cinématographique) structuré par...) et de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au...) contemporaine.

Bien que beaucoup pensent à des colonies spatiales sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la...) ou Mars, d'autres objectent que les premières colonies seront en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) planétaire. Plusieurs groupes de développement de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son...), de l'ESA et d'ailleurs ont étudié la faisabilité d'une colonie orbitale. Ils ont déterminé qu'il y avait toutes les quantités nécessaires de matériaux sur la Lune et les astéroïdes géocroiseurs, que l'énergie solaire était disponible en grandes quantités et qu'aucune nouvelle découverte scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) n'était nécessaire, bien que des prouesses d'ingénierie seraient nécessaires.

L'actuel directeur de la NASA Michael Griffin (Le Dr. Michael Douglas Griffin (né le 1er novembre 1949) est l'administrateur de la NASA depuis le 13 avril 2005. Il a déjà occupé précédemment plusieurs...) a identifié la colonisation de l'espace comme le but ultime des programmes spatiaux actuels en disant :

« ...Le but n'est pas juste une exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) scientifique... C'est aussi étendre l'habitat humain en dehors de la Terre comme nous avançons dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.)... Au long terme une espèce située sur une seule planète ne pourra survivre... Si nous humains voulons survivre pour des centaines, des milliers ou des millions d'années, nous devons peupler d'autres planètes. Aujourd'hui la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) est telle que cela est à peine imaginable. Nous n'en sommes qu'à l'enfance... je veux dire qu'un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...), et je ne sais pas lequel, il y aura plus d'humains qui vivront en dehors de la Terre qu'à sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...). Nous pourrons aussi bien avoir des gens qui vivent sur les lunes de Jupiter que d'autres planètes. Nous pourrons avoir des gens construisant des habitats sur des astéroïdes... Je sais que les humains coloniseront le système solaire et un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) iront au delà. » [1]

Colonisation de l'espace
  • Points de Lagrange
  • Mercure
  • Vénus
  • Terre
    • Lune
  • Mars
  • Astéroïdes
    • Cérès
Système solaire externe
  • Jupiter
    • Europa
    • Callisto
  • Saturne
    • Titan (Cliquez sur l'image pour une description)
  • Objets transneptuniens
Autres
  • Habitat spatial (Un habitat spatial, aussi appellé colonie spatiale ou colonie orbitale, est une station spatiale qui est une installation permanente plutôt qu'un relais orbital ou autre installation spécialisée....)
  • Megastructures orbitales
  • Orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite terrestre. Les satellites...)

Méthode

Construire des colonies dans l'espace demandera de la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe...) d'œuvre, de la nourriture, des matériaux de construction, de l'énergie, des transports, des communications, un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec...) viable incluant gravité et protection contre les radiations. Une colonie sera possiblement située de manière à favoriser l'accès à ces ressources.

Matériaux

Les colonies sur la Lune et Mars pourront utiliser les ressources locales, bien que la Lune ait des quantités insuffisantes d' hydrogène, de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne...) mais beaucoup d'oxygène, de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) et de métaux. Pour les colonies orbitales, lancer des matériaux depuis la Terre serait très cher, aussi les matières premières viendraient de la lune ou des astéroïdes géocroiseurs, Phobos, ou Déimos où les forces gravitationnelles sont très inférieures, ou il n'y a ni atmosphère, ni biosphère endommageable. Les astéroïdes géocroiseurs contiennent de grandes quantités de métaux, oxygène, hydrogène et carbone. Ils contiennent également un peu d'azote mais pas suffisamment pour éviter un approvisionnement depuis la Terre.

Énergie

L'énergie solaire est abondante et fiable en orbite terrestre et est communément utilisé par les satellites aujourd'hui. Il n'y a pas de nuit dans l'espace, pas de nuages et pas d'atmosphère pour bloquer la lumière du soleil (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec (École Supérieure d'Electricité).).

L'énergie solaire disponible en watt (Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour la puissance. Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel une...) par m2 à n'importe quelle distance d, du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est...) peut être calculée par la formule E = 1366/d2, où d est mesuré en unité astronomique.

Particulièrement en apesanteur, la lumière solaire peut être utilisée directement avec des fours solaires faits de toiles métalliques ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport individuel de type Personal Rapid Transit (PRT), autrement dit un moyen de transport automatique collectif léger...) légères qui génèrent des températures de plusieurs milliers de degrés ou pour réfléchir la lumière solaire sur des cultures, le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) pour un coût quasiment nul.

De grandes structures seront nécessaires pour convertir l'énergie solaire en électricité pour les pionniers. Sur Terre la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer la...) de consommation des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²),...) développés est de 2-6 kilowatts par personne (ou 10 mégawatt-heures par personne et par an), les besoins dans l'espace seront sûrement bien plus grands..[2])

L'énergie pourrait même être un produit d'export pour les colonies spatiales en utilisant des rayons de micro-ondes à destination de centrales solaire orbitales ou de la Lune.

La Lune a des nuits de deux semaines mais il existerait des zones situées aux pôles lunaires avec un ensoleillement permanent. Mars est plus loin du soleil et subit parfois des tempêtes de poussières qui atténuent un peu l'intensité de son rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.). Néanmoins, son atmosphère filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) moins le rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes...) que celle de la Terre, ce qui permet d'espérer une exploitation de l'énergie solaire avec une efficacité du même ordre, avec de plus une plus grande régularité d'ensoleillement.[3]

L'énergie nucléaire resterait donc une alternative pour une énergie continue sur ces corps célestes, mais aucun minerai d'uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent : plus...) n'ayant encore été détecté, il faudrait apporter la matière première depuis la Terre.

Une des grandes difficulté de l'utilisation de l'énergie solaire thermale ou de l'énergie nucléaire dans des environnements avec peu ou pas d'atmosphère sera de disperser l'inévitable chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) générée du cycle de carnot (En thermodynamique, le cycle de Carnot est le processus cyclique réversible de la machine de Carnot. Cette machine produit du travail (c'est un moteur) à partir de deux sources de chaleur de...). Cela requerrait de grandes surfaces radiateur pour disperser la chaleur.

Transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.)

Accès à l'espace

Le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies...) jusqu'à l'orbite terrestre et au-delà est un facteur limitant pour la conquête spatiale. Du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) financier, le coût d'un lancement actuel est très élevé : de 4 000 à 24 000 euros par kg pour accéder à une orbite basse (L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400 kilomètres d'altitude. On considère généralement que l'orbite basse est comprise entre...). Pour envoyer un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) de 100 tonnes dans l'espace (on parle de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) utile), il faut construire une fusée gigantesque avec notamment de grands réservoirs pour stocker le carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) et le comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.). Exemple d'une telle fusée : la Saturn V (Saturn V est le nom de la fusée spatiale qui a été utilisée par la NASA pour les programmes Apollo et Skylab entre 1967 et 1972, en pleine course à l’espace entre...) du programme Apollo (Le programme Apollo est le programme spatial de la NASA mené durant la période 1961 – 1975 qui a permis aux États-Unis d'envoyer pour la première fois des hommes sur la Lune. Il fut lancé par John...).

Depuis près de 50 ans, le principe des fusées est resté le même et personne n'a réussi à révolutionner le domaine, malgré de nombreux efforts de la part des ingénieurs des agences spatiales. Pour coloniser l'espace, des véhicules bien plus économiques aussi bien d'un point de vue financier qu'environnemental (il y aurait des milliers de lancements) seront nécessaires. Une solution serait les avions spatiaux hypersonique (En aérodynamique, les vitesses hypersoniques sont des vitesses qui sont hautement supersoniques. En général, on considère que ce régime d'écoulement est atteint à partir d'un Mach de 5...) en développement par la NASA ou d'autres organisations aussi bien publiques que privées. Il y a aussi des projets au très long terme pour construire un ascenseur (Un ascenseur est un dispositif mobile assurant le déplacement des personnes (et des objets) en hauteur sur des niveaux définis d'une construction.) spatial.

Transports dans le système solaire

Des moyens de transport utilisant des ressources extérieures à la Terre pour la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou par un moteur.) réduiraient les coûts de manière significative. Des carburants expédiés depuis la Terre coûteraient bien trop cher même avec les innovations ci-dessus. D'autres technologies comme la propulsion captive (La propulsion captive utilise de longs câbles très résistants (connus sous le nom de longes) pour changer l'orbite de vaisseaux spatiaux. Ce système à un fort potentiel de réduction des coûts...), le VASIMR, le moteur ionique (Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très haute vitesse.), la fusée solaire thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et...), la voile solaire (Une voile solaire ou photovoile est un dispositif de propulsion utilisant la pression de radiation émise par les étoiles pour se déplacer dans l'espace à la manière d'un voilier.) et la propulsion nucléaire thermique peuvent tous potentiellement réduire le problème des coûts de transport une fois dans l'espace.

Sur la Lune, une possibilité bien étudiée est de construire une catapulte électromagnétique pour lancer les matières premières aux installations. Un ascenseur spatial lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) pourrait être utilisé (contrairement à l'ascenseur spatial terrestre, l'ascenseur lunaire peut être construit avec des technologies existantes).

Communications

Comparé aux autres besoins, la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la...) est facile pour l'orbite terrestre ou la Lune. La plupart des communications actuelles passent déjà par satellite (Satellite peut faire référence à :). Les communications radio ou téléphonique avec Mars et au delà souffriront de retards dus à la vitesse (On distingue :) de la lumière tout comme les autres moyen de communication comme les e-mails ou les courriers vocaux.

Habitabilité

Les colons auront besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...), d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), de nourriture, de gravité et d'une température adéquate pour survivre de longues périodes. Sur Terre, la grande et complexe biosphère fournit tout cela. Dans les installations spatiales, un système relativement réduit et en circuit fermé devra recycler tous les ingrédients nécessaire à la vie (La vie est le nom donné :) sans aucune panne possible.

Le plus proche système de support de vie actuel est sûrement celui du sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent...) nucléaire. Il utilise des systèmes mécaniques pour subvenir aux besoins humains pendant des mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) sans faire surface. Cependant ces sous-marins relâchent du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome...), bien qu'ils recyclent l'oxygène. Le recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit,...) du CO2 a été envisagé en littérature en utilisant la réaction de Sabatier ou la réaction de Bosch.

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) Biosphère II en Arizona a montré qu'une biosphère petite, complexe, confinée et artificielle pouvait supporter huit personnes pour au moins un an, bien qu'il y ait eu de nombreux problèmes. Après un an il a fallu que la mission qui devait durer 2 ans se réapprovisionne en oxygène ce qui laisse fortement supposer qu'ils ont approché une saturation atmosphérique.

La relation entre des organismes, leur habitat et un environnement extra-terrestre peut être :

  • Organismes et habitats complètement isolés de l'environnement (par exemple : biosphère artificielle, Biosphère II, système de support de vie)
  • Changer l'environnement pour qu'il devienne un habitat viable (Terraformation)
  • Changer les organismes pour qu'ils deviennent adaptés à leur environnement, c’est-à-dire intégrer l'habitat aux organismes (voir aussi Génie génétique, Transhumanisme, Cyborg)

Les expériences ont montré que les systèmes de support de vie basés sur les plantes sont très inefficaces quant à l'utilisation de l'énergie ; environ 1 à 3% d'efficacité énergétique est commun, ce qui signifie que 97-99% de l'énergie lumineuse fournie à la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des...) fini en chaleur et a besoin d'être dissipée pour éviter de surchauffer l'habitat.

Une combinaison (Une combinaison peut être :) des technologies ci dessus est également possible.

Protection contre les radiations

Les rayons cosmiques et le rayonnement solaire sont assez énergétiques. De manière générale, ils endommagent les cellules de tous les organes à différents niveaux. A faible dose, il n'y a pas de danger, les cellules mortes sont naturellement remplacées par de nouvelles cellules, comme lors d'un traumatisme (Un traumatisme est un dommage de la structure ou du fonctionnement du corps ou du psychisme. Il peut être dû à un agent ou à une force extérieure, de nature physique ou chimique....) local. Néanmoins, à force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les...) de subir le rayonnement, la probabilité de dysfonctionnement d'un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est généralement associée à...) (typiquement le cancer) augmente avec le temps, de façon analogue au tabagisme (Le tabagisme est le fait de consommer du tabac, produit manufacturé élaboré à partir de feuilles séchées de plantes appartenant à la famille des Solanacées et...). De plus, des éruptions solaires créent des niveaux de radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une...) plus importants parfois mortels.

Pour protéger la vie, les installations devront être entourées de suffisamment de matière pour absorber les radiations. Cela peut être fait aisément sur la Lune, Mars ou les astéroïdes en utilisant le régolite local. Les sorties en dehors de la base seront limitées à des durées raisonnables, en évitant de les cumuler tout au long de l'année.

Enfin, on peut noter qu'au niveau de l'orbite terrestre correspondant à la ceinture de Van Allen (La ceinture de radiations de Van Allen est une zone toroïdale de la magnétosphère terrestre entourant l'équateur magnétique et contenant une grande densité de...), les radiations sont trop importantes et ne permettent pas d'établir une base habitée.

Autoreproduction

L'autoreproduction est optionnelle mais beaucoup pensent qu'elle sera indispensable parce qu'elle permet un développement beaucoup plus rapide des colonies tout en éliminant les coût et la dépendance pour la terre. Il pourrait même être dit que l'établissement d'une telle colonie serait le premier acte d'autoreproduction de la Terre.

Des formules intermédiaires incluent des colonies qui ont seulement besoin d'informations de la part de la Terre (science, ingénierie, divertissement, etc.) ou des colonies qui auront seulement besoin de de fournitures légères comme des circuits intégrés, des médicaments, de l'ADN ou des outils spécifiques.

Voir aussi: Sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui...) von Neumann, Machine auto-reproductrice, Nanotechnologie (Les nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de...) moléculaire

Taille de la population

En 2002, l'anthropologue John H. Moore a estimé qu'une population de 150 à 180 individus autoriserait une reproduction normale pour 60 à 80 générations soit 2000 ans.

Une population beaucoup plus petite de par exemple deux femmes serait viable aussi longtemps que des embryons humains apportés de la Terre sont disponibles. L'utilisation d'une banque du sperme (Le sperme est un fluide organique animal expulsé du corps lors de l'éjaculation contenant les spermatozoïdes. Sécrétés par les...) permettrait également une population initiale plus faible avec une consanguinité négligeable.

Les chercheurs en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des...) ont tendance à adopter la règle du "50/500" émise par Franklin et Soule. Cette règle dit qu'une population de base (Ne) de 50 est nécessaire à court terme pour éviter un niveau inacceptable de consanguinité, alors qu'au long terme une population Ne de 500 est nécessaire pour maintenir une bonne diversité génétique. La recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des recommandations, qui si elles sont...) Ne = 50 correspond à une consanguinité de 1% par génération ce qui est la moitié du maximum toléré par les éleveurs contemporains d'animaux domestiques. La valeur Ne = 500 essaye d'équilibrer le taux de gain de variation génétique lié aux mutations avec le taux de perte dû à la dérive génétique.

La taille effective de la population Ne dépend du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'hommes Nm et de femmes Nf dans la population selon la formule :

N_e = \frac{4 \times N_m \times N_f} {N_m + N_f}

Lois et lois fiction

Les citoyens de l'espace international seraient soumis au droit international public (Par exemple la Lune est res communis). Dans le futur il pourra y avoir la double nationalité (nationalité terrestre et nationalité lunaire).

Voir Traité de l'espace.

Emplacement

L'emplacement des colonies est un point de controverse fréquent entre les promoteurs de l'espace.

Les emplacement de colonies peuvent être :

  • Sur une planète, un satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites...) ou un astéroïde
  • En orbite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de la Terre, du soleil ou autre objet céleste ou sur un point de Lagrange (Un point de Lagrange (noté Li), ou point de libration, est une position de l'espace où les champs de gravité de deux corps en orbite l'un autour de l'autre, et de masses...)

Emplacement planétaire

Les promoteurs de la colonisation planétaire citent les emplacements suivants:

Mars

Voir Colonisation de Mars (Mars est le centre de nombreuses études à propos de futures colonies. C'est la planète la plus facile à atteindre depuis la Terre en termes d'énergie et...)

Voir aussi: Exploration de la planète Mars, Terraformation de Mars

Mercure

Voir Colonisation de Mercure

Vénus

Voir Colonisation de Vénus

Voir aussi: Terraformation de Vénus

Géantes gazeuses

Il pourrait être aussi possible de coloniser Saturne, Uranus et Neptune avec des villes flottantes dans leur atmosphère. En chauffant des ballons d'hydrogène, de grandes masses pourraient être suspendues permettant une ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent...) avec une gravité terrestre. Jupiter serait moins disposée à une colonisation à cause de sa haute gravité, de sa vitesse de libération élevée et ses radiations.

Ces colonies pourraient exporter de l'hélium 3 qui sera très demandé par les réacteurs à fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes...) s'ils deviennent un jour opérationnels.

Emplacement sur des satellites naturels

La Lune

Voir Colonisation de la Lune

Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme...), Ganymède, Titan

Voir Colonisation du système solaire externe

Phobos et Déimos

Phobos possède peut-être de l'eau sous la forme de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Grâce au bas delta-v nécessaire pour rejoindre la Terre, cela permettrait de livrer du carburant et d'autres matériaux à la zone Terre-Lune mais aussi aux transports autour du système martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus répandue, les martiens, également nommés...). Ceci rend ces emplacements avantageux d'un point de vue économique, car ils sont aisément atteignable depuis les reste du système solaire et et qu'ils ont potentiellement de grandes ressources énergétiques.

Phobos et Déimos eux même sont probablement adaptés pour la production d'habitats spatiaux ou pour établir une colonie.

Emplacement dans l'espace

Habitats spatiaux

Voir Habitat spatial

Voir aussi: Megastructures orbitales

Orbite terrestre

Comparé à d'autres emplacements, l'orbite terrestre à beaucoup d'avantages et un inconvénient :

Les orbites proches de la Terre peuvent être atteint en quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) alors qu'il faut des jours pour aller sur la Lune et des mois pour atteindre Mars.

L'énergie solaire est présente continuellement alors que sur une planète elle n'est disponible que la moitié du temps. L'apesanteur rend la construction de colonies relativement plus facile, les astronautes l'on démontré en déplaçant des satellites de plusieurs tonnes à la main.

Enfin la pseudo gravité est contrôlé à n'importe quel niveau selon la rotation de la colonie. Ainsi les zones d'habitation peuvent être à 1g, alors que la Lune ne permet qu'1/6g et Mars 1/3g. On se sait pas encore quel est la gravité minimum pour rester en bonne santé mais 1g permettra assurément une croissance optimum pour les enfants des colons.

Le principal désavantage des colonies orbitales est le manque de matières premières qui devront être importées de la Lune ou des astéroïdes géocroiseurs qui ont toutes les matières premières nécessaires à l'exception de l'azote.

Points de Lagrange

Une autre possibilité sont les cinq points de Lagrange Terre-Lune. Bien qu'il faille quelques jours pour les atteindre avec les moyens de propulsion actuels, ils bénéficient d'un accès continu à l'énergie solaire à l'exception de peu fréquentes éclipses

Les 5 points de Lagrange Terre-Soleil n'auront même pas d'éclipse mais seuls L1 et L2 sont atteignables en quelques heures, les autres demandant des mois de voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le...).

Cependant le fait que les points de Lagrange aient tendance à récolter les poussières et les débris et requièrent des mesures de stabilisation les rendent moins favorable à l'installation de colonies qu'initialement prévu.

Les Astéroïdes

Voir Colonisation des astéroïdes

Au delà du système solaire

La colonisation du système solaire entier prendrait des centaines ou des milliers d'années. Il y a des milliards de soleils avec des cibles possibles pour la colonisation spatiale. Ce sujet commence à dépasser le domaine de la science pour entrer dans celui de la science-fiction. Même à ce niveau, des travaux ont été accompli pour explorer les diverses possibilités.

Vaisseau interstellaire

Un vaisseau coloniste interstellaire serait similaire à un habitat spatial mais avec tout un système de production d'énergie et de propulsion. Les concepts proposés en hard science-fiction incluent:

  • Vaisseau à génération: Un vaisseau spatial qui voyagerait bien en deçà de la vitesse de la lumière, avec un équipage se renouvelant sur plusieurs générations avant que le voyage ne soit terminé.
  • Vaisseau dormant (Dormant): Vaisseau ou la plupart ou tout l'équipage passe le voyage sous une forme d'hibernation (L’hibernation est un état d’hypothermie régulée, durant plusieurs jours ou semaines qui permet aux animaux de conserver leur énergie pendant...) ou d'animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes,...) suspendue
  • Vaisseau à embryons: Un vaisseau beaucoup plus petit que les 2 premiers transportant des embryons humains congelés sur une exoplanète
  • Vaisseau interstellaire utilisant l'énergie de la fusion nucléaire ou l'antimatière pour sa propulsion

Exemple de destination

L'étoile Tau Ceti, à environ onze années-lumières a une grande quantité de comètes et d'astéroïdes en orbite autour d'elle qui pourraient être utilisés pour la construction d'habitats humains.

La découverte, le 24 avril 2007, d'une planète similaire à la Terre dans le système de Gliese 581, situé à 20,5 années lumières du système solaire, renforce les espoirs de trouver un jour une destination habitable et accessible aux technologies humaines.

Analogies terrestres aux colonies spatiales

Voir Biosphère II.

Beaucoup d'agences spatiales ont construit des centres d'essais qui étaient destinés pour les vols spatiaux habités de longue durée mais aucun pour la colonisation.

Des stations de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) en environnements hostiles comme la base Amundsen-Scott en Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est entouré de l'océan Austral (ou...) ou celle de Mars Arctic Research Station de l'île Devon, peuvent aussi fournir une expérience de la construction et de l'opération d'avant postes sur d'autres mondes. La Mars Desert Research Station est un habitat construit pour ces raisons mais le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) environnant n'est pas le plus inhospitalier sur Terre.

Justifications de la colonisation de l'espace

En 2001, le site d'actualité de l'espace SPACE.com a demandé à Freeman Dyson, J. Richard Gott et Sid Goldstein pour quelles raisons des humains devraient vivre dans l'espace. Leurs réponses (lien) étaient:

  • Répandre la vie (et sa diversité), l'art, l'intelligence et la beauté dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.)
  • Assurer la survie de l'espèce Humaine
  • Améliorer l'économie et sauvegarder l'environnement, cela incluant :
    • Créer des ressources à partir de centrales solaires orbitales, de l'extraction de sources fissibles sur les astéroïdes et de l'Hydrogène qui compose a plus de 90 pour cent (à l'état pur) certaines planètes du système solaire.
    • Protéger l'environnement terrestre en déplaçant les populations et l'industrie dans l'espace pour limiter leurs impacts sur la Terre.
    • Permettre l'accès aux nouveaux loisirs (EX : Hotel Spatial)
    • Importer des ressources inépuisables vers la Terre (EX : Hélium 3 sur la Lune pour la fusion nucléaire)

Un autre argument peut être que la colonisation de l'espace permettrait de construire et lancer des vaisseaux beaucoup plus lourds (par exemple, sur la Lune, l'attraction gravitationnelle est 6 fois moindre que sur la Terre). Ainsi, d'immenses télescopes scrutant tout l'univers pourraient être assemblés.

Louis J. Halle, ancien membre du Département d'État des États-Unis d'Amérique, a écrit dans Foreign Affairs (été 1980) (lien) que la colonisation de l'espace préservera l'humanité dans le cas d'une guerre nucléaire. Dans le même ordre d'idée, le journaliste (Un journaliste est une personne dont l'activité professionnelle est le journalisme. On parle également de reporter (de l'anglais : report, rapporter) car il...) et écrivain William E. Burrows et le biochimiste Robert Shapiro proposent un projet privé, l'alliance pour le secours de la civilisation dans le but d'établir un backup (Le terme Backup ou Back-up, originaire de l'anglais, est utilisé dans plusieurs domaines :) extraterrestre à la civilisation humaine.

Ainsi, le scientifique Paul Davies soutient l'idée que si une catastrophe (Une catastrophe est un événement brutal, d'origine naturelle ou humaine, ayant généralement la mort et la destruction...) planétaire menaçait la survie de l'espèce humaine sur Terre, une colonie auto-suffisante pourrait "rétro-coloniser" la Terre et rétablir la civilisation.

Une autre raison importante pour justifier la colonisation de l'espace est l'effort continu d'augmentation des connaissances et des capacités technologiques de l'humanité.

Voir aussi Espace et survie

Promoteurs de la colonisation spatiale

Objections à la colonisation de l'espace

Beaucoup objectent que la colonisation de l'espace est trop chère et sera un gaspillage de temps. Il n'y a rien dans l'espace vraiment nécessaire à l'humanité et la colonisation au delà du système solaire sera infaisable pour encore très longtemps.

L'argument pragmatique de "vivre ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) sur la Terre que nous avons" est important, suggérant que si même la moitié du budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) de l'exploration spatiale était dépensé pour améliorer les conditions de vie sur Terre, cela bénéficierait à un plus grand nombre de personnes, au moins sur le court terme.

Pour bien envisager un coût global de la conquête spatiale, il faut évaluer l'impact écologique (les millions de litres de carburants fossiles déjà brûlés pour propulser les vaisseaux par exemple), humain, économique,... de l'aventure. L'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.) public (et désormais aussi privé) sert à financer des programmes ayant des coûts colossaux. Les contribuables voient-ils en retour de réelles avancées de leurs conditions de vie ? Cette conquête n'a jusqu'à présent pas permis d'entrevoir le moindre espoir pour l'amélioration du sort de l'humanité. Autrement dit, les aspirations humanistes de la conquête spatiale sont plus que douteuses. Les avancées technologiques liées à la conquête spatiale paraissent n'être que des technologies profitables aux pays les plus développés et aux intérêts économiques les plus influents.

Le "mouvement anti-espace" va jusqu'à suggérer que la colonisation de l'espace est l'héritier de la colonisation historique, l'idée d'un désir romanesque restant de "pères fondateurs" et de conquête de territoires sur la Terre. L'exploration spatiale permettrait donc de gagner le cœur et l'esprit des électeurs mais pas grand chose d'autre. L'objectif de coloniser l'espace alimenterait même le dogme patriotique de conquête et ainsi renforcerait les sentiments nationalistes au lieu d'aider à unifier la Terre.

De plus, les progrès de la robotique et de l’intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens susceptibles de doter les systèmes informatiques de...) rendront probablement la présence humaine dans l’espace totalement inutile. Depuis le dernier voyage d’Apollo sur la Lune (Apollo 17, 1972), toute l’exploration spatiale est menée par des robots téléguidées avec une dose croissante d’autonomie. S'il y a colonisation humaine, ce sera plutôt une colonisation « touristique » ou alors d’hommes largement « robotisés ».

Comme alternative au futur de la race (En nomenclature zoologique, la race est un rang taxinomique inférieur à l'espèce (équivalent au rang de variété dans d'autres disciplines), dans le but de...) humaine, beaucoup d'auteurs de science fiction se sont concentrés sur "l'espace intérieur" c'est-à-dire l'exploration (assistée par ordinateur) de l'esprit et de la conscience humaine ou celle du cyberespace (Le terme français cyberespace désigne, d’après le Petit Robert, un « ensemble de données numérisées constituant un univers d’information et un milieu de communication, lié...).

Contre-objections

l'argument du coût:

  • Le budget spatial serait très surestimé vis à vis de la défense ou de la santé. Par exemple aux États-Unis le 13 juin 2006, le congrès a alloué 320 milliards de dollars à la guerre en Irak en comparaison avec un budget annuel de 15 milliards par an pour la NASA ou de 2 milliards pour créer le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre...). En d'autres mots la NASA aurait pu fonctionner 21 ans avec le budget de la guerre en Irak.
  • Les technologies spatiales aideraient l'humanité en général : satellites de communication et météo interviennent dans la vie quotidienne des terriens et de nombreuses technologies sont ensuite utilisées dans des secteurs très varié de l'industrie et du commerce (voir : aéronautique, Énergie renouvelable, plastique, céramique, etc.)
  • Le budget non dépensé dans l'exploration spatiale serait-t-il bien dépensé d'une façon qui bénéficie à l'humanité ? (c'est-à-dire non affecté au complexe militaro-industriel par exemple)

L'argument du nationalisme:

  • L'humanité dans son ensemble a exploré et conquis de nouveaux territoires bien avant la colonisation, dès la préhistoire
  • Voir la Terre comme un objet unique et infime à l'échelle cosmique donnerait un profond sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de son...) d'unité et d'humilité à ses habitants, ainsi que la compréhension de la fragilité de la biosphère et de l'immatérialité des frontières. Voir "un point bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en...) pâle".
  • En plus de 40 ans de pratique, la collaboration internationale dans l'espace a montré sa valeur comme effort unificateur

L'argument de 'l'espace intérieur': Cette forme d'exploration n'est pas incompatible avec la colonisation spatiale comme démontré dans les philosophies transhumanistes.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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