Pour assurer la survie d’une colonie installée sur Mars, il faudrait au moins 110 personnes et une société centrée sur la coopération. © elenaed, Adobe Stock
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« Pour coloniser Mars, il faudra au moins 110 personnes »

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Envoyer des Hommes sur Mars, toutes les agences spatiales en rêve. Mais avant de coloniser la Planète rouge, il faudra minutieusement préparer le voyage et l'installation sur place. Jean-Marc Salotti, un chercheur français, membre de l'association Planète Mars, partage avec Futura ses réflexions sur le nombre de personnes nécessaires à assurer la survie d'une telle colonie.

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[EN VIDÉO] Mars One : un voyage pour coloniser Mars, est-ce crédible ?  Poser des Hommes sur Mars est sans doute la prochaine grande étape de la conquête spatiale. Si, pour l’instant, la Nasa reste frileuse sur le sujet, d’autres organismes comme Mars One imaginent envoyer des Hommes sur la Planète rouge dès 2027. Le projet est-il crédible ? Le Cnes propose une réponse en vidéo. 

Il y a quelques mois, la Nasa espérait toujours envoyer une toute première mission habitée vers Mars dès 2033. Mais il n'est pas encore question de s'installer durablement sur la Planète rouge. Jean-Marc Salotti, un chercheur de l’Institut polytechnique de Bordeaux et membre de l'association Planète Mars, s'est toutefois demandé récemment combien d'Hommes il faudrait embarquer dans l'aventure pour assurer la survie d'une colonie sur Mars. Sa réponse : au moins 110.

« J'ai fait le choix de certaines hypothèses de départ. Mais c'est compliqué. Il y a beaucoup de facteurs à envisager. Et finalement, ce n'est pas tant le résultat obtenu qui compte, mais la méthode générique développée pour y arriver », nous précise Jean-Marc Salotti. Une méthode au cœur de laquelle on trouve le concept de « facteur de partage ».

« Mon modèle s'appuie sur des estimations de temps de travail. La colonisation d'une planète ne peut être réussie que si le temps de travail disponible -- celui que peuvent fournir les colons -- est supérieur au temps de travail requis pour assurer la survie de la colonie », nous explique le chercheur. Avec l'idée que la coopération entre les membres de la colonie permet de partager le fardeau généré par des besoins tels que produire de l'électricité, de l'eau potable ou de l'oxygène.

Lorsque la colonie atteint le nombre critique de 110 individus, certaines tâches peuvent être accomplies en groupe ou partagées pour le bien de tous. De quoi assurer la survie de ladite colonie. Sur cette courbe produite par Jean-Marc Salotti, un chercheur de l’Institut polytechnique de Bordeaux (France), en bleu, le temps de travail nécessaire à la survie sur Mars et en orange, la capacité en temps de travail par individu. © Jean-Marc Salotti, Institut polytechnique de Bordeaux

Le partage et la durabilité au cœur de la colonie martienne

La coopération permet aussi une certaine spécialisation des membres de la colonie. Une spécialisation qui amène un gain de productivité. Ainsi « plus il y a de membres dans une colonie, plus le temps de travail requis pour sa survie augmente. Mais il augmente de moins en moins vite à mesure que la population augmente elle aussi. La courbe est logarithmique », remarque Jean-Marc Salotti pour Futura. Et lorsque la colonie atteint les 110 personnes, le temps de travail disponible devient enfin supérieur au temps de travail requis.

« J'ai aussi voulu proposer une manière originale de réfléchir à la problématique du développement durable », nous confie le chercheur. Se projeter sur une autre planète pour penser autrement. Apprendre à compter presque exclusivement sur l'énergie solaire, à organiser le recyclage de l'eau, à gérer efficacement la qualité de l'air intérieur ou encore à assurer la robustesse du matériel et à standardiser les solutions. « Cela fait partie de mes hypothèses de départ. »

La colonie martienne que Jean-Marc Salotti imagine a, par exemple (ré-)appris à se passer d'ordinateurs et de robots« Même si le gain en productivité est important, pour fabriquer ce genre de solution, il faut un support énorme. Cela ne me semble pas faisable sur Mars. Mieux vaudra, selon moi, développer un maximum de solutions astucieuses et simples. » Des solutions durables au sens originel du terme. Des solutions... conçues pour durer.

Pour en savoir plus

Pour coloniser une planète, il suffirait de 98 personnes

Grâce à un modèle mathématique, deux chercheurs ont examiné le nombre minimal de passagers à embarquer pour assurer la survie d'une population en partance pour Proxima Centauri b.

Article de Céline Deluzarche paru le 23/06/2018

Une vue de Proxima Centauri b. © M. Kornmesser, ESO

Alors qu'Elon Musk veut envoyer des volontaires sur Mars en 2024 pour « assurer la survie de l'humanité et favoriser ainsi sa régénération sur Terre en cas de troisième guerre mondiale », des chercheurs de l'Observatoire astronomique de Strasbourg se sont penchés, eux, vers une autre destination : Proxima Centauri b, l'exoplanète potentiellement habitable la plus proche de la Terre. Dans leur étude, publiée sur la plateforme scientifique arXiv, Frédéric Marin et Camille Beluffi ont calculé le nombre de personnes nécessaires pour une telle expédition afin d'assurer la survie d'une colonie de façon pérenne, et ont conclu que 98 individus suffiraient.

Un chiffre qui ne doit rien au hasard. Les chercheurs se sont basés sur un code probabiliste nommé Heritage, prenant en compte toute une série de paramètres, comme le nombre d'hommes et de femmes, leur âge, leur espérance de vie, le risque de consanguinité, etc. Même les scénarios les plus noirs ont été envisagés, comme le cas d'une épidémie de peste se répandant parmi les passagers ou la destruction accidentelle d'une partie du vaisseau. 

Un voyage de 6.300 ans sur plusieurs générations

Premier critère à prendre en compte : la durée du voyage. Proxima Centauri b est ainsi située à 4,22 années-lumière de la Terre, soit 4 x 1013 kilomètres. Avec une navette de type Apollo 11, il faudrait donc 114.000 années pour parvenir à destination. Mais en utilisant d'autres types de technologies comme l'accélération gravitationnelle, comme pour la mission Parker Solar Probe, il serait possible d'atteindre les 724.205 km/h, soit 200 km/s, d'après les chercheurs. Le voyage durerait alors seulement 6.300 ans ! C'est donc cette vitesse qui a été prise comme référence de départ.

Proxima Centauri b, la plus proche exoplanète habitable, est située à plus de 4,22 années-lumière de la Terre. © Thought Café, Youtube

En fonction de paramètres de départ arbitraires, le modèle mathématique recalcule chaque année le nombre de passagers restant et compare ce chiffre avec le seuil minimal requis pour assurer la survie de l'équipage. Finalement, les chercheurs ont défini une courbe de probabilité de succès en fonction du nombre de personnes de départ, et en sont arrivés au chiffre optimal de 98 (49 hommes et 49 femmes), en prenant en compte les risques d'incidents aléatoires.

Un exercice purement mathématique qui ne dit rien de la psychologie

Évidemment tout cela reste très théorique. Un grand nombre d'inconnues n'ont pas été étudiées, comme les ressources en eau et en nourriture ou le rôle de chacun des passagers. « Il y a bien sûr d'autres questions inhérentes à un tel voyage : quel serait le régime politique à bord du vaisseau ? Dans quel état d'esprit se trouveraient les générations intermédiaires, dont le seul but serait de se reproduire pour assurer le succès de la mission ? Pour le moment, les implications psychologiques et sociologiques ne sont pas mathématisables », explique ainsi Frédéric Marin au site L’Édition du soir de Ouest France. Une autre étude publiée dans Acta Astronautica, en 2014, était d'ailleurs parvenue à un nombre bien différent concernant la pérennité d'une population lors de voyages interstellaires. Selon cette étude, ce n'est pas 98 personnes mais... 40.000 qui seraient nécessaires pour assurer la survie d'une colonie.

Bref, l'expédition n'est pas prête de voir le jour, d'autant plus que personne ne sait vraiment si Proxima Centauri b est réellement habitable. Soumise à des radiations importantes, il est possible que son atmosphère et ses océans se soient évaporés et que sa surface ait été intégralement stérilisée. Ce serait vraiment bête pour les valeureux descendants des pionniers terriens.

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