Coloniser Mars : les plans de l’humanité, la technologie et les perspectives

01Ce qu’est la colonisation de Mars

La colonisation de Mars est le projet à long terme d’établir une présence humaine permanente et croissante sur la planète : non pas une visite ponctuelle de drapeaux et d’empreintes, mais des bases où les gens vivent, travaillent et finissent par fonder des familles. Elle englobe tout, des lanceurs qui transportent l’équipage sur ~225 millions de km de distance moyenne au support de vie en circuit fermé qui le maintient en vie une fois arrivé.

L’idée est ancienne. Les astronomes ont imaginé une vie martienne au XIXe siècle ; des pionniers de la fusée comme Robert Goddard et Wernher von Braun ont esquissé des expéditions vers Mars ; et depuis les années 1960, un flux constant de missions robotiques a cartographié la planète en détail. Ce qui a changé récemment, ce sont les capacités : les fusées lourdes réutilisables et l’exploitation des ressources in situ ont fait passer une colonie martienne de la science-fiction à une feuille de route d’ingénierie.

02Pourquoi coloniser Mars

Aucune raison unique ne motive la volonté de coloniser Mars. L’argumentaire est un faisceau de motifs qui se recoupent : scientifiques, existentiels, économiques et culturels.

• Science. Mars est la planète la plus semblable à la Terre à notre portée et un laboratoire naturel pour la géologie planétaire, l’histoire du climat et la recherche d’une vie passée ou présente.
• Une solution de repli pour l’humanité. Un second foyer autosuffisant réduit le risque qu’une seule catastrophe sur Terre anéantisse notre espèce : l’argument qu’Elon Musk avance le plus souvent.
• Ressources. La glace d’eau, les métaux et d’autres matières premières pourraient soutenir une économie martienne et, à très long terme, une industrie hors de la Terre.
• Technologie. Résoudre des problèmes aussi ardus que ceux de Mars — énergie, recyclage, robotique, médecine — tend à produire des percées qui profitent aussi à la Terre.
• La recherche de vie. Confirmer ou écarter une biologie martienne serait l’une des découvertes les plus importantes de l’histoire.

03Qui prévoit de coloniser Mars

Plusieurs agences spatiales et une entreprise privée dominent la planification sérieuse de Mars. Leurs objectifs diffèrent : certaines visent directement une colonie, d’autres les étapes scientifiques et de retour d’échantillons qui doivent venir d’abord.

04Quelles technologies sont nécessaires

Une base martienne est un problème de systèmes. S’y rendre n’est que la première de plusieurs technologies qui doivent toutes fonctionner de concert pour qu’une colonie survive.

Fusées et Starship

Acheminer des personnes et du fret vers Mars à un coût abordable exige une grande fusée réutilisable. Le Starship de SpaceX — un véhicule super-lourd entièrement réutilisable, conçu pour emporter plus de 100 tonnes et se ravitailler en orbite — est l’engin le plus explicitement destiné à Mars. Il est encore en phase d’essais en vol et n’est pas encore certifié pour transporter un équipage.

Habitats

• Dômes pressurisés et modules gonflables pour les premiers équipages.
• Des bases souterraines ou recouvertes de régolithe, utilisant le sol martien comme bouclier contre le rayonnement et les écarts de température.
• Impression 3D avec le régolithe local, pour ne pas avoir à expédier toutes les structures depuis la Terre.

Air, eau et nourriture

L’atmosphère de Mars est composée à ~95 % de dioxyde de carbone : l’oxygène doit donc être produit sur place. L’expérience MOXIE de la NASA, à bord du rover Perseverance, a prouvé que c’était possible en produisant de l’oxygène à partir du CO₂ à la surface (premier essai en 2021). L’eau provient de la glace enfouie et de minéraux hydratés, séparée en oxygène et hydrogène ou purifiée pour la boisson. La nourriture, ce sont des cultures hydroponiques et sous serre à la lumière artificielle ou filtrée ; faire pousser des plantes dans du régolithe traité est un domaine de recherche actif.

Énergie

L’énergie provient surtout de deux sources : les panneaux solaires (abondants, mais gênés par la poussière et le cycle jour-nuit de ~24,6 heures) et les réacteurs nucléaires à fission compacts, qui fournissent une production stable pendant les tempêtes de poussière et le long hiver. La plupart des concepts de base misent sur une combinaison des deux.

05Les principaux défis

Mars est l’un des environnements les plus hostiles que les humains aient jamais tenté d’habiter. Voici les problèmes ardus que tout plan de colonisation doit résoudre.

• Rayonnement. Sans champ magnétique global et avec une atmosphère ténue, la surface reçoit bien plus de rayonnement cosmique et solaire que la Terre : le blindage est indispensable.
• Faible gravité. La gravité de Mars est d’environ 0,38 g ; les effets à long terme sur les os, les muscles et la grossesse restent inconnus.
• Froid. La température moyenne à la surface avoisine −63 °C, dans une plage allant d’environ −125 °C à +20 °C.
• Tempêtes de poussière. La poussière fine encrasse les équipements et bloque la lumière du soleil ; les tempêtes peuvent parfois s’étendre au point de recouvrir toute la planète pendant des semaines.
• Pas de champ magnétique. Mars a perdu sa magnétosphère globale il y a des milliards d’années, ce qui explique que l’atmosphère et la surface soient si exposées.
• Délai de communication. La radio met de 3 à 22 minutes dans chaque sens : une conversation en temps réel avec la Terre est donc impossible — les équipages doivent être très autonomes.
• Psychologie. L’isolement, le confinement et l’éloignement du foyer font de la santé mentale l’un des plus grands risques d’une mission de plusieurs années.

06À quoi pourrait ressembler la première ville sur Mars

La première colonie ne ressemblera pas aux dômes de verre des films. Attendez-vous à un avant-poste compact et modulaire qui s’étend au fil des vols — en grande partie construit bas, enterré ou blindé contre le rayonnement.

Zones probables

• Modules d’habitation — logements pressurisés, souvent sous du régolithe.
• Serres et fermes pour la nourriture et l’oxygène.
• Laboratoires de science, de médecine et de matériaux.
• Énergie et industrie — réacteurs, champs solaires, usines d’oxygène et de carburant.
• Transport — rovers pressurisés et, plus tard, aires d’atterrissage et de lancement.

07Combien de temps il faut pour aller sur Mars

Un voyage habité vers Mars dure généralement environ sept mois, et à peu près six à neuf selon l’alignement des deux planètes. Les missions partent sur une orbite de transfert de Hohmann, économe en carburant, qui n’est favorable que quelques semaines tous les 26 mois environ — d’où le regroupement des dates de mission autour de ces fenêtres. Perseverance, par exemple, a décollé en juillet 2020 et s’est posé en février 2021.

La distance elle-même varie énormément : d’environ 54,6 millions de km au plus proche à plus de 400 millions de km lorsque les planètes se trouvent de part et d’autre du Soleil. C’est aussi pourquoi le délai radio oscille entre environ 3 et 22 minutes dans chaque sens.

08Quand des humains se poseront sur Mars

Aucune date n’est certaine, et l’histoire invite à la prudence : les atterrissages habités sur Mars sont « dans 20 ans » depuis des décennies. Ce que l’on peut dire honnêtement, c’est la fourchette des attentes actuelles.

• SpaceX vise des atterrissages de Starship sans équipage cette décennie et des vols habités dans les années 2030 — des objectifs ambitieux qui ont déjà glissé.
• La planification officielle de la NASA vise la fin des années 2030 ou les années 2040, après le retour sur la Lune.
• Les experts indépendants jugent en général les années 2040 plus réalistes pour un premier atterrissage habité, compte tenu des problèmes non résolus de santé et de support de vie.

09Les humains peuvent-ils vivre sur Mars

Pas sans protection — Mars tuerait un humain non protégé en quelques secondes. Mais à l’intérieur d’habitats conçus à cet effet, avec les bons systèmes, la vie sur Mars est jugée possible. Chaque besoin a une réponse plausible :

• Air — oxygène produit à partir du CO₂ atmosphérique (comme l’a démontré MOXIE) et recyclé à l’intérieur d’habitats étanches.
• Eau — extraite de la glace souterraine et de minéraux hydratés, puis purifiée et réutilisée.
• Nourriture — hydroponie et serres ; à terme, des cultures dans du régolithe traité.
• Température — habitats isolés et chauffés, souvent enterrés pour plus de stabilité.
• Médecine — télémédecine et équipage hautement formé, l’évacuation vers la Terre étant impossible pendant la majeure partie de la mission.

10Combien coûterait la colonisation

Les estimations varient de plusieurs ordres de grandeur parce qu’elles mesurent des choses différentes. Une seule mission habitée est généralement chiffrée entre des dizaines et des centaines de milliards de dollars. Une ville permanente et autosuffisante relève d’une tout autre échelle : Elon Musk a évoqué publiquement des chiffres allant de centaines de milliards à des milliers de milliards de dollars étalés sur des décennies. Tout chiffre précis doit se lire comme un scénario approximatif, non comme un budget.

11Faits intéressants sur Mars

• Un jour martien (un « sol ») dure 24 heures et 39 minutes — remarquablement proche de celui de la Terre.
• Olympus Mons est le plus haut volcan du Système solaire, d’environ 22 km de haut — soit près de 2,5× la hauteur de l’Everest.
• Mars abrite les plus grandes tempêtes de poussière du Système solaire, capables d’envelopper la planète entière.
• Une année sur Mars dure environ 687 jours terrestres — près de deux années terrestres.
• La gravité est de 0,38 g, si bien qu’une personne de 100 kg pèserait environ 38 kg.
• La couleur rouge provient de l’oxyde de fer — la rouille — présent dans la poussière de surface.
• Valles Marineris est un système de canyons de plus de 4 000 km de long, qui rend le Grand Canyon minuscule.
• Mars possède deux petites lunes, Phobos et Deimos, probablement des astéroïdes capturés.
• L’atmosphère est composée à environ 95 % de dioxyde de carbone et moins de 1 % aussi dense que celle de la Terre.
• Les couchers de soleil sur Mars paraissent bleus, à l’inverse des couchers rouges de la Terre.

12Chronologie de l’exploration de Mars

13Actualités de la colonisation

La colonisation de Mars avance vite : essais en vol de Starship, nouvelles recherches sur les habitats et le support de vie, et jalons de missions se succèdent régulièrement. Nous les suivons au fil des événements.

14Questions fréquentes

15Sources

• NASA — Mars exploration ↗
• NASA Mars Fact Sheet ↗
• SpaceX — Mars & Starship ↗
• ESA — Mars exploration ↗