Miner la lune
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La lune pourrait devenir notre tremplin vers d’autres mondes du système solaire. Et à cet effet, on pourrait passer par l’utilisation des ressources in situ qui consiste à miner des matériaux sur la lune. Ensuite, on pourrait créer des colonies temporaires ou permanentes sur notre satellite naturel.
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Si vous étiez transporté sur la Lune à cet instant, vous mourriez sûrement et rapidement. C’est parce qu’il n’y a pas d’atmosphère, la température de surface varie d’une température de 130 à – 170 degrés Celsius. Si le manque d’air, la chaleur ou le froid ne vous tue pas, le bombardement par des micrométéorites ou le rayonnement solaire le fera à coup sûr. On peut donc dire que la Lune n’est pas un lieu hospitalier.
Sommaire
Retourner sur la lune
Mais si les êtres humains veulent explorer la Lune et y vivre éventuellement un jour, nous devrons apprendre à gérer ces conditions environnementales difficiles. Nous aurons besoin d’habitats, d’air, de nourriture et d’énergie ainsi que de carburant pour propulser les fusées vers la Terre et éventuellement d’autres destinations. Cela signifie que nous aurons besoin de ressources pour répondre à ces exigences. Nous pouvons les amener avec nous de la Terre, une proposition coûteuse, ou nous devrons tirer parti des ressources de la Lune même. Et c’est là que l’idée de l’Utilisation des ressources in situ, ou ISRU, entre en jeu.
Le rendu d’un habitat lunaire potentiel, comportant des éléments imprimés en 3D avec un sol lunaire – Crédit: Agence spatiale européenne/Foster et Partners
Les efforts visant à utiliser des matériaux lunaires reposent sur l’ambition d’établir des colonies humaines temporaires ou même permanentes sur la Lune et les avantages sont nombreux. Par exemple, les bases lunaires ou les colonies pourraient fournir une formation et une préparation inestimables pour des missions dans des destinations plus lointaines, y compris Mars. Le développement et l’utilisation des ressources lunaires mèneront probablement à un grand nombre de technologies innovantes et exotiques qui pourraient être utiles sur Terre, comme cela a été le cas avec la Station spatiale internationale.
En tant que géologue planétaire, je suis fasciné par la façon dont d’autres mondes ont vu le jour et par les enseignements que nous pouvons tirer de la formation et de l’évolution de notre propre planète. Et puisqu’un jour, j’espère visiter la Lune en personne, je suis particulièrement intéressé par la façon dont nous pouvons utiliser les ressources lunaires pour rendre l’exploitation humaine du système solaire aussi économique que possible.
L’Utilisation des ressources in situ
L’ISRU sonne comme de la science-fiction, et c’est le cas pour le moment. Ce concept implique d’identifier, d’extraire et de traiter les matériaux de la surface et de l’intérieur de la lune et de les transformer en quelque chose d’utile: l’oxygène pour la respiration, l’électricité, les matériaux de construction et même le carburant pour fusée.
Illustration d’artiste sur ce que pourrait ressembler l’utilisation lunaire des ressources in situ – Crédit: NASA
De nombreux pays ont exprimé un désir renouvelé de retourner sur la Lune. La NASA a une multitude de projets en ce sens, la Chine a débarqué un rover sur la face cachée lunaire en janvier 2019 et de nombreux autres pays envisagent des missions lunaires. La nécessité d’utiliser des matériaux déjà présents sur la Lune devient plus pressante.
L’anticipation de la vie lunaire conduit à des travaux d’ingénierie et d’expérimentation visant à déterminer comment utiliser efficacement les matériaux lunaires pour soutenir l’exploration humaine. Par exemple, l’Agence spatiale européenne envisage de poser un engin spatial au pôle sud lunaire en 2022 pour forer sous la surface à la recherche de glace, d’eau et d’autres produits chimiques. Ce métier comportera un instrument de recherche conçu pour obtenir de l’eau du sol lunaire ou du régolithe.
L’hélium-3 sur la lune pour la fusion nucléaire
Il y a même eu des discussions sur l’extraction et la réexpédition sur Terre de l’hélium-3 enfermé dans le régolithe lunaire. L’hélium 3 (un isotope non radioactif de l’hélium) pourrait être utilisé comme combustible pour les réacteurs à fusion afin de produire de grandes quantités d’énergie à un coût environnemental très faible, bien que la fusion en tant que source d’énergie n’ait pas encore été démontrée et que le volume d’hélium extractible -3 est inconnu.
Néanmoins, même si les coûts et les avantages réels de l’ISRU lunaire restent à démontrer, il n’y a aucune raison de penser que l’intérêt considérable que suscite actuellement l’exploitation minière de la Lune ne se poursuivra pas.
Harrison H. Schmitt, astronaute d’Apollo 17, debout à côté d’un rocher sur la surface lunaire – Crédit: NASA
Il convient de noter que la Lune pourrait ne pas être une destination particulièrement adaptée à l’extraction de métaux précieux tels que l’or, le platine ou les terres rares. C’est dû au processus de différenciation, dans lequel des matériaux relativement lourds coulent et des matériaux plus légers se détachent lorsqu’un corps planétaire est partiellement ou presque complètement fondu.
Pas possible de miner des métaux précieux sur la lune
C’est essentiellement ce qui se passe si vous secouez un tube à essai rempli de sable et d’eau. Au début, tout est mélangé, mais le sable finit par se séparer du liquide et couler au fond du tube. Et tout comme pour la Terre, la plupart des stocks de métaux lourds et précieux de la Lune se trouvent probablement dans les profondeurs de son manteau ou même de son noyau où ils sont impossibles à accéder.
C’est pourquoi, les corps mineurs tels que les astéroïdes sont des cibles aussi prometteuses pour l’exploration et l’extraction de minéraux, car ils ne subissent généralement pas de différenciation.
Illustration d’artiste sur la collision entre la proto-Terre et un objet de la taille de Mars – Crédit: NASA/JPL-CALTECH/T. Pyle
En effet, la Lune occupe une place particulière dans la science planétaire, car elle est le seul autre corps du système solaire où les êtres humains y ont mis les pieds. Le programme Apollo de la NASA dans les années 60 et 70 a vu un total de 12 astronautes marcher, rebondir et se déplacer sur la surface. Les échantillons de roche qu’ils ont rapportés et les expériences qu’ils ont laissées ont permis de mieux comprendre non seulement notre Lune, mais aussi comment se forment les planètes.
En savoir plus sur la lune et la formation de notre système solaire
Grâce à ces missions et à d’autres au cours des décennies qui ont suivi, les scientifiques ont beaucoup appris sur la Lune. Au lieu de croître comme un nuage de poussière et de glace comme le font les planètes du système solaire, nous avons découvert que notre voisine la plus proche était probablement le résultat d’un choc géant entre une proto-Terre et un objet de la taille de Mars.
Cette collision a éjecté un énorme volume de débris, dont certains ont ensuite fusionné dans la Lune. Des analyses d’échantillons lunaires, de la modélisation informatique avancée et des comparaisons avec d’autres planètes du système solaire nous ont appris que des impacts colossaux pourraient être la règle et non l’exception dans les débuts de ce système planétaire.
Effectuer des recherches scientifiques sur la Lune nous permettrait de mieux comprendre comment est né notre satellite naturel et quels processus opèrent sur et à la surface qui lui donne son aspect actuel.
Les décennies à venir laissent entrevoir une nouvelle ère d’exploration lunaire, avec des êtres humains qui y vivront pendant de longues périodes grâce à l’extraction et à l’utilisation des ressources naturelles de la Lune. Avec un effort constant et déterminé, la Lune peut devenir non seulement le foyer des futurs explorateurs, mais également le tremplin idéal pour effectuer notre prochain grand pas.
Traduction d’un article de The Conversation par Paul K. Byrne, professeur associé de géologie planétaire l’université de la Caroline du nord.
