L’atmosphère de Vénus a de nombreuses similitudes avec la Terre
L’idée d’établir une présence humaine sur Vénus peut paraître étrange car la température de surface de la planète approche 500 degrés Celsius, sa pression atmosphérique est similaire à la pression des grands fonds marins et il n’y a quasiment pas d’oxygène. De plus, des pluies d’acide sulfurique tombent sur la planète. Pourtant, dans les années 1970 les soviétiques puis les occidentaux ont conclu que bien que le sol de Vénus présente des perspectives assez pauvres pour la colonisation humaine, certaines couches de son atmosphère paraissent bien plus accueillantes. Dans un rapport publié en 2003, Geoffrey Landis, un chercheur de la NASA, écrit dans un rapport qu’à environ 50 kilomètres d’altitude, l’atmosphère de vénus est ce qu’il y a de plus proche des conditions terriennes dans l’ensemble du système solaire. Il recommande ainsi l’exploration de ses couches atmosphériques à l’aide de dirigeables et la colonisation de la planète via des villes flottantes. Il est vrai que malgrés les conditions peu accueillantes qui règnent à la surface de la planète, l’atmosphère de Vénus a plusieurs avantages pour séduire des explorateurs et des colons.
Vénus a de nombreux avantages pour l’homme
Vénus est la planète la plus proche de la planète Terre, ce qui signifie des coûts et des temps de trajet réduits. Avec des fusées chimiques et traditionnelles, il est possible de rejoindre l’étoile du berger en un peu plus de trois mois. La sonde soviétique Venera 1 a fait le trajet en 97 jours. C’est presque deux fois moins que le temps de trajet moyen vers la planète Mars. Autre avantage : les fenêtres de tir à destination de Vénus sont plus rapprochées que celles vers la planète rouge. La Terre est Vénus sont au plus près l’une de l’autre tous les 584 jours contre 781 jours pour la Terre et Mars.
L’installation d’une colonie dans un milieu atmosphérique à environ 50 kilomètres d’altitude apporte de nombreux avantages. Pour commencer, cela limite fortement les risques liés aux décompressions. A cette altitude, la pression atmosphérique est de 1 bar, ce qui est la même pression que sur Terre au niveau de la mer. Explorateurs et colons pourraient même se promener sans combinaison particulière, à condition d’amener avec eux une bouteille d’oxygène. La gravité ressentie y est d’environ 90% la gravité terrestre, ce qui procurerait juste une sensation de légèreté. Les températures oscillent entre 0 degrés et 50 degrés Celcius et l’énergie solaire est abondante puisque la majorité des nuages se trouvent en dessous de cette altitude. Enfin, cet environnement offre une protection contre les radiations presque similaire aux conditions terriennes. Bien que Vénus dispose d’un champ magnétique faible, son atmosphère épaisse permet de filtrer une grosse partie des radiations, même à 50 kilomètres d’altitude.
L’homme pourrait séjourner dans d’énormes ballons gonflables
Bien entendu, tout n’est pas parfait sur Vénus. La rareté de l’oxygène obligerait les colons à vivre en permanence dans des milieux contrôlés et la présence de traces d’acide sulfurique forcerait à traiter et à inspecter toutes les structures contre la corrosion. Mais quand on compare cela aux conditions martiennes, la vie serait probablement plus douce dans les villes flottantes de vénus. Geoffrey Landis dans son rapport souligne un point intéressant. A 50 kilomètres d’altitude, dans l’atmosphère de Vénus, l’air est un gaz portant. Autrement dit, plutôt que de suspendre des structures à des ballons, il serait possible de vivre dans les ballons eux-mêmes, une fois remplis d’air à pression ambiante. Une enveloppe sphérique d’un kilomètre de diamètre serait capable de supporter 700000 tonnes de matériaux et de structure. Si on passe à une enveloppe de 2 kilomètres de diamètre, 6 millions de tonnes pourraient être maintenues dans les airs. Comme la pression à l’intérieur et à l’extérieur de l’enveloppe serait similaire, même des déchirures larges de l’enveloppe mettrait des milliers d’heures à laisser fuir une partie importante de l’atmosphère interne.
Cependant, les journées sur Vénus sont très longues, 116 jours terrestres. Mais les vents atmosphériques font le tour de la planète toutes les 100 heuress. Portés par ces vents, les habitats flottants vénusiens connaîtraient des journées et des nuits de 50 heures chacune. La face extérieure de l’habitat pourrait être entièrement recouverte de panneaux solaires car les nuages blancs de la planète réfléchissent une grande partie de la lumière. Ainsi, les panneaux solaires pointés vers le bas produiraient presque autant d’énergie que ceux pointés vers le soleil. L’atmosphère pourrait aussi apporter une partie des ressources nécessaires aux colonies humaines : l’oxygène pourrait être extraite du dioxyde de carbone très abondant, et on pourrait même produire de l’hydrogène pour la propulsion, par exemple à partir des traces d’acide sulfurique.
Le projet HAVOC imagine le déroulement d’une colonisation de l’atmosphère de Vénus
Mais il faudra beaucoup de temps avant de pouvoir amener des millions de tonnes de matériaux dans l’atmosphère vénusienne. A plus court terme, la NASA s’est intéressée à l’exploration humaine de l’atmosphère de Vénus à travers le projet HAVOC. HAVOC n’existe pour le moment qu’en théorie, et probablement pour encore longtemps. Cependant le projet a le mérite de nous montrer à quoi pourrait ressembler une mission habitée à destination de l’atmosphère de Vénus. Le projet imagine une série de missions ayant recours à des dirigeables d’abord robotisés puis avec une présence humaine pour des missions de 30 jours, un an et finalement l’installation d’une base permanente.
Malgré les nombreux avantages offerts par l’atmosphère vénusienne, le voyage et la logistique représentent des défis importants. Devoir déployer un dirigeable au milieu d’une rentrée atmosphérique est compliqué, et c’est probablement à cause de ces difficultés techniques que l’attention reste portée sur Mars. Car bien que Mars n’a quasiment pas d’atmosphère, quasiment pas de protection contre les radiations et un ensoleillement et des températures de surface faible, elle a un sol où une fusée conventionnelle peut se poser et repartir, un processus que l’on connait bien sur Terre. A plus long terme, si l’atmosphère de Vénus est déjà l’environnement le plus accueillant du système solaire après la Terre, la terra-formation pourrait transformer Vénus une planète presque parfaite. Dans un futur très très lointain, les efforts nécessaires à la terra-formation d’une planète entière demande des quantités d’énergie colossales et probablement au moins des siècles d’ingénierie.
Les trois grands défis de l’humanité pour coloniser Vénus
Dans le cas de Vénus, il y à trois grands défis à mettre en oeuvre. Le premier c’est la diminution des températures de surface. Cela pourrait être réalisé à l’aide de boucliers solaires. Robert Zubrin, célèbre ingénieur de Lockheed Martin et fondateur de la Mars Society, a imaginé d’en placer par exemple au point de Lagrange L1 du système soleil-Vénus. En réduisant la quantité de rayonnement solaire reçu par Vénus, on pourrait faire chuter les températures jusqu’à un certain point. Les villes flottantes proposées par Landis pourraient aussi jouer ce rôle en venant absorber une partie du rayonnement.
Le deuxième grand défi, c’est bien évidemment l’atmosphère de Vénus. Cette dernière est composée à plus de 95 % de CO2, un gaz à fort effet de serre comme on le sait malheureusement bien sur Terre. La problématique consiste donc dans un premier temps à fixer ce gaz. Une des solutions pourrait être de bombarder Vénus avec de l’hydrogène. Hydrogène et dioxyde de carbone réagissent ensemble pour former du graphite et de l’eau. Moins de co2 et plus d’eau serait la la solution idéale, mais il faudrait acheminer 40 millions de milliards de tonnes d’hydrogène nécessaires à la transformation. Une autre solution consisterait à bombarder la planète avec du calcium ou du magnésium, ceci viendrait piéger le carbone sous forme de carbonate de calcium ou de magnésium, mais encore une fois des quantités absolument astronomiques de ces matériaux seraient nécessaires.
Le dernier gros défi de Vénus est sa vitesse de rotation très lente. Les journées représentent 243 jours sur Terre, ce qui n’est pas franchement accueillant pour la vie telle qu’on la connaît. Il y aurait plusieurs solutions, par exemple utiliser des miroirs pour créer des journées artificielles durant les longues nuits de la planète. On suppose également qu’il y a de fortes corrélations entre la lente rotation de la planète et la forte densité de son atmosphère. Les effets de marées atmosphériques ont pu jouer un rôle en ralentissant la rotation de la planète. Tout cela fait que Vénus n’est peut-être pas le candidat idéal à la terra-formation. Les efforts monstrueux qu’il faudrait mettre en oeuvre pourraient tout aussi bien financer la fabrication de nombreux habitats spatiaux.
L’exploration et pourquoi pas la colonisation de la haute atmosphère de Vénus représente un objectif intéressant à moyen terme pour l’ensemble des acteurs du secteur spatial. La priorité semble être donnée à Mars mais on espère que Vénus trouvera sa place dans les plans futur de l’humanité.
Images by :
NASA Langley Research Center
NASA/JPL
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