Toute présence durable de l’humain sur Mars (colonisation, recherche, visite et voyage) qui ne confinerait pas les colons dans des enceintes hermétiques dépendrait d’une atmosphère stable qui ne perdrait pas trop de particules et ne grillerait pas les corps par une trop forte radiation.

Image d’entête : représentation d’une “Mars vivante” à partir d’une vue de son orbite, imaginé par l’ingénieur logiciel Kevin Gill. La vue correspond à l’hémisphère ouest de Mars, avec l’Olympus Mons (la plus grande montagne de notre système solaire) sur l’horizon au-delà des volcans de Tharsis Montes et des canyons du Valles Marineris près du centre. (Kevin Gill)

À présent, des scientifiques issus d’un grand nombre d’universités et d’organisations, dont le scientifique en chef de la NASA, James Lauer Green, suggèrent de protéger les humains sur Mars des conditions atmosphériques mortelles en relançant le champ magnétique de la planète.

Selon l’équipe dans leur nouvelle étude :

Pour établir une présence humaine à long terme sur Mars, il faudrait sérieusement réfléchir à la terraformation de la planète. L’une des principales exigences pour une telle terraformation est de disposer de la protection d’un champ magnétique planétaire, ce qui n’est pas le cas actuellement sur Mars.

La Terre possède un champ magnétique puissant, mais celui de Mars est terriblement faible et fragmenté.

Ci-dessous, à gauche, l’atmosphère de Mars frappé par le vent solaire et à droite la Terre protégée par son champ magnétique. (NASA)

L’un des premiers objectifs de la terraformation, selon cette étude, serait d’augmenter la pression atmosphérique au-dessus de la limite Armstrong, le seuil qui permet aux humains de survivre sans combinaison pressurisée intégrale. En dessous de cette limite de pression, l’eau contenue dans les poumons, les yeux et la salive se met spontanément à bouillir, écrit l’équipe dans son étude. Il est difficile d’imaginer que l’on puisse faire grand-chose sur une planète où les humains se transforment en bouillie.

Quelle serait donc l’ampleur du champ magnétique nécessaire pour protéger Mars et les humains qui pourraient un jour y vivre ? Étonnamment, l’équipe écrit que la force nécessaire pour dévier, par exemple, le vent solaire, est à peu près la même que celle d’un aimant de réfrigérateur ordinaire. Mais il faudrait la générer sur l’ensemble de la planète, ce qui représente un défi de taille.

Les scientifiques ont suggéré quelques moyens d’y parvenir. Parmi celles-ci, on peut citer le redémarrage et la circulation du noyau de fer de Mars, la création d’une boucle solide continue ou d’une boucle d’aimants à l’état solide, ou l’utilisation d’une chaîne de sources couplées avec un faisceau contrôlé ou un tore de plasma (un grand anneau, en gros) de particules chargées avec un courant artificiel. Cela signifie qu’il existe des options qui incluent du matériel dans des endroits aussi variés que la surface martienne et son orbite.

Bien que chaque option présente des avantages et des inconvénients, l’équipe a conclu que la réanimation du noyau de Mars est la moins réalisable, et que la création d’un tore de plasma avec des matériaux provenant de la Lune n’éroderait pas de manière significative les satellites de Mars.

Inutile de dire que la création d’un champ magnétique nécessiterait des ressources considérables. Le strict minimum absolu de puissance nécessaire serait d’environ 10¹⁷ joules, soit la quasi-totalité de la consommation d’énergie de tous les humains sur Terre en 2020. Cela signifie que nous devrons probablement utiliser des réacteurs à fission nucléaire comme source d’énergie, ce qui, selon l’équipe, serait de toute façon nécessaire pour une colonisation permanente.

Il s’avère que l’on peut créer un anneau de particules chargées autour de Mars, grâce à sa lune Phobos. Cette dernière est la plus grande des deux lunes martiennes, et elle tourne autour de la planète de très près. Si proche qu’elle fait un tour de Mars toutes les 8 heures. L’équipe propose donc d’utiliser Phobos en ionisant les particules de sa surface, puis en les accélérant pour qu’elles créent un tore de plasma le long de l’orbite de Phobos. Cela créerait un champ magnétique suffisamment puissant pour protéger une Mars terraformée.

Un tore de particules chargées pourrait doter Mars d’un champ magnétique. (Ruth Bamford)

Parmi les personnes qui s’intéressent aux colonies permanentes, on trouve le PDG de SpaceX, Elon Musk, qui semble croire qu’il ne nous reste plus beaucoup de temps avant que la Terre ne soit plus habitable, et qui a également envisagé de terraformer la planète rouge.

Bien que les auteurs précisent qu’ils ne disent pas qu’un champ magnétique est nécessaire à la vie sur Mars, il semble assez difficile d’imaginer une présence martienne durable sans lui. Et il est pour le moins intriguant que le scientifique en chef de la NASA soit de la partie.

L’étude qui sera publiée dans la revue Acta Astronautica en janvier 2022 : How to create an artificial magnetosphere for Mars.

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