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Une étude révèle que le nombre minimum de colons martiens pour leur survie est de 110

Le nombre minimum de colons martiens? 110

Nous savons qu'il y a de l'eau disponible sur Mars, dans les régions polaires et sous la surface. Ce sont des images HiRISE antérieures et ultérieures d'un cratère de météorite frais de 12 mètres, ou 40 pieds, situé à l'intérieur d'Arcadia Planitia sur Mars. Ils montrent comment la glace d'eau excavée dans le cratère s'est estompée avec le temps. Les images, chacune de 35 mètres ou 115 pieds de diamètre, ont été prises en novembre 2008 et janvier 2009. Crédit: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

Vous voulez donc coloniser Mars. Eh bien, Mars est loin, et pour qu'une colonie fonctionne aussi loin du support terrestre, les choses doivent être pensées très attentivement. Y compris le nombre de personnes nécessaires pour le faire fonctionner.


Une nouvelle étude fixe le nombre minimum de colons à 110.

L'étude s'intitule «Nombre minimum de colons pour survivre sur une autre planète». L'auteur est Jean-Marc Salotti, professeur à l'Institut National Polytechnique de Bordeaux. Son article est publié dans Rapports scientifiques.

De toute évidence, il y a beaucoup à penser lorsqu'il s'agit d'établir une sorte de présence durable sur une autre planète. Comment les gens vont-ils s'organiser? Quel équipement apporteront-ils? Comment extrairont-ils les ressources in situ? Quels types de compétences sont nécessaires?

Ces questions ont été abordées auparavant, bien sûr, et dans ce rapport, Salotti dit que "l'utilisation de ressources in situ et de différentes organisations sociales a été proposée, mais il y a encore une mauvaise compréhension des variables du problème."

Cette étude se concentre principalement sur une question: combien de personnes cela prendra-t-il? Salotti écrit: "Je montre ici qu'un modèle mathématique peut être utilisé pour déterminer le nombre minimum de colons et le mode de vie pour la survie sur une autre planète, en utilisant Mars comme exemple."

Le nombre minimum de colons martiens? 110

Le système de transport interplanétaire de SpaceX permettra de voyager vers Mars et d'autres destinations de notre système solaire. Ou du moins le prétendent-ils. Crédits: SpaceX

Beaucoup de réflexion a été consacrée à la colonisation de Mars. SpaceX dit que leur vaisseau spatial interplanétaire proposé pourrait transporter 100 personnes sur Mars. Musk a parlé de construire une flotte d'entre eux, afin qu'il y ait un flux constant de ressources vers Mars. "Cependant," écrit Salotti, "il s'agit d'une estimation optimiste de la capacité, la faisabilité de la réutilisabilité reste incertaine et la qualification du véhicule pour atterrir sur Mars et relancer à partir de Mars pourrait être très difficile et prendre plusieurs décennies."

Une dynamique similaire plane sur d'autres parties de la discussion sur la colonie de Mars. De nombreux chercheurs ont pensé à l'utilisation des ressources in situ, par exemple. Les gaz pourraient être extraits de l'atmosphère et les minéraux du sol. L'extraction des ressources in situ pourrait fournir des composés organiques, du fer et même du verre. Même si nous accordons la faisabilité de ces idées, «la complexité de la mise en œuvre est mal comprise et le nombre d'articles qui resteraient à envoyer chaque année représenterait toujours un énorme défi», écrit Salotti.

Le problème d'une colonie est d'une complexité déconcertante.

Salotti a travaillé sur un modèle mathématique qui, selon lui, pourrait servir de bon point de départ pour réfléchir à une colonie autonome. Au centre de son idée se trouve ce qu'il appelle le facteur de partage, "qui permet une certaine réduction des exigences de temps par individu si, par exemple, l'activité concerne la construction d'un objet qui peut être partagé par plusieurs individus".

Le point de départ du règlement est essentiel pour le reste des travaux. Quelles ressources seront en place? S'il y a une grande quantité de ressources et d'outils technologiques au début, cela affectera le reste des calculs. Mais à certains égards, le point de départ pourrait ne pas être aussi critique, pour deux facteurs.

La complexité, les dépenses et la faisabilité des voyages interplanétaires en sont un. Et la durée de vie de l'équipement avec lequel les colons commencent est une autre. Chaque pièce d'équipement a une durée de vie.

"Par souci de simplicité", écrit Salotti, "on suppose ici que la quantité initiale de ressources et d'outils envoyés depuis la Terre sera plutôt limitée et, par conséquent, n'aura pas beaucoup d'impact sur la survie". Essentiellement, la construction d'un modèle qui repose sur un réapprovisionnement facile à partir de la Terre ne serait pas si utile.

Donc, en admettant que l'état initial de la colonie soit viable, Salotti passe à deux variables qui auront un effet énorme sur la survie:

  • La disponibilité des ressources locales. Fondamentalement, cela signifie de l'eau, de l'oxygène et des éléments chimiques. Ces ressources doivent être faciles à exploiter.
  • Capacité de production. Considérez-le comme une liste de choses qui doivent être produites, comme des outils, et si suffisamment d'entre elles peuvent être produites dans le délai approprié.

Ce que Salotti travaille ici est une équation. Des choses comme la disponibilité des ressources et la capacité de production sont des variables dans cette équation.

Mais l'idée de Salotti revient toujours au concept du «facteur de partage».

Imaginez un individu isolé dans une situation de colonisation sur Mars. Ils devraient effectuer toutes les tâches eux-mêmes. Ils devraient construire et / ou entretenir leurs propres systèmes pour acquérir de l'eau potable, de l'oxygène et produire de l'électricité. Il n'y aurait pas assez de temps chaque jour. Le fardeau pour une seule personne serait énorme.

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Vue d'artiste du Mars Base Alpha proposé par SpaceX. Crédits: SpaceX

Mais dans une plus grande colonie, leur technologie pour des choses comme l'approvisionnement en eau potable, l'oxygène et la production d'électricité est utilisée par plus de gens. Cela crée plus de demande, mais cela répartit également le fardeau. L'effort qu'il faut pour construire et entretenir tous ces systèmes est désormais réparti entre davantage de personnes. C'est, en substance, le facteur de partage de Salotti.

Ça s'ameliore.

À mesure que le nombre de personnes augmente, il est possible de se spécialiser davantage. Imaginez une colonie de seulement 10 personnes. Combien d'entre eux devraient être en mesure de réparer et d'entretenir le réseau d'eau potable? Ou le système d'oxygène? Ces systèmes ne peuvent pas échouer, il y aurait donc une pression pour qu'un grand pourcentage de ces personnes soient capables de faire fonctionner et de comprendre ces systèmes.

Salotti écrit: "Si chaque colon était complètement isolé et qu'aucun partage n'était possible, chaque individu devrait effectuer toutes les activités et le temps total requis serait obtenu par une multiplication par le nombre d'individus."

Mais s'il y a 100 personnes, combien de personnes ont besoin de comprendre ces systèmes? Pas tout le monde. Cela permet donc aux autres de se spécialiser dans autre chose.

"… Un plus grand nombre d'individus permet d'être plus efficace grâce à la spécialisation et de mettre en œuvre d'autres industries, permettant l'utilisation d'outils plus efficaces."

Le nombre minimum de colons martiens? 110

Ce chiffre de l'étude résume tout. Il montre que la capacité annuelle de temps de travail est supérieure à la durée annuelle de travail requise si le nombre initial d'individus est supérieur à 110. Crédit: Salotti, 2020

Salotti soutient que ce facteur de partage peut être calculé et estimé avec des fonctions mathématiques. Les personnes intéressées par les mathématiques peuvent vérifier par elles-mêmes cette partie du document.

Il y a bien sûr des contraintes et des points de départ pour le facteur de partage. "Le facteur de partage dépend des besoins, des processus, des ressources et des conditions environnementales, qui peuvent être différents selon la planète", écrit Salotti.

Cela nous amène à la description de Salotti des «domaines de survie». Salotti décrit cinq domaines qui doivent être pris en compte dans ces calculs:

  • gestion des écosystèmes
  • production d'énergie
  • industrie
  • bâtiments
  • facteurs humains / activités sociales

Ceux-ci sont pour la plupart explicites, mais les facteurs humains se réfèrent à des choses comme l'éducation et l'éducation des enfants, et une certaine quantité d'activités culturelles comme les sports, les jeux et peut-être la musique.

Maintenant, Salotti se tourne vers Mars, la planète principale en ce qui concerne ce genre de figuration futuriste, et la planète que Salotti aborde dans son article.

Le nombre minimum de colons martiens? 110

Les cinq domaines de survie qui doivent être pris en compte dans une colonie. Crédits: Salotti 2020

Salotti ne part pas de zéro en ce qui concerne Mars. Il y a déjà eu beaucoup de réflexion scientifique pour construire une présence humaine soutenue sur cette planète. "L'utilisation spécifique des ressources martiennes pour la survie, l'agriculture et la production industrielle a été étudiée dans différents ateliers et publiée dans des rapports et des livres", explique Salotti.

Évidemment, il s'agit d'un problème complexe, et certaines hypothèses doivent être formulées pour y réfléchir. Pour que toute solution ait du mérite, ces hypothèses doivent être honnêtes. Pas de place pour la science-fiction ici.

L'hypothèse de base utilisée par Salottti est que pour une raison quelconque, le flux de fournitures de la Terre a été interrompu et la colonie doit se maintenir. Il emprunte un scénario à un concours organisé par la Mars Society, où les participants ont été invités à définir un scénario réaliste pour la mise en place de Mars.

Fondamentalement, l'équation de Salotti se résume au temps. Combien de temps est nécessaire pour survivre vs combien de temps est disponible. Pour Salotti, le nombre effectif de personnes nécessaires pour équilibrer l'équation temporelle est de 110 sur Mars. "Il est basé sur la comparaison entre le temps de travail requis pour répondre à tous les besoins de survie et la capacité de temps de travail des individus", écrit-il en conclusion.

Naturellement, un travail de cette nature fait certaines hypothèses, qui sont énoncées dans l'article. "Il s'agit évidemment d'une estimation approximative avec de nombreuses hypothèses et incertitudes", écrit-il. Mais cela ne diminue pas son utilité.

S'il y aura un jour une colonie humaine sur Mars, alors nous devons développer des modèles de travail pour guider notre réflexion et notre planification. Nous avons beaucoup de discussions de science-fiction et d'annonces fleuries de personnes avec de grands abonnements Twitter, mais ce n'est pas un vrai travail. "À notre connaissance, il s'agit néanmoins de la première évaluation quantitative du nombre minimum d'individus pour la survie basée sur des contraintes d'ingénierie", explique Salotti.

Le nombre minimum de colons martiens? 110

Répartition des exigences de temps de travail pour 1 (à gauche) et 110 personnes (à droite). Crédit: Salotti, 2020

"Notre méthode permet des comparaisons simples, ouvrant le débat sur la meilleure stratégie de survie et le meilleur endroit pour réussir", conclut-il.

Que le débat commence.


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Plus d'information:
Jean-Marc Salotti. Nombre minimum de colons pour survivre sur une autre planète, Rapports scientifiques (2020). DOI: 10.1038 / s41598-020-66740-0

Fourni par
L'univers aujourd'hui

Citation:
Une étude révèle que le nombre minimum de colons martiens pour leur survie est de 110 (2020, 30 juin)
récupéré le 1er juillet 2020
depuis https://phys.org/news/2020-06-minimum-martian-settlers-survival.html

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