Terraformation de Venus

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Terraformation de Venus

Terraformation de Vénus

Vue d'artiste de Vénus terraformée. (credit: Daein Ballard)

La terraformation de V√©nus pour l'adapter √† nos besoins est sujet √† d√©bat quant √† sa faisabilit√©. En effet ce projet entrainerait plusieurs changements radicaux :

  • R√©duire la temp√©rature √† la surface de V√©nus qui est de l'ordre de 500¬įC (770 K).
  • Eliminer les 9 MPa (~90 atm) de pression de l'atmosph√®re, compos√©e surtout de dioxyde de carbone, via une transformation sous une autre forme.
  • √Čtablir un cycle jour/nuit plus court que l'actuel, qui est de 116,75 jours terrestres.

Ces 3 éléments sont interconnectés, puisque l'extrême température de Vénus est due à l'effet de serre causé par la densité de son atmosphère et que la rotation très lente est due aux effets de marées solaires sur l'épaisse atmosphère.

Sommaire

Boucliers Solaires

Boucliers spatiaux

Des boucliers solaires pourraient √™tre utilis√©s pour r√©duire l'ensoleillement de V√©nus, rafra√ģchissant l√©g√®rement la plan√®te[1]. Un bouclier plac√© sur le point L1 entre le Soleil et V√©nus servirait aussi √† bloquer le vent solaire, r√©duisant l'exposition de V√©nus aux radiations.

La construction de boucliers solaires suffisamment grands est une t√Ęche difficile. La taille du bouclier devra √™tre d'environ 4 fois le diam√®tre de V√©nus elle-m√™me au point L1. Une telle taille n√©cessitera une construction directement dans l'espace. Beaucoup de difficult√©s seraient rencontr√©es lors de l'√©quilibrage du bouclier de sorte √† ce qu'il soit perpendiculaire aux rayons solaires en L1 tout en prenant en compte la pression de radiation, ce qui transformerait le bouclier solaire en une gigantesque voile solaire. Ce probl√®me pourrait √™tre r√©gl√© en rapprochant le bouclier du Soleil mais ceci entra√ģnerait n√©cessairement une augmentation de la taille de celui-ci.

Des modifications de la forme des boucliers ont √©t√© sugg√©r√©es pour r√©soudre le probl√®me de la voile. Une des m√©thodes propos√©es consiste √† utiliser sur l'orbite polaire de V√©nus, des miroirs solaires synchrones r√©fl√©chissant la lumi√®re vers l'arri√®re du bouclier, du c√īt√© non-√©clair√© de V√©nus. La pression des photons d√©placerait toutefois les miroirs de soutien sur un angle de 30 degr√©s[2].

Paul Birch proposa[3] un syst√®me de miroirs en lamelles dispos√© au point L1 entre V√©nus et le Soleil. Ces panneaux ne seraient pas perpendiculaires aux rayons solaires, mais dispos√©s avec un angle de 30 degr√©s pour annuler la pression des photons. Chaque panneau successif serait agenc√© avec +/- 1 degr√© par rapport au 30¬į initiaux.

Les boucliers solaires pourraient aussi servir de panneaux photovolta√Įques. De tels boucliers sont √©videmment hautement sp√©culatifs et au del√† de nos capacit√©s actuelles. La taille requise pour les boucliers est tr√®s nettement sup√©rieure √† ce qui peut √™tre transport√© dans l'espace.

Une autre solution est de créer un anneau planétaire artificiel. L'anneau, composé de débris, pourrait réduire l'exposition de Vénus au Soleil, mais à un degré moindre.

Boucliers atmosphériques ou de surface

Voir aussi : Habitats a√©rostats et cit√©s flottantes

Le rafra√ģchissement de l'atmosph√®re peut √™tre fait √† l'aide de r√©flecteurs plac√©s √† la surface. Des ballons r√©flecteurs dans la haute atmosph√®re peuvent cr√©er de l'ombre. Le nombre ou la taille des ballons devra n√©cessairement √™tre importante. Geoffrey A. Landis a sugg√©r√©[4] que si suffisamment d'habitats flottants √©taient construits, ils pourraient former un bouclier solaire autour de la plan√®te, et pourraient √™tre utilis√©s simultan√©ment pour transformer l'atmosph√®re. Ainsi combin√©es, la th√©orie des boucliers solaires et celle de la transformation atmosph√©rique pourraient, √† l'aide des technologies adapt√©es, fournir des espaces vivables dans l'atmosph√®re v√©nusienne. L'utilisation du carbone contenu dans l'atmosph√®re pourrait permettre la fabrication de mat√©riaux majeurs tel que des nanotubes de carbone (r√©cemment fabriqu√©s en forme de feuille) ou de graph√®ne, une forme allotropique de carbone. Le carbone amorphe r√©cemment synth√©tis√© devrait fournir un mat√©riau structurel utile, il pourrait √™tre m√©lang√© avec des silicates pour cr√©er un verre tr√®s dur et r√©sistant. D'apr√®s les analyses de Birch, de tels colonies et mat√©riaux fourniraient imm√©diatement des retours √©conomiques de la colonisation de V√©nus, qui serviraient de fonds pour une terraformation plus pouss√©e.

L'augmentation de l'albédo de la planète, l'utilisation de couleurs claires ou de réflecteurs sur la surface pourraient permettre le maintien de la fraicheur de l'atmosphère. La quantité devra être grande et devrait être mise en place après que l'atmosphère aura été modifiée, puisque la surface de Vénus est actuellement enveloppée dans les nuages.

Un des avantages du refroidissement de la surface et de l'atmosphère est qu'il peut être fait à l'aide de technologies existantes. Un des inconvénients est que Vénus a déjà des nuages très réflecteurs (avec un albédo de 0,65), donc ce qui sera fait devra surpasser de façon significative la réflection des nuages pour faire une différence.

√Člimination de la dense atmosph√®re de dioxyde de carbone

Convertir l'atmosphère

L'atmosphère de Vénus pourrait être convertie in situ par l'ajout d'éléments extérieurs.

Une m√©thode propos√©e en 1961 par Carl Sagan concerne l'utilisation de bact√©ries modifi√©es pour fixer le carbone en mati√®re organique[5]. Bien que cette m√©thode soit encore abord√©e dans des discussions concernant la terraformation de V√©nus, des d√©couvertes ult√©rieures montr√®rent qu'elle ne marcherait pas. La production de mol√©cules organiques √† partir de dioxyde de carbone n√©cessite un apport important d'hydrog√®ne, qui, sur Terre, est puis√© dans l'eau mais qui est non-existant sur V√©nus. Ce manque d'hydrog√®ne est d√Ľ √† l'absence de couche √† ozone, le peu de vapeur d'eau √©tant d√©compos√© par les rayons ultraviolets du Soleil, ainsi que l'absence d'un champ magn√©tique sur V√©nus qui augmente l'exposition de la haute atmosph√®re au vent solaire qui l'√©rode, entrainant la perte de la plupart de l'hydrog√®ne dans l'espace. Carl Sagan a avou√© 30 ans plus tard[6], dans son livre Pale Blue Dot, que ce qu'il avait pr√©vu pour terraformer V√©nus ne pourrait pas marcher parce que l'atmosph√®re de V√©nus est plus dense qu'on ne le pensait √† l'√©poque.

Bombarder Vénus avec de l'hydrogène, probablement avec des sources provenant du système solaire externe, permettrait une réaction avec le dioxyde de carbone qui produirait du graphite et de l'eau par la réaction de Bosch. Près de 4×1019 kg d'hydrogène seraient nécessaires à une conversion totale. La perte d'hydrogène due au vent solaire est susceptible de ne pas être significative durant le calendrier de la terraformation.
Birch suggère de déplacer une lune glacée de Saturne et de bombarder Vénus avec ses fragments pour fournir de l'eau. Celle-ci couvrirait près de 80% de la surface, comparé au 70% terrestre, bien que la quantité d'eau totale ne s'élèverait qu'à 10% de l'eau disponible sur Terre à cause du peu de profondeur des océans vénusiens ainsi obtenus, occupant les basses plaines[3].

Le bombardement de V√©nus avec du m√©tal, du magn√©sium et du calcium provenant de Mercure ou d'ailleurs, pourrait permettre de capturer le dioxyde de carbone sous la forme de carbonate de calcium ou de carbonate de magn√©sium. Pr√®s de 8√ó1020 kg de calcium ou 5√ó1020 kg de magn√©sium seraient requis, ce qui n√©cessiterait beaucoup de minage et de raffinage[7]. 8√ó1020 kg correspondent √† plusieurs fois la masse de l'ast√©ro√Įde (4) Vesta (plus de 500 km de diam√®tre). Autrement dit, la terraformation de V√©nus en suivant ce plan correspondrait pour l'humanit√© d'√™tre capable de miner l'ensemble des mat√©riaux de l'√©tat d'Alabama, de la surface au centre de la Terre, de l'envoyer dans l'espace, puis de le faire atterrir sur une autre plan√®te.

Une des idées de Birch[3] concernait l'utilisation de boucliers solaires de sorte à refroidir suffisamment Vénus pour permettre la liquéfaction, d'une température inférieure à 304,18 K et d'une pression partielle de CO2 descendue à 73,8 bars (Point critique du dioxyde de carbone), puis enfin diminuer la pression à 5,185 bars, la température à 216,85 K (Point triple du dioxyde de carbone). En dessous de cette température, le dioxyde de carbone se transforme en glace sèche ce qui entraine sa déposition sur la surface, après quoi, le CO2 gelé pourrait être maintenu dans cet état par la pression(?), ou envoyé dans l'espace. Après que ce processus serait terminé, les boucliers pourraient être déplacés, permettant de réchauffer la planète suffisamment pour permettre à une vie terrestre de subsister. Une source d'hydrogène ou d'eau serait encore nécessaire, et les 3,5 bars d'azote restant devront être fixés au sol.

Déplacer l'atmosphère

Le d√©placement de l'atmosph√®re de V√©nus peut √™tre tent√© avec une certaine vari√©t√© de m√©thodes, et avec possibilit√© de combinaisons. Envoyer tous les gaz de V√©nus dans l'espace en une seule fois serait quasiment impossible. Pollack et Sagan ont calcul√© en 1993[6] que l'impact d'un corps de 700 km de diam√®tre frappant V√©nus a une vitesse sup√©rieure √† 20 km/s, √©jecterait toute l'atmosph√®re du point d'impact √† tout l'horizon, mais il s'agirait de moins d'un milli√®me de l'atmosph√®re totale. Il faudrait donc multiplier les impacts de ce type pour parvenir √† un r√©sultat satisfaisant, ce qui est impossible car c'est d√©j√† la taille des plus gros ast√©ro√Įdes du syst√®me solaire. De plus, il est difficile de d√©placer de tels corps pour provoquer un impact avec V√©nus, sans compter les effets cons√©cutifs √† de tels impacts.
Les petits objets ne marcheraient pas très bien, et une quantité plus importante serait requise. En outre, la plupart du gaz de l'atmosphère irait dans une orbite proche de Vénus, et serait éventuellement capturé par le champ gravitationnel pour retourner dans l'atmosphère une nouvelle fois.

D√©placer l'atmosph√®re de mani√®re plus contr√īl√©e serait aussi difficile. La faible rotation rend difficile la r√©alisation d'ascenseurs spatiaux d√Ľ au fait que l'orbite g√©ostationnaire de V√©nus est tr√®s √©loign√©e de la plan√®te ; et l'√©paisse atmosph√®re emp√™che l'utilisation de catapultes √©lectromagn√©tiques pour d√©placer la charge depuis la surface. D'autres solutions consistent √† placer les catapultes en haute altitude sur des ballons ou bien de construire des tours, support√©es par des ballons, s'√©tendant par del√† la limite de l'atmosph√®re, en utilisant des fontaines spatiales, ou des rotovateurs.

Rotation

V√©nus accomplit sa rotation en 243 jours, de loin la rotation la plus lente des plan√®tes majeures. Un jour sid√©ral sur V√©nus dure ainsi plus qu'une de ses ann√©es (Un jour v√©nusien : 243 jours terrestres - Une ann√©e v√©nusienne : 224,7 jours terrestres). Toutefois, la dur√©e d'un jour solaire est plus courte qu'un jour sid√©ral de fa√ßon significative : pour un observateur sur la surface de V√©nus le temps d'un lever de Soleil au suivant est de 116,75 jours terrestres.
Néanmoins, la rotation extrêmement lente de Vénus avec un rythme jour/nuit très lent, pourrait causer des problèmes d'adaptation pour la majorité des espèces connues végétales ou animales. La faible rotation explique aussi probablement le faible champ magnétique.

Un des systèmes proposés est la création de grands miroirs placés en orbite qui permettrait de fournir de la lumière dans la zone ombragée ou d'ombrager la zone éclairée. En plus de cette proposition de miroirs près du point L1 entre Vénus et le Soleil, Paul Birch a proposé de placer un miroir en orbite polaire, permettant de produire un cycle de 24 heures[3].

Augmenter la vitesse de rotation de V√©nus requerrait une quantit√© ph√©nom√©nale d'√©nergie, bien plus que la construction de miroirs solaires, ou plus que le d√©placement de l'atmosph√®re de V√©nus! Des scientifiques ont r√©cemment sugg√©r√© que le passage r√©p√©t√© et programm√© d'un ast√©ro√Įde d'une taille sup√©rieure √† 96 km pourrait √™tre utilis√© pour augmenter la vitesse de la rotation[8]. G. David Nordley a sugg√©r√©, en fiction[9], que V√©nus pourrait r√©duire son rythme jour/nuit √† 30 jours terrestres par l'exportation de son atmosph√®re dans l'espace gr√Ęce √† des catapultes √©lectromagn√©tiques. Ce concept a √©t√© explor√© de fa√ßon plus rigoureuse par Birch[10]: c'est un calcul th√©orique impliquant l'√©jection progressive de toute l'atmosph√®re, accroissant le moment cin√©tique de la plan√®te par le principe de l'action et de la r√©action.
Dans ce cas-ci, les difficult√©s sont la pr√©sence initiale de l'√©paisse atmosph√®re et des conditions tr√®s hostiles de la surface (voir plus haut : d√©placer l'atmosph√®re).

Références

  1. ‚ÜĎ (en) Robert Zubrin, Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization, 1999 
  2. ‚ÜĎ (en) Martyn J. Fogg, Terraforming: Engineering Planetary Environments, SAE International, Warrendale, PA, 1995 
  3. ‚ÜĎ a‚ÄČ, b‚ÄČ, c‚ÄČ et d‚ÄČ Paul Birch, ¬ę Terraforming Venus Quickly ¬Ľ, dans Journal of the British Interplanetary Society, 1991 
  4. ‚ÜĎ Geoffrey A. Landis, ¬ę Colonization of Venus ¬Ľ, dans Conference on Human Space Exploration, Space Technology & Applications International Forum, Albuquerque NM, Feb. 2-6 2003 [texte int√©gral] 
  5. ‚ÜĎ Carl Sagan, ¬ę The Planet Venus ¬Ľ, dans Science, 1961 
  6. ‚ÜĎ a‚ÄČ et b‚ÄČ Carl Sagan, Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space, 1994, ISBN: 0345376595
  7. ‚ÜĎ (en) Stephen L. Gillett, Islands in the Sky: Bold New Ideas for Colonizing Space, John Wiley & Sons, 1996, ¬ę Inward Ho! ¬Ľ, p. 78-84 
  8. ‚ÜĎ Astronomers hatch plan to move Earth's orbit from warming sun, CNN.com
  9. ‚ÜĎ Gerald Nordley, ¬ę The Snows of Venus ¬Ľ, dans Analog Science Fiction and Science Fact, May 1991 
  10. ‚ÜĎ Paul Birch, ¬ę How to Spin a Planet ¬Ľ, dans Journal of the British Interplanetary Society, 1993 

Voir aussi

Référence

  • (en) Cet article est partiellement ou en totalit√© issu d‚Äôune traduction de l‚Äôarticle de Wikip√©dia en anglais intitul√© ¬ę Terraforming of Venus ¬Ľ.

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