Des tubes de lave sur Mars et la Lune pourraient être des « abris naturels » pour les futurs explorateurs

Les tunnels de lave pourraient un jour permettre à l’Homme de s’établir durablement dans les sous-sols de la Lune, mais aussi de Mars. Des chercheurs ont d’ailleurs isolé un site prometteur, situé près de l’équateur de la planète rouge.

Mars n’est pas aussi accueillante que la Terre. Il y fait très froid, très sec, et l’atmosphère est en majorité composée de dioxyde de carbone (96 %). La planète rouge, dépouillée de son champ magnétique il y a plusieurs milliards d’années, est également baignée de rayonnement solaire et autres rayons cosmiques susceptibles de « casser » notre ADN, entraînant alors la formation de cancers et de malformations génétiques. Parmi tous les défis qui nous attendent, en vue d’une future exploration, ce dernier point sera sans doute le plus difficile à résoudre.

L’option des tubes de lave

Dans cet esprit, la NASA, l’ESA et d’autres agences spatiales explorent depuis de nombreuses années la possibilité de s’établir à l’intérieur de gigantesques tubes de lave sur la Lune.

Ces structures se forment par des coulées volcaniques refroidies en surface, constituant alors une croûte solide, mais dont le coeur est resté fluide, permettant ainsi à la lave de continuer à s’écouler. Une fois que la lave disparaît, une cavité en forme de galerie apparaît alors.

Nous savons que leurs toits épais permettraient une protection naturelle contre le rayonnement cosmique, les impacts de météorites et les fluctuations de températures. Ces canaux souterrains, une fois scellés, pourraient également être pressurisés pour créer un environnement respirable.

Ces tunnels pourraient également se retrouver sur Mars. Mais où ? Des indices laissent à penser que certaines de ces structures pourraient se cacher au nord-est de Hellas Planitia, un bassin d’impact d’environ 2 200 km de diamètre et 9 500 m de profondeur situé dans l’hémisphère sud de la planète. Ces soupçons ont récemment fait l’objet d’une étude acceptée pour publication dans le Journal de la Washington Academy of Sciences (et disponible sur arXiv).

Un véritable effet protecteur

La solution Hellas Planitia offre à elle seule de nombreux avantages : plusieurs sondes ont en effet montré que les environnements de rayonnement les plus exposés sur Mars se trouvent aux pôles. Or, ce bassin se situe près de l’équateur.

En outre, de tous les environnements martiens, ce cratère d’impact est l’un des plus profonds. Cela signifie que l’atmosphère qui le baigne est plus épaisse. Les rayons cosmiques sont ainsi davantage filtrés. Selon les chercheurs, les explorateurs évoluant dans le bassin pourraient en effet s’attendre à absorber environ 342 microsieverts par jour (une unité d’exposition aux radiations), contre 547 μSv / jour à des altitudes plus élevées.

C’est un début, mais ces doses restent encore 25% plus élevées que ce que les astronautes à bord de l’ISS absorbent chaque jour. Et dans la station, les séjours ne durent pas plus de quelques mois, tandis que les explorateurs martiens pourraient passer des années sur la planète rouge. C’est alors que l’option « tunnel de lave » entre en jeu.

Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont visité des structures similaires retrouvées dans le sud-ouest américain pour tester le degré de protection de ces tubes de lave contre les radiations.

Comparant les mesures de rayonnement à l’intérieur et à l’extérieur du tube Mojave Aiken (Californie), de la Lava River Cave (Arizona), et du Big Skyligh (Nouveau-Mexique), ils ont enregistré un effet protecteur significatif. En extrapolant leurs résultats pour les faire correspondre à l’environnement martien, ils ont calculé qu’en évoluant dans l’un des tubes de lave du bassin d’impact, les explorateurs pourraient n’absorber qu’environ 61 μSv / jour de radiations.

D’autres options à l’étude

Ces travaux ne sont bien évidemment que préliminaires. Si l’option des tunnels de lave est effectivement intéressante, d’autres recherches seront nécessaires pour nous assurer de leur présence. Après quoi nous pourrons évaluer leur véritable potentiel.

D’autres types d’habitats sont également considérés par les agences spatiales. En 2018, une équipe de chercheurs suisses de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a par exemple dévoilé un concept d’igloo géant de 12,5 mètres de haut pour 5 mètres de large, dont la structure, faite de fibres de polyéthylène, serait elle-même protégée par trois mètres de glace. De quoi, encore une fois, protéger les occupants du rayonnement solaire.

Plus récemment, l’entreprise AI SpaceFactory a de son côté proposé des structures hautes et verticales baptisées « Marsha ». Ces dernières seraient fabriquées à partir de fibres de basalte (une roche que l’on trouve sur Mars) qui, lors des phases de test, se sont révélées particulièrement résistantes et capables elles aussi de stopper les rayons cosmiques.

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