Une nouvelle théorie suggère qu’une habitation humaine à long terme dans l’espace lointain nécessite un écosystème semblable à celui de la Terre qui se rétablit de lui-même afin de soutenir la technologie, l’infrastructure et la société. Les éléments cruciaux comprennent la reproduction de la gravité terrestre de 1G et le maintien d’un approvisionnement fiable en oxygène, de la disponibilité de l’eau, de la gestion des déchets et d’un système agricole fonctionnel, qui nécessitent tous une énergie substantielle, probablement supérieure à nos capacités actuelles.
Est-il possible pour l’homme de survivre à long terme dans l’espace lointain ? La réponse est peut-être tiède, selon une nouvelle théorie qui décrit les défis complexes liés au maintien de la gravité et de l’oxygène, à l’approvisionnement en eau, à la culture d’aliments et à la gestion des déchets, tout en étant éloigné de la Terre.
Baptisée théorie Pancosmorio – un mot inventé pour signifier « limite du monde » – cette théorie a été décrite dans un article publié dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
« Pour que l’homme puisse se maintenir dans l’espace avec toute sa technologie, son infrastructure et sa société, il a besoin d’un écosystème naturel qui se restaure de lui-même et qui ressemble à celui de la Terre », a déclaré Morgan Irons, co-auteur de l’article et doctorant menant des recherches avec Johannes Lehmann, professeur à l’école des sciences végétales intégratives de l’université de Cornell. Ses travaux portent sur la persistance du carbone organique dans le sol sous l’effet de la gravité terrestre et de conditions de gravité variables. « Sans ce type de systèmes, la mission échoue.
La première clé est la gravité, dont la vie terrestre a besoin pour fonctionner correctement, a déclaré le co-auteur Lee Irons, père de Morgan Irons et directeur exécutif de l’Institut Norfolk, un groupe qui vise à résoudre les problèmes de résilience humaine sur Terre et dans l’espace.
« La gravité induit un gradient dans la pression des fluides à l’intérieur du corps de l’être vivant, auquel les fonctions autonomes de la forme de vie sont adaptées », a-t-il déclaré. « Un exemple de déséquilibre gravitationnel serait l’effet négatif sur la vue des humains en orbite terrestre, où ils ne subissent pas le poids nécessaire pour induire le gradient de pression.
Morgan Irons a déclaré qu’il ne serait pas judicieux de dépenser des milliards de dollars pour mettre en place une colonie spatiale et la voir échouer, car même si tous les autres systèmes sont en place, vous avez besoin de la gravité.
Les êtres humains et toutes les formes de vie sur Terre ont évolué dans le contexte d’une gravité de 1G. « Nos corps, nos écosystèmes naturels, tous les mouvements d’énergie et la façon dont nous utilisons l’énergie sont tous fondamentalement basés sur la présence d’une gravité de 1G », a-t-elle déclaré. « Il n’y a pas d’autre endroit dans l’espace où la gravité est de 1G ; cela n’existe nulle part ailleurs dans notre système solaire. C’est l’un des premiers problèmes que nous devons résoudre ».
L’oxygène est un autre facteur clé. L’écosystème terrestre produit de l’oxygène pour les humains et les autres formes de vie. Si un système primaire et un système de secours technologiquement avancés ne parvenaient pas à fournir de l’oxygène à la base lunaire, par exemple, les astronautes seraient instantanément condamnés. « Une réserve existe partout dans la nature terrestre », a déclaré Lee Irons. « Pensez aux centaines de milliers d’espèces de plantes qui produisent de l’oxygène. C’est le genre de système de réserve que nous devons reproduire pour être vraiment durables. »
Un tel système écologique d’un avant-poste aurait besoin d’une énorme quantité d’énergie provenant du soleil. Les planètes et les lunes les plus éloignées du soleil dans notre propre système solaire reçoivent des quantités d’énergie moindres.
« Vous aurez besoin de beaucoup d’énergie », a déclaré Lee Irons. « Sinon, alimenter le système écologique d’un avant-poste reviendra à essayer de faire fonctionner sa voiture avec une batterie de téléphone portable ou, pire encore, à essayer de faire fonctionner toute sa maison et son foyer avec une batterie de téléphone portable.
Référence : « Pancosmorio (world limit) theory of the sustainability of human migration and settlement in space » par Lee G. Irons et Morgan A. Irons, 6 mars 2023, Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
DOI: 10.3389/fspas.2023.1081340