Bienvenue dans notre série sur la colonisation du système solaire! Aujourd'hui, nous examinons la plus grande des lunes de Saturne - Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys, Enceladus et Mimas.
À partir du 17e siècle, les astronomes ont fait de profondes découvertes autour de la planète Saturne, qu'ils croyaient être la planète la plus éloignée du système solaire à l'époque. Christiaan Huygens et Giovanni Domenico Cassini ont été les premiers, repérant les plus grandes lunes de Saturne - Titan, Tethys, Dione, Rhea et Iapetus. Plus de découvertes ont suivi; et aujourd'hui, ce que nous avons reconnu comme le système Saturne comprend 62 satellites confirmés.
Ce que nous savons de ce système a considérablement augmenté au cours des dernières décennies, grâce à des missions comme Voyageur et Cassini. Et avec cette connaissance est venue plusieurs propositions qui prétendent comment les lunes de Saturne devraient un jour être colonisées. En plus de posséder le seul corps autre que la Terre à avoir une atmosphère dense et riche en azote, il existe également dans ce système des ressources abondantes qui pourraient être exploitées.
Tout comme l’idée de coloniser la Lune, Mars, les lunes de Jupiter et d’autres corps du système solaire, l’idée d’établir des colonies sur les lunes de Saturne a été largement explorée dans la science-fiction. Dans le même temps, des propositions scientifiques ont été faites qui mettent l'accent sur la façon dont les colonies bénéficieraient à l'humanité, nous permettant de monter des missions plus profondément dans l'espace et d'inaugurer une ère d'abondance!
Exemples en fiction:
La colonisation de Saturne a été un thème récurrent dans la science-fiction au cours des décennies. Par exemple, dans le roman d'Arthur C. Clarke de 1976 Terre impériale, Titan abrite une colonie humaine de 250 000 personnes. La colonie joue un rôle vital dans le commerce, où l'hydrogène est extrait de l'atmosphère de Saturne et utilisé comme carburant pour les voyages interplanétaires.
Dans Piers Anthony's Bio d'un tyran de l'espace (1983-2001), les lunes de Saturne ont été colonisées par diverses nations dans une ère post-diaspora. Dans cette histoire, Titan a été colonisé par les Japonais, tandis que Saturne a été colonisé par les Russes, les Chinois et d'autres anciennes nations asiatiques.
Dans le roman Titan (1997) par Stephen Baxter, l'intrigue est centrée sur une mission de la NASA sur Titan qui doit lutter pour survivre après un crash à la surface. Dans les premiers chapitres de Stanislaw Lem Fiasco (1986), un personnage se retrouve figé à la surface de Titan, où ils sont coincés pendant plusieurs centaines d'années.
Dans Mars Trilogy de Kim Stanley Robinson (1996), l'azote de Titan est utilisé dans la terraformation de Mars. Dans son roman 2312 (2012), l'humanité a colonisé plusieurs des lunes de Saturne, dont Titan et Iapetus. Plusieurs références sont également faites au «biote énceladien» dans l'histoire, qui sont des organismes exotiques microscopiques que certains humains ingèrent en raison de leur valeur médicinale supposée.
Dans le cadre de sa série Grand Tour, les romans de Ben Bova Saturne (2003) et Titan (2006) traitent de la colonisation du système cronien. Dans ces histoires, Titan est exploré par un rover artificiellement intelligent qui commence mystérieusement à mal fonctionner, tandis qu'une colonie spatiale humaine mobile explore les anneaux et autres lunes.
Méthodes proposées:
Dans son livre Entrer dans l'espace: créer une civilisation spatiale (1999), Robert Zubrin a préconisé la colonisation du système solaire externe, un plan qui comprenait l'exploitation des atmosphères des planètes extérieures et l'établissement de colonies sur leurs lunes. En plus d'Uranus et de Neptune, Saturne a été désignée comme l'une des plus grandes sources de deutérium et d'hélium-3, ce qui pourrait stimuler l'économie de fusion en attente.
Il a en outre identifié Saturne comme étant le plus important et le plus précieux des trois, en raison de sa proximité relative, de son faible rayonnement et de son excellent système de lunes. Zubrin a affirmé que Titan est un candidat de choix pour la colonisation car c'est la seule lune du système solaire à avoir une atmosphère dense et est riche en composés carbonés.
Le 9 mars 2006, la sonde spatiale Cassini de la NASA a trouvé des preuves possibles de présence d'eau liquide sur Encelade, ce qui a été confirmé par la NASA en 2014. Selon les données dérivées de la sonde, cette eau émerge des jets autour du pôle sud d'Encelade, et n'est plus à des dizaines de mètres sous la surface à certains endroits. Cela faciliterait considérablement la collecte de l'eau sur une lune comme Europa, où la calotte glaciaire a plusieurs kilomètres d'épaisseur.
Les données obtenues par Cassini indiquent également la présence de molécules volatiles et organiques. Et Encelade a également une densité plus élevée que la plupart des lunes de Saturne, ce qui indique qu'il a un noyau de silicate moyen plus grand. Toutes ces ressources s'avéreraient très utiles pour construire une colonie et assurer les opérations de base.
En octobre 2012, Elon Musk a dévoilé son concept de Mars Colonial Transporter (MCT), qui était au cœur de son objectif à long terme de coloniser Mars. À l'époque, Musk a déclaré que le premier vol sans pilote du vaisseau spatial de transport sur Mars aurait lieu en 2022, suivi de la première mission MCT habitée partant en 2024.
En septembre 2016, lors du Congrès international d'astronautique de 2016, Musk a révélé plus de détails sur son plan, qui comprenait la conception d'un système de transport interplanétaire (ITS) et les coûts estimés. Ce système, qui était à l'origine destiné à transporter des colons vers Mars, avait évolué dans son rôle pour transporter des êtres humains vers des endroits plus éloignés du système solaire - qui pourraient inclure les lunes joviennes et croniennes.
Des bénéfices potentiels:
Par rapport à d'autres endroits du système solaire - comme le système jovien - les plus grosses lunes de Saturne sont exposées à beaucoup moins de rayonnement. Par exemple, les lunes de Jupiter Io, Ganymède et Europa sont toutes soumises à un rayonnement intense du champ magnétique de Jupiter - allant de 3600 à 8 rems par jour. Cette quantité d'exposition serait mortelle (ou du moins très dangereuse) pour les êtres humains, nécessitant la mise en place de contre-mesures importantes.
En revanche, les ceintures de rayonnement de Saturne sont nettement plus faibles que celles de Jupiter - avec un champ équatorial de 0,2 gauss (20 microtesla) par rapport à 4,28 gauss (428 microtesla) de Jupiter. Ce champ s'étend d’environ 139 000 km du centre de Saturne à une distance d’environ 362 000 km - par rapport à celui de Jupiter, qui s’étend sur une distance d’environ 3 millions de km.
Parmi les plus grandes lunes de Saturne, Mimas et Encelade se trouvent dans cette ceinture, tandis que Dioné, Rhéa, Titan et Japet ont tous des orbites qui les placent juste à l'extérieur des ceintures de rayonnement de Saturne bien au-delà. Titan, par exemple, orbite autour de Saturne à une distance moyenne (semi-grand axe) de 1 221 870 km, le mettant en toute sécurité hors de portée des particules énergétiques de la géante gazeuse. Et son atmosphère épaisse peut suffire à protéger les résidents des rayons cosmiques.
De plus, les substances volatiles et le méthane congelés récoltés dans les lunes de Saturne pourraient être utilisés pour terraformer d’autres endroits du système solaire. Dans le cas de Mars, l'azote, l'ammoniac et le méthane ont été suggérés comme un moyen d'épaissir l'atmosphère et de déclencher un effet de serre pour réchauffer la planète. Cela entraînerait la sublimation de la glace d'eau et du CO² gelé aux pôles, créant ainsi un processus de changement écologique autonome.
Les colonies situées sur les lunes de Saturne pourraient également servir de base pour la récolte de deutérium et d'hélium-3 de l'atmosphère de Saturne. Les sources abondantes de glace d'eau sur ces lunes pourraient également être utilisées pour fabriquer du carburant de fusée, servant ainsi de points d'arrêt et de ravitaillement. De cette façon, une colonisation du système de Saturne pourrait alimenter l'économie de la Terre et faciliter l'exploration plus profondément dans le système solaire extérieur.
Défis:
Naturellement, la colonisation des lunes de Saturne présente de nombreux défis. Il s'agit notamment de la distance à parcourir, des ressources et des infrastructures nécessaires et des risques naturels auxquels les colonies de ces lunes devraient faire face. Pour commencer, alors que Saturne peut être abondante en ressources et plus proche de la Terre que Uranus ou Neptune, elle est encore très loin.
En moyenne, Saturne est à environ 1 429 milliards de kilomètres de la Terre; ou ~ 8,5 UA, l'équivalent de huit fois et demie la distance moyenne entre la Terre et le Soleil. Pour mettre cela en perspective, il a fallu Voyager 1 sonde environ trente-huit mois pour atteindre le système de Saturne depuis la Terre. Pour les engins spatiaux en équipage, transportant des colons et tout l'équipement nécessaire pour coloniser la surface, il faudrait beaucoup plus de temps pour y arriver.
Ces navires, pour éviter d'être trop gros et trop chers, devraient s'appuyer sur la cryogénie ou la technologie liée à l'hibernation pour économiser de l'espace sur le stockage et l'hébergement. Bien que ce type de technologie soit à l'étude pour les missions en équipage sur Mars, il est encore très en phase de recherche et développement.
Tous les navires impliqués dans les efforts de colonisation, ou utilisés pour expédier des ressources vers et depuis le système cronien, devraient également disposer de systèmes de propulsion avancés afin de pouvoir effectuer les voyages dans un laps de temps réaliste. Compte tenu des distances impliquées, cela nécessiterait probablement des fusées utilisant une propulsion nucléaire-thermique, ou quelque chose de plus avancé (comme des fusées anti-matière).
Et tandis que le premier est techniquement faisable, aucun système de propulsion de ce type n'a encore été construit. Tout ce qui est plus avancé nécessiterait de nombreuses années de recherche et développement et un engagement majeur dans les ressources. Tout cela, à son tour, soulève la question cruciale des infrastructures.
Fondamentalement, toute flotte opérant entre la Terre et Saturne aurait besoin d'un réseau de bases entre ici et là pour les alimenter et les alimenter. Donc, vraiment, tout projet de colonisation des lunes de Saturne devrait attendre la création de bases permanentes sur la Lune, Mars, la ceinture d'astéroïdes et très probablement les lunes joviennes. Ce processus coûterait très cher selon les normes actuelles et (encore) nécessiterait une flotte de navires avec des systèmes d'entraînement avancés.
Et tandis que le rayonnement n'est pas une menace majeure dans le système cronien (contrairement à autour de Jupiter), les lunes ont été soumises à de nombreux impacts au cours de leur histoire. En conséquence, toutes les colonies construites à la surface auraient probablement besoin d'une protection supplémentaire en orbite, comme une chaîne de satellites défensifs qui pourraient rediriger les comètes et les astéroïdes avant qu'ils n'atteignent l'orbite.
Compte tenu de ses ressources abondantes et des opportunités qu'il présenterait pour explorer plus profondément le système solaire (et peut-être même au-delà), Saturne et son système de lunes ne sont rien de moins qu'un prix majeur. En plus de cela, la perspective de la colonisation est beaucoup plus attrayante que d'autres endroits qui présentent de plus grands dangers (c'est-à-dire les lunes de Jupiter).
Cependant, un tel effort serait intimidant et nécessiterait un engagement multigénérationnel massif. Et un tel effort devrait très probablement attendre la construction de colonies et / ou de bases dans des endroits plus proches de la Terre en premier - comme sur la Lune, Mars, la ceinture d'astéroïdes et autour de Jupiter. Mais nous pouvons certainement garder espoir à long terme, non?
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur la colonisation ici à Space Magazine. Voici pourquoi coloniser la lune d'abord?, Comment coloniser le mercure?, Comment coloniser Vénus?, Coloniser Vénus avec des villes flottantes, allons-nous jamais coloniser Mars?, Comment coloniser les lunes de Jupiter?, Et Le guide définitif de la terraformation.
Astronomy Cast a également de nombreux épisodes intéressants sur le sujet. Découvrez l'épisode 59: Saturne, l'épisode 61: les lunes de Saturne, l'épisode 95: les humains sur Mars, partie 2 - les colons, l'épisode 115: la lune, la partie 3 - le retour sur la lune et l'épisode 381: les astéroïdes creux dans la science-fiction.
Sources:
- NASA: Exploration du système solaire - Les lunes de Saturne
- NASA - Cassini: Mission à Saturne - Lunes
- Wikipédia - Lunes de Saturne
- Wikipedia - Colonisation du système solaire externe
