Nous sommes en l'an 3000. Après avoir épuisé toutes les ressources naturelles de la Terre, les humains sont devenus une race spatiale et ont établi des colonies sur la lune. De vastes dômes scellés se regroupent sur sa surface, abritant des villes peuplées de centaines de milliers de personnes. Cette roche froide et grise est devenue en quelque sorte la nouvelle maison de l'humanité.
Bien sûr, c'est de la pure science-fiction. Mais aucune vision de l'avenir n'est complète sans une colonie extraterrestre d'humains, et puisque la lune est le corps céleste le plus proche de notre planète, c'est la plus facile à imaginer comme notre maison futuriste.
Mais cette vision correspond-elle à la réalité? La lune sera-t-elle un jour une propriété brûlante, et si oui, combien de personnes son paysage peu accueillant pourrait-il supporter de manière réaliste?
Une façon de répondre à cette question, de manière simpliste, est de considérer la zone de la lune. La surface de la lune représente environ 15,9% de la surface terrestre totale de la Terre (à l'exclusion de la surface de la Terre couverte par les océans). Techniquement, si nous emballions cette zone à la densité des villes les plus peuplées de la Terre, nous serions en mesure d'ajuster des billions de dollars à la surface de la lune.
Mais combien de personnes pourraient tenir sur la surface de la lune est une question très différente de combien de personnes ce monde pourrait soutenir durablement. Et à cet égard, la lune est certainement la cousine la plus pauvre de la Terre.
"C'est un endroit assez aride", a déclaré Darby Dyar, scientifique principal au Planetary Science Institute en Arizona et professeur d'astronomie au Mount Holyoke College dans le Massachusetts. "Chaque espèce cherche à élargir sa niche écologique. Mais la nouvelle" niche ", qui est la lune, est très inhospitalière pour les humains", a déclaré Dyar à Live Science.
De l'air pour respirer
Contrairement à la Terre, l'eau ne pleut pas librement sur la surface lunaire et s'accumule dans les corps que nous pourrions boire. Surtout, la lune manque également d'une atmosphère avec de l'air respirable. Le satellite naturel de la Terre n'a pas non plus d'écosystèmes existants qui pourraient convenablement soutenir des domaines de l'agriculture. La lune est également vulnérable aux tempêtes solaires, aux éruptions de la surface du soleil qui émettent des radiations électromagnétiques, que la lune - sans la protection d'un champ magnétique - ne peut pas dévier. Il y a aussi d'énormes températures extrêmes et de longues périodes alternées d'obscurité et de lumière, a déclaré Dyar.
Tout cela peut rendre la vie sur la lune impossible. Et pourtant, ce n'est pas le cas. En fait, les éléments essentiels à l'existence humaine - l'air, l'eau, la nourriture et l'abri - ne sont théoriquement pas aussi inaccessibles sur la lune que vous pourriez vous y attendre.
Prenez l'air. Pour soutenir une population de départ de quelques centaines de personnes sur la lune, nous devons commencer par transporter de l'air à la surface lunaire, en le pompant dans des structures scellées dans lesquelles les humains vivraient. Cela semble insoutenable, mais à court terme, ce serait en fait assez rentable, a déclaré Markus Landgraf, chef de projet lune à l'Agence spatiale européenne. "Les gens n'utilisent pas beaucoup d'air, et pendant longtemps, nous n'aurons pas besoin de faire l'air sur la lune. Nous pouvons l'apporter", a-t-il déclaré. "Les coûts de transport sont encore gérables."
Si cette population atteignait des dizaines de milliers, cependant, nous aurions besoin de synthétiser l'oxygène sur la lune, un processus coûteux. Mais Landgraf a déclaré que la croissance de l'exploration spatiale dans les prochaines décennies pourrait rendre le processus plus économique.
C'est parce que propulser un vaisseau spatial nécessite de l'oxygène, donc si la demande augmente, "il est plus économique de construire des générateurs d'oxygène sur la lune pour le propulseur de fusée, plutôt que pour l'eau potable et l'air pour les gens", a déclaré Landgraf. Cela ferait baisser le coût de production, ce qui rendrait moins cher la production d'air pour les habitants de la lune.
De l'eau, de l'eau partout
Et l'eau? Il y a encore quelques décennies, les chercheurs pensaient que la lune était complètement sèche. Mais maintenant, ils savent qu'il y a une quantité surprenante de liquide répartie sur la surface lunaire.
"Nous pensons que l'eau reste de la formation de la lune. Et nous savons que les comètes, qui sont essentiellement des boules de neige sales, ont un impact périodique sur la surface de la lune", a déclaré Dyar. "Il y a de bonnes preuves pour suggérer que ceux où les comètes ont impacté la surface ont encore des réservoirs de glace."
Une autre source d'eau, a-t-elle dit, vient des vents solaires qui rugissent dans l'espace; chargés de protons, ceux-ci entrent en collision avec des électrons sur la lune, formant de l'hydrogène.
Tout cela s'ajoute à une quantité décente d'eau lunaire, peut-être assez pour soutenir une population importante. Et nous avons déjà développé des technologies sur la Station spatiale internationale pour recycler l'eau potable de l'eau de douche, de l'urine et de la sueur des astronautes. Cela peut même utiliser l'humidité de leur respiration. Sur la lune, cette technologie pourrait créer une source d'eau en boucle fermée pour les habitants.
Mais même avec le recyclage, a déclaré Dyar, ces réserves d'eau ne seraient pas infinies; le recyclage de l'eau encore et encore s'accompagne d'une certaine perte, de sorte que les réserves devraient être rechargées de temps en temps. De plus, extraire l'eau de la lune en écrasant les roches lunaires et en draguant la glace des cratères profonds, nécessiterait d'énormes quantités d'énergie coûteuses, a souligné Dyar.
"Mon sentiment personnel est que la colonisation de la Lune dépendra de notre apport d'hydrogène", a-t-elle déclaré. Le transport coûterait également trop cher: environ 220 000 $ le kilogramme, a déclaré Landgraf.
Sans savoir combien d'eau se trouve actuellement à la surface de la lune, il est également difficile d'estimer combien de personnes elle pourrait supporter. Mais nous savons au moins que c'est peut-être suffisant pour fournir une source d'eau relativement durable. Dans tous les cas, Landgraf a estimé que les pionniers lunaires n'auraient pas besoin d'exploiter les ressources en eau de la lune pendant au moins les cinq à 10 premières années de colonisation; il sera assez bon marché pour transporter de l'eau là-haut et la recycler pour la douzaine d'humains qui seront les premiers à appeler la lune chez eux.
Quant à l'agriculture lunaire, nous pourrions imiter les conditions de croissance de la Terre avec "des dômes fermés presque comme des écosystèmes", a déclaré Landgraf. Nourrie par de longs rayons de soleil et arrosée d'eau recyclée, l'agriculture lunaire pourrait se développer à grande échelle pour nourrir des milliers de personnes. De nombreuses recherches suggèrent déjà que la croissance des cultures dans l'espace fonctionnera.
Envole-moi vers la lune
Il y a encore plusieurs inconnues sur la façon dont nous ferions tout cela dans la pratique. Mais théoriquement, les ressources naturelles pourraient soutenir des dizaines de milliers, voire des millions de personnes sur la lune. Alors, pourquoi n'y en a-t-il pas déjà des centaines parmi nous qui regardent la Terre?
Parce que les plus grandes contraintes à la colonisation de la lune ne sont pas nécessairement des limites aux ressources naturelles, a déclaré Landgraf, mais le coût énorme du transport de personnes là-haut par vaisseau spatial. Le faire de manière plus économique nécessiterait des sauts technologiques audacieux - comme l'invention des ascenseurs spatiaux. Si nous en avions, "alors nous parlons de dizaines de milliers de personnes sur la lune", a déclaré Landgraf. "Donc, vraiment, l'eau n'est pas la contrainte ici. C'est le transport."
Il y a une autre mise en garde, et c'est là que nous revenons brusquement à la réalité: pour l'instant, coloniser la lune n'est pas vraiment le but. Bien sûr, nous pourrions voir la lune comme une sorte d'arche de Noé en cas d'apocalypse terrestre. Mais actuellement, les agences spatiales internationales voient la lune non pas comme un avant-poste d'une catastrophe, mais comme un centre de recherche - et une base potentielle à partir de laquelle explorer le reste de notre système solaire.
Avec cette approche, Langraf a déclaré que nous pourrions chercher en Antarctique des indices sur l'habitation humaine. Probablement l'habitat le plus lunaire de la Terre, l'Antarctique abrite une population saisonnière fluctuante entre un et quatre mille chercheurs qui luttent contre les conditions glaciales et sèches pour faire leur travail. Étant donné que la recherche oriente actuellement la planification de l'habitation lunaire, cela nous donne une idée du nombre de personnes susceptibles de vivre de manière réaliste sur la lune dans les prochaines décennies: quelques milliers à la fois, plutôt que des millions ou des milliards.
Même cette population diminuerait probablement, remplacée par des robots moins chers et plus efficaces au fil du temps, selon Dyar. "Au fur et à mesure que la technologie s'améliore, il y a très peu de raisons pour lesquelles vous devez vraiment envoyer un humain pour faire de la recherche scientifique", a-t-elle déclaré.
Cependant, cela ne signifie pas que nos rêves de citoyenneté lunaire sont terminés. Il y a un autre facteur: la volonté inextinguible de l'humanité d'explorer. Cela pourrait obliger les générations futures à coloniser la lune par millions ou à l'utiliser comme rampe de lancement pour d'autres expéditions dans l'espace.
"Les humains sont l'une des rares espèces qui explorent toujours, même si cela n'est pas nécessaire", a déclaré Landgraf. "a très bien réussi avec cette stratégie. Serait-il sensé de changer cela? Je ne pense pas."
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Note de l'éditeur: Cet article a été mis à jour pour corriger une déclaration concernant la zone de la lune par rapport à la zone de la Terre, qui n'avait pas précisé que cela signifiait la zone de la Terre qui n'est pas couverte par les océans.
