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L’industrialisation de la Lune, un nouveau défi pour l’humanité

par Philippe Jamet (1949-2009)


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Pour inaugurer les travaux du Groupe espace sur les questions liées à la conquête de la Lune, nous tenons ici à rendre un hommage particulier au journaliste scientifique Philippe Jamet, grand spécialiste des questions spatiales, décédé en 2009. Infatigable défenseur de la conquête spatiale et en particulier celle de la Lune, Philippe était un enthousiaste tant du progrès scientifique que du progrès humain. Il a mené toute sa vie un combat engagé contre le pessimisme anti-science et l’injustice sociale.

Nous republions ici, sous une forme légèrement modifiée, une série d’articles rédigés par Philippe en 2006 pour la revue Fusion. Ces articles se révèlent, dans le contexte des avancées récentes du programme lunaire chinois, d’une grande pertinence.


 Plaidoyer pour un retour sur la Lune

Nous sommes en 2006 et aucun astronaute n’a foulé, depuis décembre 1972, le sol lunaire, même si depuis 1984 on ressort bien quelques projets des cartons, de temps à autre, comme lors de colloques annuels tels que ceux de l’IAF ou des initiatives politiques sans lendemain comme la Space Exploration Initiative du président George Bush.

Ainsi, depuis quelque temps on reparle aux Etats-Unis de conquête de la Lune, mais les perspectives de budgétisation apparaissent encore incertaines et se limitent à un transfert de fonds de certains postes de la NASA vers ce programme lunaire. Il en est de même du programme Aurora de l’ESA, ambitieux au niveau des principes mais fort mal doté pour l’instant du point de vue financier. Pourtant l’Homme a toutes les raisons de conquérir l’espace, en commençant par la Lune comme base scientifique et industrielle, et comme tremplin vers les autres planètes du système solaire. Le pionnier Krafft Ehricke déclara un jour : « Si Dieu avait voulu que l’Homme conquiert l’espace, il nous aurait donné la Lune. »

 L’importance du spatial

A l’heure où nos sociétés industrielles connaissent des problèmes inquiétants qui les amènent à s’interroger sur leurs finalités et la validité des choix qui leur servent de fil conducteur et où un grand nombre de pays du Tiers monde sont confrontés à des conditions qui empêchent leur décollage économique, il est étonnant de constater combien les mentalités de nos contemporains sont en retard sur l’évolution des techniques. Ils ignorent les opportunités que cette évolution pourrait offrir à un système économique et social en crise et il est décevant, pour ce qui concerne l’espace, de constater combien les perspectives offertes par celui-ci pour le long terme, les interactions et les portes de sortie qu’il offre au système économique sont singulièrement absentes des stratégies des politiques.

On raisonne comme si l’on devait être assujetti « ad vitam aeternam » à un certain nombre de contraintes auxquelles on ne saurait échapper et avec lesquelles il « faut faire ». Les politiques économiques, scientifiques ou technologiques sont menées en vertu de la perception d’un certain nombre de limites entre lesquelles il faut apprendre « à piloter à vue ». L’idée que l’on puisse passer par dessus un certain nombre de blocages et de goulets d’étranglement inhérents à une économie limitée au cadre terrestre n’effleure que rarement la plupart des spécialistes de prospective.

Pour eux, la conquête de l’espace n’est qu’une dimension parmi d’autres de la politique de la science et de la technologie et ils semblent penser que les partisans de programmes spatiaux ambitieux ne seraient mus que par des désirs émotionnels.

Les politiques utilisent un argumentaire selon lequel, pour justifier un retour à la Lune, il faudrait soit des progrès technologiques conséquents, soit une hausse du PIB des pays de pointe tel qu’il puisse être possible d’utiliser le savoir faire spatial, à la limite de la frontière technologique, à un coût économique et social moindre. Dans cette optique, on ne tient pas compte des besoins à long terme de la société auxquels les activités spatiales répondront en engendrant un supplément de richesse.

Mais, avant d’être écartés, les arguments des opposants aux grands programmes spatiaux doivent être pris en compte, et cette opposition nous oblige à une confrontation permanente entre :

  • l’évaluation des énormes richesses de l’espace et de la Lune et de leurs potentialités ;
  • les moyens envisagés pour les utiliser en voyant notamment si ces projets impliquent un dépassement des frontières technologiques ;
  • les coûts des investissements de départ (phase de démarrage) et un examen des critiques qui leur sont faites ;
  • l’estimation des délais à partir desquels les colonies de l’espace et les colonies lunaires deviendraient rentables et bénéficiaires en déclenchant le processus autocumulatif de croissance qui doit être la marque d’un vrai programme de conquête spatiale.

En plus de ces positions stratégiques indispensables à la mise en œuvre d’un programme spatial ambitieux, il faut identifier l’adversaire à combattre : le libéralisme. Il bloque les recherches à long terme au profit de recherches sectorielles à court terme et freine les avancées qui auraient des effets positifs à long terme pour l’organisation de la recherche et de la technologie et qui auraient un effet d’entraînement de l’économie.

 Les conditions à remplir

La première étape de notre conquête de l’espace, après nos timides établissements en orbite (Skylab, stations Salyout, Mir et ISS), sera la Lune avec des objectifs scientifiques, économiques et énergétiques.

En faisant abstraction des programmes scientifiques lunaires, qui ne doivent pas souffrir financièrement des autres objectifs de la colonisation lunaire, il y a un certain nombre d’impératifs à respecter. Pour justifier économiquement le développement massif d’une industrie sur notre satellite, il est nécessaire :

  • de trouver des justifications extra-lunaires. La colonisation et l’industrialisation de la Lune doivent répondre à des besoins terrestres pressants : nous verrons que c’est le cas pour les problèmes d’énergie ;
  • de disposer d’une énergie illimitée et à faible coût pour son fonctionnement afin de rentabiliser rapidement les coûteuses opérations d’implantation ;
  • que son fonctionnement présente des avantages comparatifs élevés par rapport à une exploitation terrestre et soit à même, mieux qu’une industrie terrestre, de fournir aux différentes orbites circumterrestres les matériaux, produits finis et semi-finis indispensables au développement d’une activité importante sur celles-ci ;
  • que le coût du transport entre les différentes orbites cislunaires et circumterrestres ne vienne pas annuler les avantages du travail dans l’espace ou sur la Lune [1] ;
  • que tous les éléments indispensables au développement d’une industrie autonome soient présents ou que leur importation massive ne vienne pas grever les avantages apportés par la réalisation des conditions précédentes ou limiter celles-ci dans le temps (matériel scientifique et industriel) afin de réduire les coûts du transport entre la Terre et la Lune.

Nous verrons que la découverte de glaces polaires effectuées par les deux sondes Clementine et Lunar Prospector nous permettrait de nous conformer à plusieurs de ces impératifs en fournissant notamment des citernes de combustibles (oxygène et hydrogène liquides) aux orbites cislunaires, géostationnaires et circumterrestres basses entraînant une réduction drastique du coût du transport inter orbital. [2]

 La Lune et la science

Placée au premier rang des justifications pour un retour de l’homme sur la Lune, la science doit recevoir un traitement privilégié car c’est d’elle qu’il faut attendre nombre de retombées face à des problèmes difficiles à résoudre en restant dans notre biosphère terrestre. La nature de la Lune et les conditions particulières qui y règnent font de notre satellite un véritable laboratoire pour un grand nombre de disciplines.

L’astronomie

Au premier rang de celles-ci on relève donc l’astrophysique, pour laquelle la vocation de la Lune est toute trouvée (Voir encadré : L’astronomie lunaire). Les phénomènes sismiques y sont pratiquement négligeables du fait de sa stabilité géologique, comme une plateforme où il serait possible de construire des observatoires, des télescopes et des radiotélescopes de plus grande taille que sur Terre. Dans ce domaine les idées ne manquent pas et, dès les années 60, des travaux américains effectués au Goddard Space Center, promouvant l’utilisation de matériaux fabriqués sur la Lune (verres et céramiques), estimaient possible d’obtenir sur notre satellite des surfaces dont la planéité (pour les miroirs plan) et la sphéricité (pour les lentilles sphériques) étaient impossibles à obtenir sur Terre. [3]

Il serait intéressant de développer, dans ce domaine, nos technologies les plus modernes sur la Lune et d’en faire le siège d’une importante industrie en matière d’optique. On pourrait en effet fabriquer des miroirs sur place en raison de la forte présence de silice (SiO2) et d’une quantité impressionnante de petites billes de verre pur qui sont le résultat d’impacts de micrométéorites arrivant à des vitesses extrêmement élevées ; des brevets ont été déposés par Agnek et Zwicky dès les années 60. A la même époque, l’ingénieur américain Narodny a imaginé un atelier lunaire de pulvérisation d’ions sur des surfaces optiques par balayage sous vide afin d’obtenir un polissage superfin. D’autres projets ont été présentés au cours des décennies suivantes : ainsi Stewart Johnson, en collaboration avec Ferhat Akgul et Walter Gerstle de l’Université du Nouveau Mexique, a dressé les plans d’un radiotélescope lunaire en époxy graphite de 500 mètres de diamètre.

La Lune pourrait aussi offrir une solution idéale pour la radioastronomie qui, sur Terre, a bien du mal à protéger ces deux fenêtres vers l’univers radio que sont les bandes à 18 et 21 centimètres. Elle souffre des interférences des émissions humaines comme la télévision, la radio, les nouveaux systèmes de communications par satellite, les dispositifs de télécommande, les constellations en orbite basse.

Dans d’autres domaines, on trouve également des détecteurs de neutrinos, des détecteurs d’ondes gravitationnelles, l’imagerie submillimétrique interférométrique ou bien encore la physique solaire pour laquelle des observatoires lunaires seraient un avantage pour effectuer des études du vent solaire (étude de la surveillance isotopique) et du rayonnement cosmique, et compléterait utilement des satellites de type SOHO comme le concept ALBSO. Il serait aussi possible d’installer sur la face cachée des observatoires d’astrométrie encore plus performants que le satellite européen Hipparcos.

La géologie

L’étude de l’environnement lunaire est la deuxième justification des programmes scientifiques sur la Lune. Cela comprend l’étude physique et chimique ainsi que la cartographie topologique haute résolution de la surface au moyen de capteurs radar opérant à haute altitude avec une couverture globale incluant les régions polaires. C’est un peu ce que fait actuellement la sonde européenne Smart-I.

Selon le scientifique Yves Langevin, membre de l’association LUNEX, la motivation principale de l’étude de l’environnement lunaire tient à la planétologie comparée. Géologiquement parlant notre satellite attire les scientifiques, il est très lié à la Terre et on parle généralement de système Terre-Lune. La Lune est un objet de petite taille qui s’est refroidi très vite et garde la mémoire de ce qui s’est passé lors des phases intermédiaires de l’histoire de notre système solaire. Sa surface est très ancienne et a très peu évolué depuis qu’elle s’est figée. Le régolithe, qui est une couche friable à grains fins, mesure 5 mètres d’épaisseur et l’on y trouve l’enregistrement de tout ce qui a circulé dans le système solaire, comme les micrométéorites et les particules solaires.

Biologie et physiologie humaine

D’autres disciplines que celles liées à la connaissance de l’univers observable ou à celle du milieu lunaire lui-même gagneraient à posséder des installations sur la Lune. En particulier celles liées à l’extension des activités humaines dans l’espace et au développement d’écosystèmes artificiels préalables à l’établissement d’une base permanente. Tout cela nécessite des études sur la physiologie humaine dans des conditions de gravité réduite et la recherche de systèmes de protection contre les radiations. Il y a sur la Lune un grand avenir pour les expériences de biologie et d’exobiologie.

La physique

Mais c’est surtout la physique qui bénéficierait le plus d’implantations lunaires permanentes en raison des caractéristiques de l’environnement lunaire, à savoir :

  • un vide presque parfait, idéal pour les accélérateurs de particules qui pourraient fonctionner à ciel ouvert à des coûts bien moindres que sur Terre, mais aussi pour des expériences en physique atomique et moléculaire ou pour l’étude du comportement de la matière en ultravide (certaines substances manifestent un effet dit de « Getter » inconnu sur Terre qui se révèle par un phénomène d’absorption des gaz) ;
  • une absence de champ magnétique notable sur la plus grande partie de sa surface : la dynamo interne de la Lune est éteinte depuis plus de trois milliards d’années ;
  • un froid intense durant les nuits qui, conjugué au vide et à l’absence d’atmosphère, permettrait de nombreuses expériences sur la supraconductivité. A très basses températures, la résistance de certains alliages ou métaux devient nulle, ce qui permet la production de champs magnétiques intenses ;
  • la réduction de la force de gravitation à un sixième de la valeur terrestre.

Toutes ces caractéristiques sont importantes pour les physiciens qui travaillent dans des disciplines où le vide, le froid ou la chaleur, la gravitation, les champs magnétiques intenses et les champs électriques jouent un rôle.

 La Lune et le développement économique

Quel que soit le domaine d’activité scientifique (avec une base économique pour la soutenir ou une base industrielle), il est impératif d’impulser un processus dynamique où toutes les étapes vont s’emboîter, en préparant à chaque fois les prémisses de l’étape ultérieure afin de réduire les coûts et faciliter l’auto- financement.

Un bon choix des stratégies et des technologies à mettre en œuvre est nécessaire pour éviter le développement d’un système qui pèserait trop long temps sur l’économie terrestre et favoriser l’autonomie des implantations spatiales. On ne peut donc coloniser la Lune dans un seul but scientifique, car celui-ci peut être remis en cause par une décision d’un pouvoir politique estimant que la « science ne rapporte rien » et qu’il faut couper les fonds, comme George W. Bush a été à deux doigts de le faire avec le télescope Hubble.

Pour des raisons stratégiques, d’efficacité, de protection contre les pollutions industrielles résiduelles (les simulations effectuées à terre montrent que les poussières lunaires retombent dans un rayon de 30 à 40 kilomètres), il serait sage de réserver la face cachée de la Lune à la science et à la fabrication des instruments astronomiques. Ces activités, vers les années 2050-2060, pourraient mobiliser entre 80 et 100 astronautes scientifiques qui seraient relevés tous les trois mois.

On voit déjà que pour soutenir ce type d’activités, il faut sur la Lune et sur les orbites terrestres et lunaires une certaine masse critique, qui ne pourra être justifiée par le simple besoin d’étendre nos connaissances. L’activité de production, notamment dans certains domaines industriels et énergétiques, permettra d’asseoir plus solidement les fondements économiques du programme scientifique lunaire.

Deux contextes doivent être pris en compte pour pouvoir apprécier à leur juste valeur les programmes spatiaux : l’un tient à la survie du secteur spatial par son développement, l’autre tient à la convergence entre les potentialités de l’espace et les besoins d’une société industrielle en expansion. En particulier, il n’y aura probablement pas d’alternative à la conquête de l’espace dans le domaine de l’énergie. Il faut s’attendre à une forte demande venue des pays en voie de développement et Krafft Ehricke, auteur du plan de colonisation lunaire le plus élaboré jusqu’à présent, estimait la consommation d’électricité pour 2020 à 100 trillions de kWh en prenant en compte les pays du Tiers monde.

Actuellement, le secteur spatial ne représente guère plus de 4 à 5 % du chiffre d’affaires de l’industrie aéronautique mondiale. Il voit son essor limité par les moteurs de développement sur lesquels il s’appuie. A l’heure actuelle, le marché, de 27 milliards de dollars en 2000, est à 75 % représenté par les satellites de télécommunications et ce secteur revêt une importance stratégique pour les grands acteurs du spatial qui y puisent une partie importante de leurs revenus. Mais ce secteur n’est pas indéfiniment extensible et les spécificités des satellites (de télécommunications, météo, télédétection, étude de l’environnement, navigation et satellites scientifiques) qui servent de justification au programme spatial ont progressé au point où ce type d’activité ne connaîtra pas à l’avenir une extension massive, comme l’ont montré des études parues au début des années 90. Le marché sera saturé et il ne restera plus que le marché du renouvellement des satellites et ceux-ci ont une durée de vie de plus en plus longue...

Autre secteur sur lequel on fondait beaucoup d’espoirs comme moteur du développement spatial : l’industrialisation en microgravité. Elle bute sur l’incontournable problème des coûts de transport qui obèrent l’avantage dû au fait de travailler dans l’espace. Ces coûts comportent une part fixe incompressible et seules des solutions originales comme l’utilisation de parachutes, l’utilisation de la capacité résiduelle de lancement pour lancer des capsules récupérables, offrent de réelles opportunités. Toutefois, le coût de transport n’est pas le seul problème : dans un certain nombre de domaines la microgravité n’a pas répondu aux attentes, des innovations de procédés et de produits réalisées grâce au savoir acquis dans l’espace ont débouché sur peu d’applications à Terre.

L’apport d’éléments standardisés venus de la Lune pourrait cependant aider à construire des complexes industriels en microgravité. Mais ces systèmes de transport auront bien d’autres justifications : maintenance et réparation de satellites, installation d’infrastructures orbitales (amenées à poste par des lanceurs lourds), emport en orbite basse d’équipages spécialisés qui seraient ensuite transférés vers de grands chantiers spatiaux ou missions lunaires à partir de grands vaisseaux construits et parqués en orbite basse.

Il est certain que la pérennité de la conquête spatiale s’inscrit dans la durée et ne doit pas dépendre des marchés : les moteurs du développement spatial industriel sont actuellement insuffisants pour assurer cette pérennité, et si nous continuons dans cette voie, l’avenir sera fait de chômage et de perte de compétences.

La conquête spatiale ne constitue pas un espace autonome par rapport au système économique et industriel dans son ensemble (à cause des transferts de technologies vers d’autres secteurs et de l’effet d’entraînement qu’elle constitue) et par rapport à la société dans laquelle ceux-ci interagissent. Elle n’est pas un luxe que seules quelques nations industrielles pourraient se payer pour occuper quelques créneaux porteurs générant quelques retombées technologiques diffusées ça et là dans un certain nombre de laboratoires de recherche ou industriels particulièrement performants.

L’arrivée de pays du Tiers-monde (Chine, Inde, Brésil) sur le marché du lancement des satellites commerciaux signifie bien évidemment que vont se réduire les parts de marché pour les acteurs déjà impliqués, même s’il peut être un certain temps dopé par des demandes de lancement de satellites venus de pays émergents.

Néanmoins, les nouveaux arrivants peuvent être une chance si nous fédérons nos forces pour la conquête de la Lune en substituant à la logique suicidaire du « marché » la notion de « besoin » afin de créer, à partir d’une infrastructure spatiale et lunaire, de nouveaux marchés non décelables avec nos méthodes inadaptées d’économétrie. Celles-ci, éventuellement valables pour l’économie terrestre, ne peuvent pas être transposées pour l’espace. Il faut contribuer à l’émergence d’une véritable économie politique de l’espace, spécifique à celui-ci, dans la logique du principe de la découverte et de la croissance.

 Vers la Lune et au-delà

Ainsi, il faut sortir d’une logique de transfert vers l’espace de problèmes mal résolus dans le cadre terrestre ou d’objectifs de prestige qui débutent par un coup d’éclat spectaculaire mais qui, comme le programme Apollo, sont sans lendemain. C’est le risque qui pèse sur le projet Mars Direct de Robert Zubrin car il ne s’insère pas comme une étape claire d’un processus de conquête de l’espace. A la place, il faut mettre en œuvre un plan visionnaire de conquête de la planète Mars à partir de l’orbite lunaire, avec comme objectif le débarquement pour une implantation humaine définitive sur la planète rouge. Seuls viendraient de la Terre les indispensables moteurs à propulsion nucléaire, l’avionique, les systèmes informatiques et les systèmes de survie.

Comme le pressentait Krafft Ehricke, et ceci est confirmé par les paléontologues et les spécialistes de l’évolution de la vie : dans chaque grande crise, la vie a trois possibilités : rendre les armes et périr, régresser à un stade minimal d’existence ou avancer et croître. C’est à ce dilemme qu’est confrontée l’humanité, même si la plupart de nos « élites » et de nos décideurs restent encore aveugles à cette perception. La Lune est le premier véritable stade de cette croissance qui devrait nous permettre de coloniser tout le système solaire alors qu’aujourd’hui, dans de nombreux domaines faisant appel à des technologies sophistiquées, la « qualité spatiale » est la référence sur laquelle on cherche de plus en plus à s’aligner.

Dès la fin du XIXe siècle, le génial scientifique russe Tsiolkovski (1857-1935), le premier à avoir posé rationnellement les bases de ce qui allait devenir l’astronautique, avait pressenti que le destin le l’humanité était d’essaimer dans tout le système solaire, le transformant ainsi en une extension de sa biosphère. Quand on regarde la Lune illuminée de toute sa splendeur, on ne peut manquer de ressentir comme une sorte de fascination qui nous laisse supposer qu’une part importante de notre devenir est inscrite là, à quelques jours de vol par vaisseau spatial.

Le retour de l’Homme sur la Lune est nécessaire et n’a que trop tardé. En effet, ce projet correspond à des impératifs évidents de croissance et de découverte pour assurer la survie de notre civilisation mais aussi à une convergence totale entre les potentialités offertes par l’espace et les besoins et demandes d’une société industrielle en expansion sur les plans économique (Ehricke, Koelle), énergétique (Ehricke, Glaser), démographique (travaux de Meyer, Kaplan, Cremieux, W. Galle et O’Neill) mais aussi écologique, à plus long terme, comme l’ont souligné Ehricke et O’Neill.

Dans ce contexte, la Lune est l’étape obligée de la plupart des scénarios envisagés et constitue, aujourd’hui, un test de la volonté ou non de nos sociétés de s’attaquer à un certain nombre de problèmes insolubles dans le cadre d’une économie et d’une technologie limitées au cadre terrestre. On retrouve d’ailleurs le même type de blocages au niveau de certaines disciplines scientifiques pour lesquelles l’environnement particulier de notre satellite constitue une véritable bouée de sauvetage. La Lune nous interpelle sur notre capacité à relever nombre de défis. Il est évident que la science ne sera pas le moteur de la colonisation lunaire et que les programmes scientifiques devront se greffer sur un grand projet à effet d’entraînement, d’ordre industriel.

 La conquête de la Lune, antidote au libéralisme

La première convergence entre les potentialités offertes par la colonisation lunaire et les besoins et les demandes de nos sociétés concerne la nécessité de porter notre économie à un stade supérieur. En raison des immenses efforts de planification qu’elle exigerait, la colonisation lunaire constituerait un excellent antidote aux politiques économiques libérales qui ont dominé sur Terre depuis deux ou trois décennies.

Dans la suite du programme Apollo, les Américains avaient lancé les programmes de recherche technologique LESA et PATHFINDER destinés à préparer les instruments d’un possible programme post-Apollo, mais le retournement idéologiques qui s’effectua au détriment des grands programmes spatiaux mit fin à ces recherches, alors que les Américains maîtrisaient 80 % des technologies nécessaires à une implantation permanente sur notre satellite.

Trente cinq ans après le débarquement du premier homme sur la Lune, la perte de compétences technologiques implique un sérieux effort à fournir pour relancer la machine. Le programme Apollo est l’exemple moderne du succès d’un programme conjuguant volonté dirigiste de l’Etat et libre entreprise. Outre les grands groupes aérospatiaux, la kyrielle de petites et moyennes entreprises de haute technologie qui ont travaillé à ce programme ont formé un tissu industriel qui est encore à la base de la puissance des Etats-Unis aujourd’hui.

A l’heure actuelle, l’espace est un impulseur économique pour les télécommunications et l’électronique. Il le serait pour bien d’autres secteurs s’il existait une volonté politique d’aller de l’avant, en ouvrant de nouveaux marchés, grâce à l’industrialisation lunaire, afin de répondre à des besoins terrestres et circumterrestres : petites usines orbitales, chantiers d’assemblage de vaisseaux, centrales de production d’énergie...

On peut considérer également que la conquête de l’espace, nécessitant une optique à long terme, est le moyen de contrebalancer les évolutions pernicieuses apparues depuis le début des années 70 au profit de recherches sectorielles à court terme. Une des conséquences les plus dramatiques de ces choix a été de donner une priorité aux investissements de rationalisation, donc de générer des mécanismes d’exclusion, au détriment des investissements dans de nouveaux produits qui sont souvent en filiation avec les premiers.

Ainsi un grand programme spatial lunaire, mené au niveau mondial par de multiples acteurs, pourrait contribuer à inverser durablement cette tendance et serait un « modérateur » des mouvements de l’économie en enlevant une partie de celle-ci à la logique féroce du court terme.

 Démographie et écologie

Les dimensions démographiques et écologiques restent encore peu probantes pour justifier un grand programme de colonisation spatiale, puisque la technologie actuelle permet en effet, si on l’utilise pleinement, de nourrir 10 milliards de personnes avec un niveau de vie acceptable sans dommages irréversibles pour l’environnement.

A long terme, cependant, l’impact humain sur la biosphère pourrait devenir un facteur limitant. Le pionnier spatial germano-américain Ehricke, pourtant vigoureusement opposé aux thèses du Club de Rome, considérait que la chaleur résiduelle de l’industrie humaine était le risque majeur d’un développement limité au cadre terrestre. Face à cette détérioration de la biosphère et de l’environnement, l’espace offre des potentialités intéressantes en matière de transfert pour l’environnement, un lieu de recyclage et de destruction des déchets spéciaux à partir du moment où la technique spatiale sera suffisamment banalisée. Une telle approche créerait des dizaines de milliers d’emplois dans l’industrie du conditionnement et des centaines de milliers dans le secteur spatial qui construirait des engins de très haute fiabilité qui pourraient être envoyés dans le Soleil à des fins de destruction. La technique spatiale ferait ainsi des progrès immenses, avec des retombées sur d’autres secteurs du transport spatial.

 Les ressources énergétiques

Le dernier grand facteur justifiant la colonisation de la Lune est celui des ressources énergétiques et minères. Etant donné son importance, nous allons le traiter dans le prochain article.

 En savoir + : l’astronomie lunaire

Les astrophysiciens américains Agnek et Powers avaient calculé, dans les années 60, qu’un simple petit télescope de 30 centimètres d’ouverture, placé sur la Lune, permettrait d’observer des objets 20 fois plus faibles en luminosité que les astres les plus faibles photographiés par le télescope du Mont- Palomar. Depuis cette époque, on sait combien l’astronomie optique terrestre a progressé avec des instruments comme le VLT [Very Large Télescope composé de 4 télescopes de 8 mètres d’ouverture), le télescope Keck et surtout les techniques d’optique adaptative non linéaire (et de spectroscopie associée) qui ont été intégrées à ces télescopes géants. [4] Toutes ces techniques ont pour origine les idées développées par l’Américain Horace Babcock (1953) et un certain nombre de concepts utilisés pour corriger les effets optiques de l’atmosphère et qui étaient classifiés car destinés à l’observation et à la surveillance par des satellites artificiels espions.

Tous ces progrès technologiques rendent les possibilités d’observation entre un télescope lunaire et un télescope terrestre de taille équivalente moins grande qu’à l’époque des pionniers de la conquête de l’espace mais l’examen comparatif des conditions dans lesquelles se développent ou se déroulent ces deux types d’astronomie fait quand même pencher la balance en faveur de solutions lunaires.

L’astronomie lunaire est potentiellement intéressante pour l’astronomie optique, l’astronomie UV et plus encore la radioastronomie : il serait possible d’installer sur la face cachée de la Lune de grands radiotélescopes fonctionnant en interférométrie avec, en plus, l’avantage d’être à l’abri des ondes radio naturelles et artificielles de la Terre. Comme l’a écrit Jack Burns, professeur d’astronomie à l’Université du Nouveau-Mexique : « Malgré sa surface inhospitalière, la Lune est peut-être le meilleur emplacement de tout le système solaire pour les observations astronomiques : elle est quasiment dépourvue d’atmosphère, sa surface est remarquablement stable, les ondes lumineuses et radio y sont faibles, surtout sur sa face cachée et les matières premières nécessaires à la construction de télescopes sont suffisamment abondantes. »

Si nous avons seulement mentionné, parmi les potentialités astronomiques de la Lune, l’astronomie optique et UV, en plus de la radioastronomie, c’est parce que des observatoires lunaires dans des domaines comme le rayonnement gamma et le rayonnement X n’apportent aucun avantage par rapport à des satellites scientifiques spécifiques de ces longueurs d’onde à cause de la sophistication aujourd’hui atteinte par les instruments des satellites en orbite (satellites Compton-GRO, Chandra, XMM, Integral). Pour ce qui concerne l’infrarouge, le problème est ambigu : l’intérêt est réel d’installer ce type de télescope sur la Lune mais, pour affiner les mesures, il faudra tenir compte également de l’importante quantité de rayonnement infrarouge émise par notre satellite et pouvant noyer quelque peu le rayonnement émis par d’autres objets astrophysiques.

Selon les astrophysiciens Jack Burns, Nebojda Danic, Jeffrey Taylor et Stewart Johnson, sur un certain nombre de plages de longueurs d’onde, des télescopes lunaires seraient incomparablement supérieurs non seulement aux observatoires terrestres les plus sophistiqués mais également aux télescopes embarqués sur des satellites qui ont pourtant révolutionné l’astronomie. Selon les mêmes auteurs, les télescopes optiques lunaires délivrés des turbulences de l’atmosphère pourraient fonctionner en interférométrie et donner des images 100 000 fois plus précises que celles des meilleurs télescopes terrestres. Par rapport à des télescopes optiques ou UV placés en orbite terrestre, les télescopes lunaires, selon les mêmes astrophysiciens, offriraient trois avantages : il y a tout d’abord le risque à prendre en compte de collision avec des débris d’autres satellites car notre environnement circumterrestre est très pollué de ce point de vue. Les astrophysiciens sont très préoccupés par cette réalité qui s’ajoute à la pollution lumineuse venue de l’éclairage des villes et aux interférences produites par les ondes radio (pour les radiotélescopes). Les études et simulations effectuées montrent qu’il y aurait trois zones principales où se concentrent les débris spatiaux, à savoir les altitudes de 800, 1000 et 1500 kilomètres par rapport à la Terre. C’est dans ces zones qu’orbitent en permanence ou temporairement, en fonction de leurs trajectoires, un certain nombre de satellites scientifiques.

Le deuxième avantage à prendre en compte pour des télescopes lunaires par rapport à des télescopes en orbite terrestre vient du fait que les orbites circumterrestres se situent dans des zones où les poussières et les gaz (malgré, ici, leur faible densité) sont encore présents avec des inconvénients majeurs : le phénomène de diffusion de la lumière par ces poussières émettant du rayonnement infrarouge qui noie partiellement les rayonnements infrarouges de faibles intensités produits par des phénomènes cosmiques.

Troisième avantage pouvant justifier la mise en œuvre de télescopes implantés sur la Lune : le frottement des satellites placés en orbite basse et qui voient leur déplacement freiné par une atmosphère résiduelle raréfiée et qui oblige les scientifiques à procéder à des rehaussements d’orbite, ce qui a été fait à plusieurs reprises pour le télescope spatial Hubble. Autre désavantage dû à ces orbites basses, les satellites sont soumis à de très brèves fluctuations thermiques et gravitationnelles qui déforment les miroirs et les antennes des radio-télescopes avec pour conséquence de dégrader la qualité des images transmises, ce qui s’ajoute aux inconvénients dus à la proximité de la Terre, la lumière parasite de notre planète limite la qualité des images reçues, et son champ magnétique, qui s’étend dans l’espace sous forme de magnétosphère, parasite la détection des ondes radio kilométriques en émettant des ondes radio basse fréquence qui masquent presque complètement les premières.

D’autres scientifiques ont également travaillé sur un projet consistant en la construction d’antennes paraboliques de 500 mètres de diamètre en époxy- graphite entièrement orientables pour la détection des ondes radio et sur des projets de miroirs optiques de 16 mètres.

Parmi les projets de télescopes lunaires, il faut citer le projet d’hypertélescope au sol, dérivé du projet terrestre d’Antoine Labeyrie dénommé OVLA (Optical Very Large Array) qui est un interféromètre, et le projet d’interféromètre optique géant à double anneau LOUISA (Lunar Optical Ultraviolet lnfrared Synthesis Array) imaginé aux Etats-Unis. Selon Jack Burns, le pouvoir de résolution de LOUISA serait 10 000 fois supérieur à celui du télescope spatial Hubble, ce qui lui permettrait, entre autres découvertes, de mettre en évidence l’existence de planètes de type terrestre autour des étoiles les plus proches. Selon Jack Burns et ses collègues qui ont cosigné l’article paru dans la revue Pour la Science de mai 1990 : avec un pouvoir séparateur de un cent millième de seconde d’arc, cet interféromètre permettrait l’étude de problèmes jusqu’ici insolubles. Il détecterait des planètes qui, comme la Terre, gravitent à proximité d’une étoile, et pourrait peut-être même déterminer la composition de leur atmosphère ; de telles études feraient considérablement progresser la recherche de vie extra-terrestre dans notre galaxie.

Le LOUISA observerait même les planètes et les astéroïdes de notre système solaire avec une précision supérieure à celle des images fournies jusque là par des sondes. Il donnerait des images de la surface des étoiles et révélerait les mouvements qui s’y produisent, apportant ainsi de précieux renseignements sur la structure interne et l’évolution des étoiles. Il étudierait les mouvements des galaxies, les spirales autour des trous noirs, les étoiles à neutrons et les galaxies qui ont explosé. Enfin, il mesurerait le mouvement propre des quasars et révélerait les irrégularités de l’expansion de l’Univers ».


[1Le coût de transport surface lunaire-orbite basse cislunaire est faible, l’accroissement de vitesse (delta-V) nécessaire pour se positionner sur cette orbite étant de 1,7 km/s, auquel il faut ajouter 0,7 km/s pour atteindre la vitesse de libération vers la Terre.

[2Notons qu’il y a controverse au sujet de l’eau lunaire car des mesures effectuées en ondes radio sur ces cratères polaires lunaires par l’équipe américaine de Bruce Campbell ont introduit une dissonance selon laquelle les quantités d’eau contenues sous forme de glace sous ces cratères seraient moins élevées que ce que pensaient Alan Binder, chef de la mission Lunar Prospector et Paul Spudis.

De notre point de vue les responsables de la mission polaire lunaire américaine n’ont pas surestimé la quantité de glace d’eau lunaire : celle-ci se trouve à 40 ou 50 centimètres sous la surface, ce qui rend aléatoire les mesures radio en y ajoutant le fait que les oxydes de fer, communs sur la Lune, font obstacle à la propagation de ces ondes. Selon Wernher Von Braun et Herbert Pichler, il se pourrait même que dans d’autres régions que les pôles il existe des « glaces juvéniles éternelles » qui remonteraient à la surface où elles seraient vaporisées par des impacts.

Selon l’astrophysicien américain Thomas Gold, un nuage de vapeur d’eau aurait été détecté, lors du programme Apollo, au dessus de la Lune. Cette eau aurait été apportée par des comètes et il n’ est pas inutile de rappeler que, selon l’astrophysicien belge Armand Delsemme, 95 % de l’eau terrestre aurait été également apportée par ces corps considérés comme des reliques fossiles des premiers âges du système solaire : or la Lune a reçu à la même époque reculée ce même type de bombardement.

[3Le vide lunaire, équivalent à 10 Torr, est propice à de nombreuses activités technologiques.

[4L’optique adaptative a d’abord été testée au foyer du télescope de 3,6 mètres de 1’ ESO (European Southern Observatory-système donis) et au télescope de 3,6 mètres de diamètre Canada France Hawaii (système Pueo). Le système d’optique adaptative du VLT s’appelle pour sa part Naos.

Installation agricole sur Sélénopolis, selon un dessein de Krafft Ehricke