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Villes régolithiques | Engadget

Une Comté sur Mars

Alors que l’horloge tombait sur le Défi de l’habitat imprimé en 3D de la NASA en mai dernier, le sort d’AI SpaceFactory, une entreprise leader dans l’architecture multi-planétaire, est tombé entre les mains d’un robot industriel dégingandé. Après quatre ans et quelques rondes d’élimination, l’équipe basée à New York était en tête-à-tête avec des chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie, en lice pour un premier prix de 500000 $ et une chance d’inspirer les futurs établissements martiens.

Près de dix heures après le dernier jour de compétition, des centaines de personnes ont regardé le bras robotique de AI Spacefactory suspendre un puits de lumière circulaire sur une structure couleur vase, semblable à un vase, en l’abaissant lentement comme pour placer le toit d’un château de cartes. Pendant quelques secondes, le puits de lumière a semblé sécurisé. Les observateurs ont commencé à applaudir. Puis, avec peu d’avertissement, le puits de lumière a glissé et est tombé à travers une ouverture dans le toit, s’écraser sur le sol avec un bruit sourd.

Une telle mésaventure serait dévastatrice pour une mission sur Mars. Mais la structure imprimée en 3D d’AI SpaceFactory, Marsha, a quand même suffisamment impressionné les juges de la NASA pour remporter le premier prix. La firme espère maintenant que Marsha servira de prototype pour les premiers habitats humains de la planète rouge.

Conçue comme un œuf, la forme de Marsha est à la fois esthétiquement svelte et efficace sur le plan extraterrestre. «Sur Mars, l’air extérieur est très mince, seulement un pour cent de l’atmosphère terrestre», explique David Malott, PDG et co-fondateur d’AI SpaceFactory, qui a supervisé la conception du bâtiment. En conséquence, Marsha devrait être mis sous pression à l’intérieur pour correspondre à l’atmosphère terrestre; cette différence de pression amènerait la structure à vouloir éclater comme un ballon. La forme d’oeuf, dit Malott, est censée empêcher le bâtiment d’exploser.

À l’intérieur, les commodités de Marsha ne seraient pas très différentes de celles à l’intérieur d’une petite maison de ville, à quelques exceptions près. L’habitat comprend quatre étages, y compris une cuisine, une salle d’exercice, des cabines de sommeil et un jardin où les astronautes pourraient cultiver des herbes et des légumes verts. Un laboratoire humide et sec offre un espace pour l’expérimentation, tandis qu’un port d’amarrage au rez-de-chaussée offre un accès facile à un rover. La couche externe de fibre de basalte de la structure, qui proviendrait du régolithe martien ou de bioplastique recyclé à partir des déchets des astronautes, serait conçue pour protéger les habitants des rayons cosmiques et des micrométéoroïdes. Sauvez une tempête de poussière rouillée, les astronautes peuvent en fait oublier qu’ils sont sur la planète rouge.

Mais tous les habitats martiens proposés ne partagent pas le design élégant de Marsha. Certains ressemblent plus à des collines de fourmis qu’à des œufs et utilisent des méthodes plus grossières que l’impression 3D pour utiliser des matériaux martiens.

«Beaucoup de concepts que j’ai vus ressemblent à des monticules de régolithe empilés au-dessus des habitats», explique Metzger, notre expert en science planétaire. Par exemple, des modules gonflables seraient utilisés comme noyau interne de l’habitat, reliés par une série de tubes qui serviraient de tunnels entre les chambres principales. D’en haut, le produit «ressemblerait à des structures courbes», dit Metzger, «comme quelque chose de The Hobbit».

Un graphique en anneau empilé de la composition chimique du sol martien

Source: NASA / JPL-Caltech / Université de Guelph

Chaque méthode de conception – l’impression et l’empilage – a sa propre liste de mérites et de revers. Bien que l’empilage du régolithe puisse être plus rapide et moins sujet aux erreurs d’imprimante, il faudrait toujours que les humains expédient les habitats intérieurs gonflables, ce qui aurait un coût. Le régolithe empilé devrait également être fixé d’une manière ou d’une autre, peut-être par micro-ondes, compactage ou ajout de polymères. Pour Edmundson, l’empilage est une solution temporaire. « Une fois que nous aurons abordé la partie de l’exploration durable, nous devrons commencer à construire nos propres habitats », dit-elle.

L’impression 3D offre davantage d’expérience in situ, mais elle peut nécessiter beaucoup de ressources. De plus, l’impression 3D nécessite un mélange précis d’éléments spécifiques, qui devront être aussi proches que possible en composition du régolithe simulé utilisé dans les expériences sur Terre. Il y a peu de marge d’erreur lorsque vous êtes à des millions de kilomètres et la minéralité du régolithe varie en fonction de sa source.

La recherche avec des simulants de régolithes est vitale pour la sécurité des futures missions, explique Edmundson. «Cela fait partie de la raison pour laquelle je pense que j’ai la sécurité d’emploi. Les gens vont devoir savoir quelles sont les différences entre la surface de la planète elle-même et les simulants qu’ils utilisent [on Earth].  » Il existe aujourd’hui une dizaine de simulants du régolithe martien et quelques dizaines de simulants pour la Lune. « Mais ce nombre va probablement changer assez rapidement », ajoute-t-elle, « maintenant que nous prévoyons de revenir. »

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