Want to make creations as awesome as this one?

Transcript

JOUER

Arès XVI

Bienvenue

sur Arès XVI...

Introduction

Personnages

Visite guidée

Missions

Ressources générales

6 aout 2012 : le rover Curiosity arrive sur Mars et commence son exploration.

2 mars 2039 : La première base martienne est construite. Une équipe internationale de 10 astronautes dirigée par Thomas Pesquet s'y installe et fonde la première colonie martienne.

21 juillet 2069 : La 16ème base martienne, Arès XVI, est fondée par 30 colons sur Oxia Planum.

10 fév 2075 : Le commandant Augustine Eywa envoie un SOS à la Terre : 28 colons ont disparu mystérieusement en une seule nuit, sans laisser de traces ! Elle et l'ingénieur Franck Flanders sont les seuls survivants.

1er septembre 2076 : 30 nouveaux colons envoyés par la Terre arrivent sur Arès XVI.

Vous en faites partie...

Vos missions :

Remettre en état la base Arès XVI
Résoudre le mystère de la disparition des colons
Survivre sur Mars

retour accueil

https://youtu.be/b9nrkQD7ujk



Illustration : Michel Saemann

Arès XVI

retour accueil

Déimos (terreur en grec) : le plus petit (15km maximum) et le plus éloigné des satellites de Mars.

Phobos (Peur en grec) : principale lune martienne dun diamètre maximal de 26km, la plus proche et la plus grande de Mars. Pas d'atmosphère.

Pression : 6,36 bars ou 600 Pascals en moyenne

Masse : 25 milliards de tonnes

CO2 : 95,9%

Ar : 1,9%

N2 : 1,9%

O2 : 0,1%

CO : 0,05%

H2Ov : O,O3%

NO : 0,01%


O3 : 30ppm

CH4 : 10,5ppm

Auteurs du jeu :

  • Mélanie Fenaert (Académie de Versailles) : ressources, personnages, vidéos (...)
  • Grégory Michnik (Académie de Lille) : charte graphique, navigation, guide pédagogique, scénario (...)


Images :

Engin roulant pressurisé électrique ayant une autonomie d'environ 150 km.

Cette foreuse permet de creuser à plusieurs mètres de profondeur dans le régolithe martien.

Même si les vents sur Mars sont plus faibles que sur Terre, ils sont suffisants pour faire tourner des petites éoliennes.

Vitesse du vent sur Mars : de 2 à 10 km/h par temps calme, de 17 à 30 km/h pendant une tempête.



Mission "Panne de courant"

"En hiver, les vents sont plus forts et constants. Les mini-éoliennes fournissent alors régulièrement de l'électricité, sans coupures, de jour comme de nuit. Mmmmh, je pense qu'il faudrait en construire plus, on risque d'en avoir besoin..."

Les paraboles sont le seul moyen pour communiquer avec la Terre. Il faut environ 20 minutes pour qu'un message arrive à destination.

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/planetes/seul-sur-mars-le-decryptage-des-scientifiques_14283


L'échec de la mission Apollo 13 avait mobilisé toute l'ingéniosité des ingénieurs de la Nasa pour ramener avec succès l'équipage sur Terre en 1970. Dans le film "Seul sur Mars", sorti sur nos écrans le 21 octobre, c'est à un défi autrement plus complexe qu'ils doivent désormais de confronter : sauver Mark Watney (Matt Damon), un astronaute laissé pour mort à la surface de Mars !

Pour accéder à l'article complet, cliquer sur le titre

LABORATOIRES SCIENTIFIQUES

base

Département agronomie

Département géologie

Département

biologie
et chimie

DEPT GEOLOGIE

Labo de planétologie

Google Mars

https://www.google.com/mars/



Données astrophysiques

Quatrième planète du Système solaire par ordre de distance croissante en partant du Soleil, Mars est une planète tellurique moitié moins grande que la Terre et près de dix fois moins massive, dont la superficie est un peu inférieure à celle des terres émergées de notre planète (144,8 contre 148,9 millions de kilomètres carrés). La gravité y est le tiers de celle de la Terre, tandis que la durée du jour solaire martien, appelé sol, excède celle du jour terrestre d'un peu moins de 40 minutes. Mars est une fois et demie plus éloignée du Soleil que la Terre, sur une orbite sensiblement plus elliptique, et reçoit, selon sa position sur cette orbite, entre deux et trois fois moins d'énergie solaire que notre planète. L'atmosphère de Mars étant de surcroît plus de 150 fois moins dense que la nôtre et ne produisant par conséquent qu'un effet de serre très limité, ce faible rayonnement solaire explique que la température moyenne sur Mars soit d'environ -65 °C.


Source : Wikipedia


L'article complet :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_(plan%C3%A8te)


C'est une planète tellurique, comme le sont Mercure, Vénus et la Terre, environ dix fois moins massive que la Terre mais dix fois plus massive que la Lune.



Labo d'étude de l'atmosphère

Labo de volcanologie

Labo de sismologie

tremblements de Mars

http://www.seismo.ethz.ch/sed/100/Snapshots/09/index_FR


Schweizerischer Erdbebendienst (SED)


Cliquez sur le titre pour l'article complet

atmosphère et vent solaire

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/nasa-maven-prouve-vent-solaire-use-atmosphere-mars-60382/


La mission Maven ( Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission), de la Nasa, étudie l'évolution de l' atmosphère martienne et notamment son échappement dans l'espace.


Cliquer sur le titre pour l'article complet

calendrier martien

L’élaboration d’un calendrier martien

Essayons de déterminer à quoi pourrait ressembler un calendrier solaire martien.
Définissons la durée d’une année martienne. Pour un calendrier solaire, la durée d’une année est égale à la durée de la période de révolution, le temps que va mettre une planète pour parcourir l’ellipse ayant comme origine du repère le Soleil. Ici, la planète choisie est Mars.
On notera la période de révolution P, la formule permettant de la calculer est la suivante :

P = 2π√ (a^3/G (m1+m2)
Avec : a = demi-grand axe de l’ellipse
G la constante gravitationnelle
m1 et m2 sont les masses des corps

Ici on a :
a = 227 943 824 000 m
m1 = masse soleil = 1,989×10 E30 kg
m2 = masse de mars = 6,39×10 E21 kg
G = 6,67 x 10 E-11

P = 2π√ (227 943 824 000^3/6,67 x 10 E-11 (1,989×10 E30+6,39×10 E21)
P = 59 364 988 s

Conversion de P en jours :
P = 59 364 988 s = 59 364 988/86 400 j
P = 687,09 j
Une année « martienne » dure alors environ 687 jours terrestres.

Un jour sur Mars dure 24,65 973 heures, donc 24 h 39 min 35 s. Un jour martien est donc 1,02 748 875 fois plus grand qu’un jour terrestre.

Une année martienne en jour martien dure donc :
687,09/ 1,02 748 875 = 668,708 051 548 jours martiens
0,708 051 548*24 = 16,993 237 152 heures
0,993 237 152*60 = 59,59 422 912 minutes
0,59 422 912*60 = 35,6 537 472 secondes
Une année martienne pour des martiens dure donc 668 jours 16 heures 59 minutes 36 secondes

On cherche combien de jours il faudrait rajouter pour rendre les années les plus précises possibles :
16,993 237 152/24,65 973 = 0,7 jour/an
0,7*10 = 7 jours/10 ans
En rajoutant 7 jours tous les 10 ans, le modèle est suffisamment précis.

Les satellites de Mars, Phobos et Deimos, ayant une période de révolution de, respectivement, 7,65 heures (7 heures 39 minutes) et de 30,30 heures (30 heures 18 minutes), ne peuvent être utilisés comme référenciel pour former les mois. Si, on construisait des mois « Phobosiens », ceux-ci seraient plus courts que la durée d’un jour martien.

Arbitrairement, on choisit de diviser notre année en 8 mois de 83,5 jours (83,5*8=668) : cela donnerait des mois de 83 jours suivis de mois de 84 jours.
Pour nommer ces mois, on utilise les noms des planètes du système solaire (sauf Mars que l’on remplace par le Soleil).


Extrait du site : http://calendrier.lexou.fr/autres-calendriers/

Le calendrier musulman ou islamique est aussi appelé " Hijri ". Le calendrier islamique, quant à lui, est lunaire. Il est basé sur la Lune et suit les principes de son livre sacré. Ainsi le calendrier doit avoir une durée de 12 mois. Il ne doit pas comporter de mois intercalaire.

Exoplanètes : Proxima b

http://abonnes.lemonde.fr/cosmos/video/2016/08/24/proxima-b-a-t-on-enfin-decouvert-une-exoplanete-habitable_4987476_1650695.html


Une planète comparable à la Terre est en orbite autour de la plus proche étoile du Système solaire, une étoile appelée Proxima du Centaure. La découverte vient d'être confirmée par la revue scientifique Nature. S'agit-il d'une exoplanète qui peut être habitée ? Réponse avec Hervé Morin, journaliste au service Sciences du Monde.


Données générales

Les glaciers de Pluton

http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4699.htm

La calotte de glace de " Sputnik Planum ", en fausse couleur, est entourée de montagnes. Ces dernières sont apparemment sculptées par l'incessante activité des glaciers d'azote. Les zones sombres sont couvertes de matières organiques issues de la photochimie du méthane exposée au rayonnement ultraviolet du Soleil.


Far West martien

https://spacegate.cnes.fr/fr/media/ismars-curiosity-rover-msl-rock-layers-pia21042-fulljpg?utm_content=buffer22e72&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer

C'est très simple, l'atmosphère de la planète Mars contient en permanence de grandes quantités de poussière de couleur saumonée. Cette poussière, fine comme du talc, est soulevée du sol par les vents qui l'injectent de manière ininterrompue dans l'atmosphère.


Olympus Mons

Olympus Mons est le plus grand volcan du système solaire.





Source des images : Wikipedia (libres de droits)

Gravité




source : www.ucar.edu


NB : noms des gaz en français : dioxyde de carbone, diazote, dioxygène, argon, méthane




DEPT BIOLOGIE & CHIMIE

Labo de biologie et microbiologie

vie sur Mars ? (Ciel et Espace)

http://www.cieletespace.fr/actualites/l-europe-part-chercher-la-vie-sur-mars


ExoMars a pour but de répondre à une question déjà ancienne : y a-t-il ou y a-t-il eu de la vie sur Mars ? Avec la sonde orbitale dont le décollage à bord d'une fusée russe Proton est prévu pour 10h31 (heure de Paris) lundi 14 mars 2016, depuis le cosmodrome de Baïkonour (Kazakhstan), elle vise à détecter les gaz rares de l'atmosphère martienne.

Cliquer sur le titre pour l'article complet

Labo de génétique

Labo d'exobiologie

Labo de chimie

Coquillage martien ?CHEMCAM de Curiosity

https://msl-curiosity.cnes.fr/fr/MSL/Fr/GP_chemcam.htm


CHEMCAM est un instrument d'analyse élémentaire des roches et des sols autour du rover Curiosity jusqu'à environ 9 mètres. Il utilise la technique d'analyse spectroscopique induite par ablation laser (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS). Un laser de puissance tire sur une cible, ce qui provoque la fusion du matériau et l'apparition d'un plasma que l'on détecte à distance en spectroscopie UV-visible.


Cliquez sur le lien pour comprendre comment fonctionne la chem-cam de Curiosity.

Transhumanisme

La néoglucogénèse

Mars la verte

Echantillons biologiques (Mission Intrus dans la base)

La menace Moustique

Alerte Palu

La menace moustique: Alerte Palu

Echantillons biologiques (Mission Alerte Palu)

Drépanocytose et paludisme


En mars 2017, les équipes de Marina Cavazana (Hôpital Necker) et de Philippe Leboulch (Université Paris-Sud) annoncent, dans le le premier essai de thérapie génique réussi de la drépanocytose (avec un recul de plus de deux ans), par l'intermédiaire d'un lentivirus vecteur du gène thérapeutique. La drépanocytose (anémie falciforme) est une maladie génétique affectant l'hémoglobine.


Cliquez sur le titre pour accéder à l'article complet





Mission "Un coquillage martien ?"


Résultats des analyses sur le nodule



Mission "Un intrus dans la base"

Au début des années 2000, le dopage était monnaie courante. Les progrès en génie génétique ont permis de créer des Hommes transhumains ayant des augmentations spectaculaires au niveau de leur performance.

Ces êtres humains génétiquement modifiés sont spontanément sept fois plus actifs. Sur un tapis roulant, ils peuvent courir jusqu'à six kilomètres à la vitesse 738 m/minute, alors qu’Usain Bolt, l’Homme le plus rapide au début des années 2000 n’arrivait à le faire que sur 100 m.


L'amélioration de leurs capacités à courir s'explique par leur consommation d'oxygène, plus élevée de 40 %, et leur faible production d'acide lactique, fruit de la consommation du glucose par les cellules musculaires, dont l'accumulation entraîne les crampes.


Mais également par une consommation moindre de glucose et de glycogène comme le montre les graphiques suivants :


L'ensemble de ces modifications est lié à la surexpression dans le muscle squelettique d'un gène, celui de l'enzyme "phosphoenolpyruvate carboxykinase cytosolique" (PEPCK-C). Cette enzyme est impliquée dans la néoglucogénèse.


Mais également à l’utilisation de la technique d'édition génétique Crispr-CAS9 qui permet de supprimer, modifier ou ajouter des gènes à la demande. Ainsi, ces Hommes trans-humains possèdent des cellules musculaires où la respiration est optimisée par un apport soutenu de glucose et un stockage important de glycogène.




Imaginé par Virginie Marquet d’après http://www.lemonde.fr/planete/article/2007/11/03/une-super-souris-aux-capacites-decuplees_974172_3244.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cancer/premiere-utilisation-de-crispr-cas9-pour-tenter-de-combattre-le-cancer_108217


Mission "Un intrus dans la base"

Des biopsies ont été réalisées au niveau des muscles des trois suspects et de deux individus témoins afin de procéder à diverses analyses. 200 mg de tissus musculaires ont été prélevés sur chacun des suspects. Le glycogène de leurs muscles a été extrait et mis en solution.


Echantillons biologiques disponible dans le laboratoire :


  • 5 solutions de glycogène musculaire obtenues à partir de muscles des trois suspects (Jean Grenage, Perry Dotite et Matt Wheatney-dossiers disponibles au centre médical) et de deux témoins (Bob Ewing -non transhumain- et Augustine Eywa -transhumaine)
  • Série de solutions de glycogène de concentrations connues (= gamme étalon) : 1 g.L-1 ; 0,8 g.L-1 ; 0,4 g.L-1 ; 0,2 g.L-1 ; 0,1 g.L-1 ; 0 g.L-1 .


Matériel de laboratoire opérationnel :


  • Eau iodée.
  • Micropipette 100 microlitres avec cônes.
  • Pipette de 5mL avec poire d'aspiration
  • Spectrophotomètre (longueur d'onde de travail : 470 nm)


Mission "Un intrus dans la base"

La néoglucogenèse est la synthèse du glucose à partir de composés non-glucidiques. On pourrait penser que c'est l'inverse de la glycolyse, mais les voies biochimiques empruntées, bien que comportant des points communs, ne sont pas identiques (en effet les étapes de la néoglucogenèse contournent les étapes irréversibles que l'on retrouve dans la glycolyse).

La néoglucogenèse est une voie métabolique anabolique qui se produit en permanence, avec plus ou moins d'intensité selon les apports alimentaires, afin de maintenir la glycémie constante, notamment lorsqu'il y a une diminution des apports en glucides. C'est pourquoi elle est très active durant le jeûne. On observe une synthèse de glucose dans le foie à partir du glycérol issu de l'hydrolyse des réserves lipidiques des tissus adipeux, ou encore à partir des acides aminés issus de l'hydrolyse des protéines (musculaires essentiellement).

Chez l'homme, dès que les réserves en glycogène sont épuisées, ce qui se produit après un jour de jeûne, les sources de glucose par néoglucogenèse sont principalement les acides aminés (45 %) et, à un moindre degré, le lactate (30 %) et le glycérol (25 %)1.

Cette opération est réalisée par le foie. Elle permet de fournir du glucose en permanence, aux cellules dites glucodépendantes, telles que les globules rouges du sang, qui ne peuvent pas utiliser directement les lipides ou les protéines pour produire de l'énergie — étant dépourvus de mitochondries, seule la fermentation lactique permet d'assurer la production d'ATP dans ces cellules.


D'après Wikipedia

http://pellichi.fr/?p=378


Cette semaine, je laisse la place à un invité sur le blog : Tristan Dequaire. Je lui ai posé la question tant redoutée : "qu'est-ce que tu fais en thèse" ? Et il a beau travailler sur des cailloux, la réponse est plutôt cool (c'est une blague, les géologues sont quand même des gens bien !).


Mission "Un intrus dans la base"

Extrait de "Le Point", 8 novembre 2007

Mission "Un intrus dans la base"

Missions : "La menace Moustique" et "Alerte Palu"


Séquences du gène de l'acétylcholine-estérase et du Canal Sodium des deux populations de moustiques :

Acétylcholine-estérase :

  • population sauvage sensible : allèle AchES
  • population martienne résistante : allèle AchER

Canal Sodium :

  • population sauvage sensible : allèle Na-Terre
  • population martienne résistante : allèle Na-Mars

à télécharger ici.


Logiciels pour lire les fichier .edi : Geniegen ou Anagène


Source : http://acces.ens-lyon.fr (cas martien fictif inspiré des moustiques résistants aux insecticides de Montpellier)

Missions : "La Menace Moustique" et "Alerte Palu"

Propriétés de 4 familles d'insecticides


Insecticides
Molécule cible
Système cible
Toxicité pour l'insecte
Stabilité

Nocivité pour l'Homme

Bio-accumulation
Solubilité
Rémanence
Coefficient de sécurité
Carbamates
Acétylcholine estérase
nerveux
FaibleFaibleÉlevéeFaibleSoluble dans les lipidesFaible le plus souventFaible
Pyréthrinoïdes
Canaux Sodium
nerveux
Très forteFaibleTrès faibleNulleSoluble dans l'eauFaibleBon
Organo-Phosphorés (OP)

Acétylcholine estérase

nerveux
Très ForteFaibleÉlevéeFaibleSoluble dans les lipidesFaibleFaible
Organo-Chlorés (OC)
Canaux Sodium
nerveux
ForteForteAssez faible dans des doses normalesFortePeu soluble dans l'eauTrès forte

Assez bon


Stabilité = propriété de la molécule de rester intacte dans les tissus organiques ou l'environnement

Bio-accumulation = accumulation de la molécule dans les tissus d'un organisme

Rémanence = propriété de la molécule de garder un effet plus ou moins longtemps dans le temps (en rapport avec sa stabilité)

Coefficient de sécurité = Rapport entre la nocivité pour les Mammifères et celle pour les insectes. Un bon coefficient signifie que la molécule agit peu sur les Mammifères mais fort sur les insectes


En savoir plus sur les insecticides

Missions "Alerte Palu"



Matériel à disposition : tubes contenant des prélèvements sanguins des colons à risque.


Principe de la technique d'électrophorèse

L'électrophorèse est une technique séparative. Elle est utilisée le plus souvent dans un but analytique mais également parfois pour purifier des molécules solubles. Elle n'est donc pas adaptée à la séparation des lipides. Le principe consiste à soumettre un mélange de molécules à un champ électrique ce qui entraîne la migration des molécules chargées. En fonction de différents paramètres (charge, masse, forme, nature du support, conditions physico-chimiques) la vitesse de migration va être variable, ce qui permet la séparation des différentes molécules. A partir de ce principe général, il existe plusieurs variantes de cette technique adaptées à différentes situations.

Plus d'informations sur le site planet-vie






Faire pousser des plantes sur Mars
(Futura-sciences)

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/exploration-martienne-mars-colons-pourront-faire-pousser-plantes-53357/


L'exploration de Mars fait rêver les amateurs de science-fiction depuis longtemps. Nourries par les romans d'Arthur Clarke ou de Ray Bradbury, plusieurs sont prêts à embarquer dans le projet de colonisation de la Planète rouge baptisé Mars One. Mais pour que ce projet réussisse, il faudrait que les colons puissent produire leur nourriture sur place.




DEPT AGRONOMIE

How to grow plants on Mars (NASA)

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/meals_ready_to_eat


Fresh food grown in the microgravity environment of space is officially on the menu for the first time for NASA astronauts on the International Space Station.


Perchlorates

Courte vidéo en anglais, les sous-titres en français sont plutôt bien faits (activer les sous-titres, puis choisir le français).

Le début est toutefois mal traduit : "Le perchlorate est une substance très cool, c'est un sel, ceci un perchlorate de calcium. On peut le trouver partout sur Mars..."


https://www.youtube.com/watch?v=fxnEKi7ItW4



Perchlorates

Courte vidéo en anglais, les sous-titres en français sont plutôt bien faits (activer les sous-titres, puis choisir le français).

Le début est toutefois mal traduit : "Le perchlorate est une substance très cool, c'est un sel, ceci un perchlorate de calcium. On peut le trouver partout sur Mars..."


https://www.youtube.com/watch?v=fxnEKi7ItW4



Perchlorates

Courte vidéo en anglais, les sous-titres en français sont plutôt bien faits (activer les sous-titres, puis choisir le français).

Le début est toutefois mal traduit : "Le perchlorate est une substance très cool, c'est un sel, ceci un perchlorate de calcium. On peut le trouver partout sur Mars..."


https://www.youtube.com/watch?v=fxnEKi7ItW4


Mission

Pousse Pousse

Mission

Nourrir la base

Matt Damon dans Seul sur Mars (Ridley Scott)

Welcome to Mars (Buzz Aldrin, National Geographic kids)

Mission "Nourrir la base"



Source : https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast09apr_1

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Le laboratoire contient de nombreux échantillons de sols terrestres et martiens.




© Cirad, T. Erwin


Le laboratoire contient de nombreux échantillons de sols terrestres et martiens.




© Cirad, T. Erwin


Le laboratoire contient de nombreux échantillons de sols terrestres et martiens.




ENERGIE

base

Glace carbonique et électricité

http://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/20150311.OBS4364/la-glace-carbonique-pour-fabriquer-de-l-electricite-sur-mars.html


LEIDENFROST . Quand on verse de l'eau sur une poêle très chaude, il se forme des gouttes qui semblent léviter au-dessus de la surface. Cela est causé par la présence d'une fine pellicule de vapeur qui se forme entre la surface chaude et le liquide.


Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 7 : Une machine en forme de dôme

Le mercredi 30 septembre 2015

« Notre habitat est plus qu’une simple coupole blanche : c’est un environnement hautement contrôlé et surveillé. [...] »

Notre habitat est plus qu’une simple coupole blanche : c’est un environnement hautement contrôlé et surveillé.

Vu de l’extérieur, c’est un dôme blanc posé à 2,5 km sur les flancs d’un volcan et entouré de roches rougeâtres à perte de vue. Un container en forme de brique, que nous appelons le Sea Can, y est connecté.


Schéma de l'habitat HI-SEAS, vu du dessus. © Envision Design LLC

(...)

De l’autre côté du dôme se trouve un générateur photovoltaïque constitué de 36 panneaux solaires d’environ 1,7 mètres carrés chacun. En théorie ce générateur peut produire jusqu’à 10 kW, mais an pratique nous en tirons rarement plus de 5 kW et la plupart du temps bien moins. Nous sommes dépendants des heures d’ensoleillement et de la météo. L’électricité produite par les panneaux solaires est stockée dans des batteries situées dans le Sea Can et qui peuvent engranger un peu moins de 20 kWh. Lorsque la météo est favorable, elles sont généralement pleines en début d’après-midi ; c’est à ce moment-là que nous essayons d’accomplir un maximum de tâches énergivores (courir sur le tapis de course, utiliser la machine à laver plutôt qu’un seau, cuisiner, …). Toute électricité produite au-delà de ce point est perdue. Le reste du temps, nous l‘économisons au maximum.

Quand nous sommes à court d’énergie produite par les cellules solaires, nous commençons à utiliser des piles à dihydrogène situées près de l’entrée du dôme. Le dihydrogène est fabriqué en séparant par électrolyse l’eau (H20) en oxygène (O2) et dihydrogène (H2) ; une opération qui serait possible sur Mars à partir d’eau récupérée sur place. Notez que les cyanobactéries pourraient aussi y être utilisées pour fabriquer du dihydrogène. Pour l’instant, nous n’avons que rarement eu besoin de ce système de secours parce que nous surveillons de très près notre consommation électrique. L’inconvénient est que le dôme est relativement froid et sombre la plupart du temps.

Dans le cas où nous serions à court d’hydrogène, nous pourrions nous tourner vers un groupe électrogène à essence situé près des panneaux solaires. Sur Mars, tomber en panne d’énergie, même pour une courte durée, aurait des conséquences désastreuses : les équipements de survie reposent dessus. Ici, la punition ne serait pas aussi dramatique mais est néanmoins redoutée. Nous ne voulons pas que les ventilateurs des toilettes tombent en panne. Oh non.

(...)

Cyprien Verseux

Pour retrouver tous les posts de Cyprien Verseux, cliquez ici.

Mission "Panne de courant"

En période hivernale sur Mars, les vents sont plus puissants et soulèvent de la poussière très fine dans l'atmosphère. Celle-ci se dépose continuellement sur les panneaux solaires ce qui réduit leur rendement énergétique de plus de 75%.
La surface totale des panneaux étant très grande, il est très difficile de les nettoyer continuellement même avec les robots d'extérieur.
De plus, en hiver austral Mars est plus éloignée du soleil et le jour dure moins longtemps.
Il faut donc une source d'énergie alternative pendant la période hivernale.


Images : Hubble

Mars connaît des tempêtes de poussières qui peuvent la recouvrir entière.

Article Wikipedia

AEROGARE

base

EPI 3e - Expédition polaire - Mission 1



Vous venez de programmer une sonde en orbite martienne à prendre un cliché d'une
zone sur Mars afin de prévoir une mission scientifique. Vérifiez que la photo prise par le Cargo est relativement bien cadrée (objectif réussi), puis utilisez la feuille A3 pour la suite (la photo n'ayant peut-être pas une qualité suffisante).



Auteur : Bruno TERRASSON, Parrot Educator

EPI 3e - Expédition polaire - Mission 2


- Retrouvez sur l'application "Mars Globe" le site photographié.
- Dessinez sur la feuille A3 le trajet le plus approprié (plus rapide, moins de dénivelé) en partant du site d'atterrissage (départ) pour atteindre la zone de recherche scientifique (arrivée).
- Utilisez l'outil "elevation map" pour tenir compte de la topographie du sol. En effet le Rover (Jumping Race Max) devra emprunter le chemin le plus plat possible.



Auteur : Bruno TERRASSON, Parrot Educator

EPI 3e - Expédition polaire - Missions 3 et 4


Mission 3 :
- A l'aide d'un morceau de ficelle calculer la distance en km du trajet que devra effectuer le Rover.
- Reproduire ce parcours le plus fidèlement possible à l'échelle de votre classe échelles/conversions). Utilisez un quadrillage pour vous aider.

Mission 4 :
- Coder le Jumping Race Max dans votre classe avec l'application Tickle ou Tynker, pour aller du site d'atterrissage (départ) jusqu'au site d'intérêt scientifique (arrivée). Votre Rover est capable de sauter pour franchir éventuellement des obstacles.

Auteur : Bruno TERRASSON, Parrot Educator

Mission "Panne de courant"

ETAT DES RÉSERVES

  • La jauge "Biocarburant" indique un niveau 2/10
  • La jauge "Air liquide" indique un niveau 1,8/10

Les réserves de combustible permettraient de faire fonctionner la chaudière thermique artisanale pendant 3 semaines seulement.



Mission "Panne de courant"

ETAT DE LA CHAUDIÈRE

La chaudière thermique de secours construite par Jean Grenage parait vétuste et bricolée. Son état est cependant tout-à-fait correct et son rendement est très bon.

La chaudière nécessite du biocarburant et de l'air liquide. Elle peut chauffer un fluide caloriporteur qui est conduit dans des radiateurs un peu partout dans la base. Avec des réserves de biocarburant et d'air liquide à leur maximum, cette chaudière pourrait chauffer la base pendant un an. Elle demande une maintenance constante. On n'est pas à l'abri d'une casse matérielle et d'une explosion qui serait catastrophique pour la base. Elle ne doit être utilisée que dans des situations d'urgence et de pénurie des autres formes d'énergie (solaire et éolienne).


Mission "Panne de courant"


ETAT DU GROUPE ÉLECTROGÈNE


Le groupe électrogène est à l'arrêt mais semble fonctionnel. Il fonctionne au biocarburant. Sa production électrique permet le chargement des nanobatteries de secours et le fonctionnement des appareils vitaux pour la base comme le générateur d'O2 et le recycleur d'air.

EXPLORATION MARTIENNE

base

Pourquoi aller sur Mars ?

https://youtu.be/SwEqNH4aLjo


Mission chinoise en 2020


http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/astronautique-chine-devoile-informations-inedites-mission-martienne-2020-64051/#xtor=AL-30-1[ACTU]-64051[La-chine-devoile-des-informations-inedites-sur-sa-mission-martienne-de-2020]


La Chine qui depuis son premier vol habité réalisé en octobre 2003 est devenue une puissance spatiale de premier plan s'éloigne encore plus de la Terre. Après la Lune en 2013, elle met le cap à destination de Mars et vise un atterrissage en 2021.


Mars, la nouvelle frontière (CNES)


Il aura fallu plus de 40 ans d'exploration pour en avoir la certitude mais des scientifiques l'affirment : il y a et il y a eu de l'eau liquide sur Mars. La planète rouge n'a pas pour autant livré tous ses secrets, loin de là.

https://cnes.fr/fr/mars-la-nouvelle-frontiere


Curiosity

Site du CNES (en français) :

Le 6 août 2012, le rover Curiosity a atterri sur Mars. Sa mission : déterminer si la planète rouge a été habitable. Le CNES est fortement impliqué dans cette mission pilotée par la NASA, dont la durée, initialement fixée à 22 mois, a été prolongée.



NASA (en anglais) :

Mars Science Laboratory rover Curiosity exploring the planet mars - facts, information, videos and pictures



ExoMars

Une vidéo explicative dasn cet article :

La première étape du programme ExoMars est en cours. L'atterrisseur Schiaparelli et l'orbiteur TGO lancés par l'Agence spatiale européenne sont arrivés aux abords de la Planète rouge. L'objectif principal d'ExoMars est de chercher des traces de vie passée ou présente sur Mars.


Autre article sur Exomars :

Une forme de vie a-t-elle émergé sur Mars? Pour le savoir, deux missions de l'Agence spatiale européenne (ESA) sont lancées en 2016 et 2020. Cette dernière comportera l'atterrissage d'un véhicule -véritable laboratoire sur roues- à la surface de la planète rouge.



https://exomars.cnes.fr/



Un ancien lac

Cliquez pour accéder à l'article (+ vidéo en bas de page) :


L'avènement de l'astronautique au cours des années 1960 a permis de poser les bases d'une planétologie comparée. Les météorologistes et les géologues ont ainsi vu leurs terrains de jeux favoris s'étendre aux autres planètes du Système solaire, particulièrement sur Mars. C'est en effet un géologue, John P.


Opportunity

Cliquez sur le titre pour accéder à l'article.

Opportunity (" opportunité, occasion " en anglais) est la deuxième astromobile de la mission Mars Exploration Rover de la NASA. Il a atterri sur la planète Mars le (05:05 UTC) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, soit 21 jours après son jumeau Spirit de l'autre côté de la planète.


Localisation de la base




Cette image est tirée d'un planisphère de Mars en ligne.


Vous pouvez retrouver la zone et explorer la surface de Mars avec Google Mars, ou dans Google Earth : cliquer sur le bouton représentant une planète, sélectionner Mars (activer le guide touristique pour avoir plein d'infos sur Mars).


Vidéo ci-dessous : Survol de Marwth Vallis, à l'est de la base.

En fin de vidéo, on arrive sur une plaine, Oxia Planum, où la base est construite.


Curiosity a réalisé son amarsissage le 6 août 2012, depuis il sillonne et analyse sans relâche la surface martienne.


Mission "Un coquillage martien ?"



La photographie de l'objet analysé par Serendipity... rdv au laboratoire pour analyser les résultats !

Cette carte compile toutes les données récoltées et offre une vue très précise sur le relief de la planète Mars. Elle a été construite à partir de photos prises au cours de la nuit martienne. "Nous avons utilisé plus de 20.000 images thermiques nocturnes de THEMIS pour créer la carte des propriétés de la surface de Mars la plus précise jamais réalisée".


Robin Fergason, chercheur à l'USGS.


Code couleur de la carte :


- les zones polaires prennent des tons bleus

- les zones volcaniques s'affichent dans des tons rouges.

- la zone verte du pôle nord représente des plaines de basse altitude qui se sont formées durant l'Hespérien (2e des trois époques de la géologie martienne).

- les cratères sont eux circulaires et jaunes.

- les zones élevées à plus de 3000 mètres d'altitude sont colorées de gris et de marron.

- la région volcanique d'Elysium Planitia (seconde région volcanique de Mars) est quant à elle, en rose.


Pôle sud de Mars

Source : ESA

<noframes><img alt="Irons-nous un jour sur Mars ?" src="http://www.universcience.tv/ressources/media/photo-10325-irons-nous-un-jour-sur-mars-o.jpg" /><h2>Irons-nous un jour sur Mars ?</h2><p>Depuis la conquête de la Lune, les humains lorgnent vers Mars, objet de bien des fantasmes... Avec le roman <em>La guerre des mondes</em> de H. G. Welles en 1898, le mot "martien" devient synonyme d'"extraterrestre". Aujourd'hui, Mars reste toujours aussi attractive et les projets de voyage et de colonisation ne sont plus de la science-fiction. Alors, rendez-vous sur Mars en 2050 ?</p><p>En s’inspirant du contenu scientifique et des thèmes du <em>Beau livre de l’Univers</em> écrit par Jacques Paul et Jean-Luc Robert (éditions Dunod), la série <em><a title="Page Série" href="http://www.universcience.tv/categorie-3-minutes-d-univers-1185.html" target="_blank">>3 minutes d’Univers</a> </em>l’illustre de manière imagée et humoristique.</p></noframes>

<noframes><img alt="Irons-nous un jour sur Mars ?" src="http://www.universcience.tv/ressources/media/photo-10325-irons-nous-un-jour-sur-mars-o.jpg" /><h2>Irons-nous un jour sur Mars ?</h2><p>Depuis la conquête de la Lune, les humains lorgnent vers Mars, objet de bien des fantasmes... Avec le roman <em>La guerre des mondes</em> de H. G. Welles en 1898, le mot "martien" devient synonyme d'"extraterrestre". Aujourd'hui, Mars reste toujours aussi attractive et les projets de voyage et de colonisation ne sont plus de la science-fiction. Alors, rendez-vous sur Mars en 2050 ?</p><p>En s’inspirant du contenu scientifique et des thèmes du <em>Beau livre de l’Univers</em> écrit par Jacques Paul et Jean-Luc Robert (éditions Dunod), la série <em><a title="Page Série" href="http://www.universcience.tv/categorie-3-minutes-d-univers-1185.html" target="_blank">>3 minutes d’Univers</a> </em>l’illustre de manière imagée et humoristique.</p></noframes>

<noframes><img alt="Irons-nous un jour sur Mars ?" src="http://www.universcience.tv/ressources/media/photo-10325-irons-nous-un-jour-sur-mars-o.jpg" /><h2>Irons-nous un jour sur Mars ?</h2><p>Depuis la conquête de la Lune, les humains lorgnent vers Mars, objet de bien des fantasmes... Avec le roman <em>La guerre des mondes</em> de H. G. Welles en 1898, le mot "martien" devient synonyme d'"extraterrestre". Aujourd'hui, Mars reste toujours aussi attractive et les projets de voyage et de colonisation ne sont plus de la science-fiction. Alors, rendez-vous sur Mars en 2050 ?</p><p>En s’inspirant du contenu scientifique et des thèmes du <em>Beau livre de l’Univers</em> écrit par Jacques Paul et Jean-Luc Robert (éditions Dunod), la série <em><a title="Page Série" href="http://www.universcience.tv/categorie-3-minutes-d-univers-1185.html" target="_blank">>3 minutes d’Univers</a> </em>l’illustre de manière imagée et humoristique.</p></noframes>

avec la Terre, les spationautes et les équipes en orbite.

TELECOMMUNICATIONS

COMMANDEMENT et

base


Wanderers - a short film by Erik Wernquist from Erik Wernquist on Vimeo.

CENTRE MEDICAL

base

Le coeur fragile des astronautes (Futura-sciences)

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/astronautes-astronautes-apollo-ont-ils-coeur-fragile-63863/

De façon très surprenante, 43 % des sept astronautes des missions Apollo ont succombé à une défaillance cardiaque Ce taux est cinq fois plus élevé que chez les autres astronautes de la Nasa qui ont séjourné en orbite basse, et significativement plus élevé que le taux de mortalité dû aux maladies cardiovasculaires du reste de la population (27 %).


cliquez sur le titre pour l'article complet

La clinique spatiale (Medes, Toulouse)

L'homme contre l'apesanteur (Allo docteur)

Les voyages dans l'espace font mal au dos

http://www.futura-sciences.com/sante/actualites/medecine-voyages-espace-font-mal-dos-64971/


Après un long voyage dans l'espace, les astronautes souffrent souvent de problèmes au dos, à cause d'une atrophie des muscles de la colonne vertébrale. Un désagrément qui prendrait des proportions...


Cliquez pour accéder à l'article complet

Mars la verte

Mars la verte

Dossier médicaux des suspects (Un intrus dans la base)

Urgences

Mission "Urgences !"


Vous trouverez ici les résultats des examens radiologiques des 3 marsonautes accidentés, et les liens vers leurs dossiers médicaux.


Emma Peel O'Lava


Dossier personnel et médical : lien


Rapport de l'équipe de secours :


  • Pas de perte de connaissance, sujet retrouvée très déshydratée
  • Hématomes divers sur les jambes.
  • Pas de blessure ouverte.
  • Zone traumatique repérée : pied droit.


Résultats radiologiques (témoin / sujet Emma) :








Perry Dotit


Dossier personnel et médical : lien



Rapport de l'équipe de secours :


  • Perte de connaissance, sujet retrouvée très déshydratée, a nécessité une réanimation
  • Nombreux hématomes sur les avant-bras et les cuisses.
  • Arcade sourcilière gauche ouverte, lié au choc avec le scaphandre.
  • Zone traumatique repérée : genou gauche.


Résultats radiologiques (photo sujet Perry) et schéma de l'anatomie du genou :



LCA : ligament croisé antérieur (le ligament croisé postérieur n'est pas représenté)

Les ménisques sont constitués de cartilage, tout comme l'extrémité du fémur.





Moussa Sekou


Dossier personnel et médical : lien


Rapport de l'équipe de secours :


  • Pas de perte de connaissance, déshydratation moyenne
  • Nombreux hématomes sur les deux jambes et le torse.
  • Pas de blessure ouverte.
  • Zones traumatiques repérées : mollet droit, avant-bras droit


Résultats radiologiques et échotomographiques :


Radiographie de l'avant-bras droit du sujet Moussa, et schéma du squelette humain (membres supérieurs)



Par Jane Agnes — Travail personnel, CC BY-SA 3.0, Par LadyofHatsFrench translation :Necriis — Ce fichier est dérivé de: Human arm bones diagram.svg, CC0,



Échotomographie du jumeau interne du muscle gastrocnémien(mollet droit).
La déchirure apparaît sous la forme d'une zone hypoéchogène (sans écho, et donc noire).



Par Leridant. — Travail personnel., Domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5272976




Crédits : image du Laboratoire Paris Etoile, manuel Belin SVT 2de, www.info-radiologie.ch , www.chirurgiedusport.com , Wikipedia


Mission "Urgences !"


Vous trouverez ici les résultats des examens radiologiques d'un des 3 marsonautes accidentés, et le lien vers son dossier médical.


Emma Peel O'Lava


Dossier personnel et médical : lien


Rapport de l'équipe de secours :


  • Pas de perte de connaissance, sujet retrouvée très déshydratée
  • Hématomes divers sur les jambes.
  • Pas de blessure ouverte.
  • Zone traumatique repérée : pied droit.


Résultats radiologiques (témoin / sujet Emma) :




Crédits : image du Laboratoire Paris Etoile, manuel Belin SVT 2de, www.info-radiologie.ch , www.chirurgiedusport.com , Wikipedia

Mission "Urgences !"


Vous trouverez ici les résultats des examens radiologiques d'un des 3 marsonautes accidentés, et le lien vers son dossier médical.


Perry Dotit


Dossier personnel et médical : lien



Rapport de l'équipe de secours :


  • Perte de connaissance, sujet retrouvée très déshydratée, a nécessité une réanimation
  • Nombreux hématomes sur les avant-bras et les cuisses.
  • Arcade sourcilière gauche ouverte, lié au choc avec le scaphandre.
  • Zone traumatique repérée : genou gauche.


Résultats radiologiques (photo sujet Perry) et schéma de l'anatomie du genou :



LCA : ligament croisé antérieur (le ligament croisé postérieur n'est pas représenté)

Les ménisques sont constitués de cartilage, tout comme l'extrémité du fémur.


Crédits : image du Laboratoire Paris Etoile, manuel Belin SVT 2de, www.info-radiologie.ch , www.chirurgiedusport.com , Wikipedia

Mission "Urgences !"


Vous trouverez ici les résultats des examens radiologiques d'un des 3 marsonautes accidentés, et le lien vers son dossier médical.


Moussa Sekou


Dossier personnel et médical : lien


Rapport de l'équipe de secours :


  • Pas de perte de connaissance, déshydratation moyenne
  • Nombreux hématomes sur les deux jambes et le torse.
  • Pas de blessure ouverte.
  • Zones traumatiques repérées : mollet droit, avant-bras droit


Résultats radiologiques et échotomographiques :


Radiographie de l'avant-bras droit du sujet Moussa, et schéma du squelette humain (membres supérieurs)



Par Jane Agnes — Travail personnel, CC BY-SA 3.0, Par LadyofHatsFrench translation :Necriis — Ce fichier est dérivé de: Human arm bones diagram.svg, CC0,



Échotomographie du jumeau interne du muscle gastrocnémien(mollet droit).
La déchirure apparaît sous la forme d'une zone hypoéchogène (sans écho, et donc noire).



Par Leridant. — Travail personnel., Domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5272976



Crédits : image du Laboratoire Paris Etoile, manuel Belin SVT 2de, www.info-radiologie.ch , www.chirurgiedusport.com , Wikipedia

Mission "Un intrus dans la base"


QUARTIERS DE VIE

base

Coloniser Mars (Sciences et Avenir)

http://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/20150924.OBS6432/coloniser-mars-une-mission-sans-retour.html

NUMÉRIQUE. Cet article est extrait du magazine Sciences et Avenir n°823, en kiosque durant le mois de septembre 2015. Le magazine est également disponible à l'achat en version numérique via l'encadré ci-dessous. COLONISATION. Cela sonne comme le slogan d'une émission de téléréalité.


cliquer sur le titre pour l'article complet

un projet d'habitat martien

http://www.fabulous.com.co/blog/batiment/vivre-sur-mars-dans-un-habitat-en-impression-3d-avec-le-projet-francais-sfero/


Impression 3D (Lyon, Paris) - L'été est souvent propice aux rêves les plus fous. Alors quand la Nasa a lancé son appel à projets pour inventer des habitats sur Mars avec les technologies d'impression 3D, Fabulous n'a pas résisté.


Des dômes imprimés en 3D

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/colonisation-lune-exploration-humaine-lune-tubes-lave-geants-pourraient-accueillir-ville-65666/?utm_content=buffer94db7&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer


Déjà en 1969, un groupe de spécialistes en géosciences avait suggéré que plusieurs des crevasses lunaires parfois longues de plusieurs centaines de kilomètres pouvaient être des tunnels de lave effondrés comme ceux que l'on rencontre sur l'île d'Hawaï ou en Islande, et qui sont laissés en place par un fleuve de en dont le niveau a baissé lorsque l'éruption lui ayant donné naissance s'est arrêtée.


Cliquez pour accéder à l'article (une vidéo à l'intérieur).

Pouvoirpoint, d'Erwann Surcouf

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 4 : Deux semaines déjà ?!

Le mercredi 16 septembre 2015

« Un coup d’œil au calendrier me fait réaliser que cela fait deux semaines que je suis ici. [...] »

Un coup d’œil au calendrier me fait réaliser que cela fait deux semaines que je suis ici. Deux semaines que je vis dans ce dôme perché sur les pentes du plus gros volcan de la planète. Deux semaines que je n’ai vu ou parlé à personne en-dehors de mes co-équipiers.

C’est une surprise parce que j’ai perdu la notion du temps. J’aurais pu m’y attendre : nous ne voyons presque jamais le Soleil. La différence entre le jour et la nuit est maintenant visible lorsque je colle mon visage à l’un des deux hublots, mais un ouragan qui a frôlé l’île nous a plongés dans le brouillard pendant plus d’une semaine. Le ciel s’est récemment éclairci et je peux maintenant voir le paysage alentour : de la roche rougeâtre à perte de vue. Aucune trace de civilisation mis à part, au loin, la silhouette blanche d’un observatoire au sommet du volcan Mauna Kea.

Nous ne quittons le dôme qu’environ une fois par semaine, lors des « sorties extra-véhiculaire » (EVAs, de l’anglais « extra-vehicular activities ») effectuées pour des missions de géologie et autres projets de recherche. Mais, même dans ces moments-là, nous ne sommes pas à l’air libre, puisque nous portons de lourdes combinaisons. Ainsi équipés, la chaleur monte vite, malgré les systèmes de refroidissement, et les mouvements sont difficiles. J’ai l’air encore plus maladroit qu’à l’ordinaire. Mais nous sommes tous enthousiastes à l’idée de partir en EVA parce que cela nous donne l’occasion de voir autre chose que les parois du dôme. Le site a été choisi pour son paysage qui rappelle les paysages martiens et pour son isolement. C’est magnifique, une fois remis de l’éblouissement causé par une première exposition à la lumière du soleil après des jours dans le faible éclairage du dôme.


Légende

Mes travaux de recherche démarrent lentement mais prennent une bonne direction. Ma préoccupation principale portait sur les micro-organismes nécessaires à mes expériences liées à la production de ressources sur Mars. Les échantillons que j’ai envoyés ont passé trop de temps à la douane (les actualités récentes sur des bactéries infectieuses envoyées par erreur à l’intérieur Etats-Unis n’ont sans doute pas aidé) et sont arrivés en mauvais état. Mais après m’en être occupé pendant des jours comme au chevet d’un proche malade, ils ont récupéré. Lorsque les cultures seront suffisantes, mes expériences principales pourront commencer. En attendant, nous avons démarré un projet de recherche visant à transformer un analogue de sol martien en un substrat adéquat pour des plantes comestibles. J’ai aussi commencé à échantillonner des surfaces de l’habitat (le sol, les bureaux, la peau de mes coéquipiers…) pour documenter l’évolution des communautés microbiennes. D’autres projets en cours seront mentionnés plus tard.


Légende


Légende

Mais nos propres travaux n’occupent qu’une fraction du temps dédié à la recherche. Plusieurs heures par jour sont consacrées à des « recherches opportunistes », durant lesquelles nous sommes les objets de recherche d’autres scientifiques. Nous sommes des cobayes, si vous préférez. Nous devons remplir des questionnaires (au minimum 6 chaque jour), passer du temps dans un monde virtuel auquel nous accédons via un masque, prélever des échantillons biologiques après avoir effectué certaines tâches, porter des capteurs qui mesurent nos battements cardiaques, notre activité physique et les interactions entre coéquipiers, passer des tests cognitifs, nous entrainer pour différentes compétences et effectuer des études géologiques. Entre autres.


Une demi-heure par jour, au minimum, est consacrée à l’exercice physique. Nous avons un tapis de course (que nous utilisons en fin de matinée ou en début d’après-midi, lorsque nos panneaux solaires génèrent plus d’électricité que nous n’en consommons), une barre de traction, une corde à sauter, des bandes élastiques d’exercice (et des chambres à air de vélo utilisées comme telles) et des vidéos d’exercices de fitness populaires aux Etats-Unis, baptisées P90X, qui sont aussi divertissantes (le coach semble sorti d’un club de vacances) que pratiques pour se défouler. L’altitude – nous sommes à 2500 mètres – ajoute un nouveau défi à l’activité physique. Gros fumeurs, je vous comprends.

Nous essayons malgré tout de garder une heure chaque jour pour des activités personnelles. Premièrement, nous apprenons à danser la salsa. Nous sommes trois hommes et trois femmes, c’est parfait. Je ne suis pas un danseur-né, mais apparemment je ressemble de moins en moins à un singe blessé. Deuxièmement, j’apprends le code morse. Ca ne faisait pas partie de mes plans, mais l’une de mes coéquipières cherchait désespérément quelqu’un pour s’entraîner avec elle. Je n’y vois pas beaucoup d’utilité au-delà d’échanger des messages secrets à travers les murs de nos compartiments individuels, mais apprendre le morse s’est révélé étonnamment divertissant. J’utilise le programme MorseCat 2.0, si vous voulez essayer. Ensuite, j’apprends le russe. La courbe d’apprentissage de cette langue peut être démotivante au début, mais l’entraînement est stimulant. Et enfin, je vais bientôt me mettre à l’ukulélé. L’un des avantages de l’ukulélé par rapport à la guitare, c’est que personne n’a d’attentes lorsque vous le sortez. Un gros plus pour moi parce que, franchement, pour ce qui est de la musique, je ne suis pas un prodige.

J’ai reçu de nombreuses questions concernant la nourriture dans le dôme. D’accord, ce n’est pas de la haute gastronomie puisque tout notre stock de nourriture consiste en des produits de longue conservation, essentiellement de la nourriture lyophilisée que nous réhydratons. Mais avec un peu de créativité, on peut en tirer des plats corrects. De plus, je suis biologiste et nous avons quelques souches de microbes qui nous permettent de produire du pain, du fromage, du fromage blanc et autres produits fermentés. Et un effet secondaire de mes recherches sur la production de ressources sur Mars sera des légumes frais. De toute façon, après des années en tant qu’étudiant fauché, je ne suis pas très regardant de ce côté-là.

Notre style de vie est très proche de celui qui sera a priori celui du premier équipage sur Mars. L’une des différences principales est la durée des jours : 24 heures et 37 minutes là-bas. C’est dommage que cet aspect ne soit pas reproduit ici: vu notre charge de travail, une demi-heure de plus par jour serait bienvenue.

Cyprien Verseux

Pour retrouver tous les posts de Cyprien Verseux, cliquez ici.


Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 8 : Premier mois sur « Mars »

Le lundi 5 octobre 2015

« Lundi était un jour spécial pour nous : il marquait la fin du premier mois passé dans le dôme. [...] »

Lundi était un jour spécial pour nous : il marquait la fin du premier mois passé dans le dôme. Coïncidence intéressante, c’était aussi l’anniversaire de ma première rencontre (virtuelle) avec deux de mes futurs coéquipiers, Christiane et Carmel, avant une autre mission. Le même jour, la NASA a annoncé publiquement de nouveaux résultats de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter qui confirmaient la présence d’eau liquide (de saumures) à la surface de Mars. La surprise n’était pas totale puisque la présence de saumures était fortement soupçonnée depuis 4 ans, mais c’était quand même une excellente nouvelle pour nous.

(...)

J’en profite pour répondre à des questions sur notre quotidien qui me sont souvent posées.

Premièrement, comment est la nourriture ici ? Toute la nourriture que nous avons en stock est longue conservation : viande séchée, fruits séchés, légumes séchés, lait déshydraté, boites de thon, farine, pâtes etc. Avec un peu de créativité, on peut en tirer des plats corrects – voire délicieux. Quand vous lâchez des scientifiques dans une cuisine avec des aliments inhabituels, ils expérimentent ; nous ne savons pas toujours quel nom donner à nos créations. Elles ne sont pas toutes délicieuses, mais la plupart sont comestibles et nous nous améliorons avec le temps. Et puis, certains d’entre nous ont clairement un talent pour cuisiner avec de la viande et des légumes réhydratés ; ils parviennent à créer des plats qui ressemblent à ce que vous pourriez avoir à dîner.
On nous demande souvent si ne jamais manger d’aliments frais est difficile. Le plus difficile, c’est d’expliquer que nous en avons. Nous avons apporté avec nous différents microbes qui nous permettent de transformer la farine et le lait déshydraté en pain, en fromage frais, en fromage blanc et autres produits fermentés. Et une conséquence de nos recherches sur les systèmes de croissance de plantes sera un apport en légumes frais. Donc oui, j’ai parfois envie de croquer dans un fruit bien juteux, mais de façon générale je mange bien mieux que pendant mes années d’étudiant fauché.


Nourriture lyophilisée. © Cyprien Verseux.


Lasagnes cuisinées à partir de produits de longue conservation. Ca ressemble à de vraies lasagnes, non ? © Cyprien Verseux.


Oui, une Américaine m'a appris à cuisiner une baguette. Merci Shey ! © Cyprien Verseux.


« Bidules » chocolat/pommes/cerises, un dessert expérimental. (Oh, et ils sont tenus par Christiane). © Cyprien Verseux

Est-ce que nous nous ennuyons ? Pas du tout. Oui, nous sommes toujours au même endroit et voyons toujours les mêmes personnes. Et oui, il y a un certain nombre de tâches répétitives – beaucoup de sondages (au moins 6 par jour), par exemple. Mais la vie ici est loin d’être ennuyeuse. Nos projets de recherche, et les projets de recherche que nous menons pour d’autres scientifiques (bon, et les projets de recherche que d’autres scientifiques mènent sur nous) prennent une grande partie de nos journées. Une autre fraction de notre temps part dans les réponses aux journalistes. Le sport fait aussi partie de toutes nos journées ; sans notre heure quotidienne sur le tapis de course, sous la barre de traction, à soulever des batteries ou à tirer sur des chambres à air, notre moral ne serait sans doute pas ce qu’il est. Quand nous ne sommes pas en train de travailler, d’écrire ou de faire de l’exercice, nous apprenons de nouvelles choses ; jusqu’à présent, principalement le code Morse, la salsa et le russe pour moi. Nos journées ici n’ont pas les 37 minutes supplémentaires qu’elles auraient sur Mars mais nous pouvons dormir, travailler, manger, faire de l’exercice et voir des amis dans quelques mètres carrés, donc nous ne perdons pas de temps en déplacement. Et nous sommes loin de la plupart des distractions de la vie de tous les jours, des commissions, des médias sociaux et des réunions sans fin. Nous pouvons donc consacrer beaucoup plus de temps et d’énergie à nos activités.

Qui sont mes coéquipiers ? Une physicienne allemande (Christiane) et quatre américains : un médecin et journaliste (Sheyna), un pilote et contrôleur de vols spatiaux (Andrzej), une spécialiste des sols travaillant du Montana à l’Alaska (Carmel), et un architecte qui met au point les futurs habitats des colons sur Mars (Tristan). Chacun d’entre eux est excellent dans plus d’un domaine, puisqu’une mission sur Mars doit rassembler un large éventail de compétences dans un nombre limité de personnes. Je leur dédierai bientôt un article de ce blog ; il serait temps.

Comment nous entendons-nous ? Etonnamment bien jusqu’ici. Je dis « étonnamment » puisque :
- Nous sommes un groupe très hétérogène : une grande diversité d’âges, de parcours, de personnalités et de cultures sont représentés.
- Vivre avec 5 autres personnes dans un dôme de 11 mètres de diamètre, c’est comparable à passer son temps dans une auberge de jeunesse. Et avec une charge de travail importante et très peu d’isolation phonique…. n’importe quelle habitude qui serait légèrement agaçante ailleurs peut devenir obsédante.

Mais en même temps, nous avons un but commun et avons été sélectionnés entre autres pour nos personnalités compatibles avec cette situation. Je ne dirais pas qu’il n’y a jamais de tensions ; ce sont conséquences inévitables d’interactions humaines constantes, particulièrement quand les humains impliqués… ont de fortes personnalités. Mais elles sont rares, et les conflits naissants sont rapidement résolus. Le dôme est souvent rempli de nos blagues et de nos rires.

Est-ce que l’année va nous sembler longue ? Si chaque mois passe aussi vite que le premier, nous y sommes déjà presque. Je suppose que le temps va paraître plus long pendant certaines périodes, notamment pendant le troisième quart de la mission. « L’effet trois-quarts », comme on l’appelle, est un phénomène caractérisé par un haut degré de conflits chez les membres de l’équipe, un moral bas et d’autres dysfonctionnalités qui se déclarent après entre la moitié et les trois-quarts de certaines missions. C’est fréquemment observé dans des missions spatiales (par exemple les missions Apollo 13 et Saliout) et dans les séjours en Antarctique. Lucie Poulet, qui a participé à une mission HI-SEAS de quatre mois (HI-SEAS II), m’a d’ailleurs confié que le troisième mois a été le plus difficile pour son équipe ; c’était clairement visible dans leurs tests de performances et psychologiques. Mais j’imagine que dans l’ensemble, l’année passera vite. On verra !

Vous pouvez retrouver ici les articles de mes coéquipiers sur leur premier mois dans le dôme :

- Andrzej
- Carmel
- Christiane (en allemand)
- Sheyna
- Tristan

Cyprien Verseux

Pour retrouver tous les posts de Cyprien Verseux, cliquez ici.

Photo : L'équipe après un mois dans le dôme. © Cyprien Verseux

PHYTOREACTEUR

Les algues et bactéries chlorophylliennes importées de la Terre et cultivées dans ces bassins sont utiles pour produire de l'O2 et du biocarburant.

BASE


Accès au dossier personnel

Photobioréacteur : tubes de culture

Les micro-algues sont cultivées dans ces tubes. Quand les algues ce sont suffisamment reproduites, les tubes sont vidangés et une nouvelle culture est lancée. Les algues récupérées sont la matière première pour produire du biocarburant.


En effet, en présence d'une lumière de bonne qualité et alimentées en dioxyde de carbone (CO2), les algues réalisent la photosynthèse : elles transforment le CO2 en matière organiques (glucides). Ces glucides sont ensuite transformés en d'autres types de molécules organiques dont les lipides. Ces lipides sont précieux pour produire du biocarburant. La photosynthèse s'accompagne du rejet d'un déchet : le dioxygène (O2), une molécule indispensable à la respiration et à la combustion des biocarburants.


Mission "Panne de courant"

Les tubes de culture manquent de milieu nutritif. La culture n'est donc pas active !

Lumière


Eclairage artificiel puissant et fournissant une lumière blanche


Mission "Panne de courant"


Les pannes d'électricité liées aux panneaux solaires (moins efficaces qu'en été et recouverts de sable) ont des conséquences sur l'éclairage du phytoréacteur. L'éclairage est intermittent alors qu'il devrait être continu pour assurer une photosynthèse optimale. Il faut trouver une source d'énergie autre que l'énergie solaire pour assurer un éclairage électrique suffisant pour la croissance des algues.

Apport en dioxyde de carbone


Ces canalisations alimentent les algues en CO2. Le CO2 provient de l'atmosphère martienne. Il doit être filtré et réchauffé.


Mission "Panne de courant"

Les canalisations important le CO2 de l'extérieur sont intactes, mais elles sont vides. Le système de filtration est bouché par du sable à l'extérieur du bâtiment de phytoréaction. Le système de réchauffage de l'air venant de l'extérieur est fonctionnel.

Extraction et raffinage


Les algues récoltées sont centrifugées. 80% de l'eau récoltée est réinjectée dans le photobioréacteur. Les algues sont broyées par des microbilles. Les huiles végétales sont récupérées grâce à un solvant qui est recyclé. Elles sont ensuite raffinées en biodiesel. Les autres molécules organiques (résidus de biomasse) sont utilisées pour réaliser d'autres produits (pigments, protéines, bioplastique).


Mission "Panne de courant"


Les centrifugeuses n'ont pas fonctionné depuis plusieurs mois mais semblent en bonne état. Cependant, elles sont très encrassées : l'huile issue de la dernière centrifugation n'a pas été récupérée et forme aujourd'hui une couche épaisse et grasse assez dégoutante, et les microbilles baignent dans la graisse, beurk... Il faudra nettoyer tout ça à l'eau chaude et au savon et récupérer les microbilles avant de les redémarrer sinon c'est la casse assurée.

Le solvant s'est évaporé : on peut en trouver quelques bidons dans l'aérogare.

Récupération du dioxygène

Le dioxygène produit par la photosynthèse des algues est récolté et évacué par cette canalisation pour être stocké sous pression.


Mission "Panne de courant"


Les canalisations ne sont pas sous pression : elles sont vides. Il faudra contrôler le bon état des tuyaux avant la remise en route de la culture. On ne peut se permettre de fuite d'O2 et provoquer un incendie!

Apport d'eau


Les algues unicellulaires sont des organismes nécessitant beaucoup d'eau. L'eau est aussi un élément indispensable à la photosynthèse. Les algues doivent baigner dans de l'eau enrichie en éléments minéraux, ce qui en fait un milieu de culture


Mission "Panne de courant"

On ne manque pas d'eau mais c'est de l'eau pure. Mettez les micro-algues directement dedans et elles éclatent! Il faut reconstituer du milieu de culture en ajoutant des sels minéraux (NPK)



CNES jeunes

https://jeunes.cnes.fr/



La planète Mars
CNES

https://cnes.fr/fr/la-planete-mars


CNES Mars est la 4e planète du Système solaire par son éloignement au Soleil. C'est une petite planète rocheuse : 7 fois moins volumineuse et 10 fois moins massive que la Terre.


Mars Exploration
NASA

http://www.nasa.gov/mission_pages/mars/main/index.html

NASA.gov brings you the latest images, videos and news from America's space agency. Get the latest updates on NASA missions, watch NASA TV live, and learn about our quest to reveal the unknown and benefit all humankind.


cliquer sur le titre pour accéder à la page complète

Dossier Mars L'Esprit Sorcier


L'aventure martienne L'Esprit Sorcier

http://www.lespritsorcier.org/emissions-semaine/laventure-martienne/


Emission #14 de C'est pas Sorcier 2.0, animée par Fred Courant. Quelles difficultés l'homme devra-t-il surmonter pour poser un jour le pied sur Mars ?


RESSOURCES GENERALES

Blog de Cyprien Verseux

Une mine de ressources extraordinaire sur la vie quotidienne d'un chercheur sur Mars

http://www.larecherche.fr/rubrique/le-blog-de-cyprien-verseux


Le blog de Cyprien Verseux Pendant un an, Cyprien Verseux, astrobiologiste français, vit isolé du monde à Hawaii dans un dôme de 11 mètres de diamètre, avec cinq autres personnes. L'objectif ? Préparer des voyages interplanétaires, notamment vers Mars. Il propose de nous faire vivre de l'intérieur cette mission lancée par la NASA.


retour accueil

Aube sur Mars / Dawn of Mars

http://museeaec.techno-science.ca/fr/a-voir/app-mobile-dawn-of-mars.php

Frontières de l'espace : Aube sur Mars, le dernier jeu mobile du Musée, sera lancé le 18 octobre 2016. Serez-vous le premier à coloniser Mars?


Un jeu tablette/smartphone disponible sur iOS et Android.

https://jeunes.cnes.fr/


http://www.larecherche.fr/rubrique/le-blog-de-cyprien-verseux

France Culture - La Méthode Scientifique du 30/09/2016 : " Table ronde - Actualité des sciences et de la recherche ". Avec Sophie Coisne , rédactrice en chef de La Recherche. RFI - Autour de la question du 7/09/2016 : " Comment la science infuse ? Rendez-vous avec la presse scientifique ".



https://youtu.be/G0pv0Uiwe5E


https://cnes.fr/fr/la-planete-mars


Mars est l'une des 4 planètes telluriques (ou rocheuses) du Système solaire. Elle est plus froide que la Terre, en effet sa température moyenne est de -63°C. On l'appelle la " planète rouge " car sa surface rocailleuse et désertique est recouverte d'une poussière riche en oxyde de fer de couleur rougeâtre.

cliquer sur le titre pour accéder à la page complète


http://www.lespritsorcier.org/dossier-semaine/tous-sur-mars/


Retrouvez toutes nos vidéos sur la chaîne Youtube de l'Esprit Sorcier Suivez-nous sur Facebook et Twitter Soutenez-nous sur Tipeee !


cliquer sur le titre pour accéder à la page complète


http://www.nasa.gov/mission_pages/mars/main/index.html

NASA.gov brings you the latest images, videos and news from America's space agency. Get the latest updates on NASA missions, watch NASA TV live, and learn about our quest to reveal the unknown and benefit all humankind.


cliquer sur le titre pour accéder à la page complète


http://museeaec.techno-science.ca/fr/a-voir/app-mobile-dawn-of-mars.php

Frontières de l'espace : Aube sur Mars, le dernier jeu mobile du Musée, sera lancé le 18 octobre 2016. Serez-vous le premier à coloniser Mars?


Un jeu tablette/smartphone disponible sur iOS et Android.


LES MARSONAUTES

retour accueil

Accès au dossier personnel



Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel


Accès au Dossier personnel

Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel



Accès au Dossier personnel

Accès au Dossier personnel

Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel

Accès au Dossier personnel


Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel


Accès au dossier personnel



Accès au dossier personnel

ACCES AUX MISSIONS

Chaque mission est indépendante des autres, il n'y a pas d'ordre chronologique.

SECONDE

AUTRES NIVEAUX

RETOUR ACCUEIL

RETOUR ACCES AUX MISSIONS

MISSIONS SECONDE

SELECTIONNEZ VOTRE MISSION

UN NOUVEL ARRIVANT

TH3-1

TH1-2

TH1-3

NOURRIR LA BASE

TH2-1

FUITE D'EAU !

TH1-1

TH1-4

COQUILLAGE MARTIEN

MARS LA VERTE

URGENCES !

LA MENACE MOUSTIQUE

PANNE DE COURANT

DECOMPRESSION

LE BIODÔME

LA REVANCHE MOUSTIQUE

MARS CONTAMINEE

TH3-3

TH1-5

TH3-2

TH2-3

TH2-2

TH1-6

Accès plateau de jeu

CYCLES 3 & 4

1ère S & TS

MISSIONS AUTRES NIVEAUX

SELECTIONNEZ VOTRE MISSION

POUSSE POUSSE

BIODÔME

EXPEDITION POLAIRE

ALERTE PALU

UN INTRUS DANS LA BASE

SPé TH3-1

C3-1

1S-TH1A-1

C3-2

EPI3-1

FLEUR BLEUE SUR PLANETE ROUGE

RETOUR ACCES AUX MISSIONS

TH3-1 Un nouvel arrivant

TH1-1 Fuite d'eau !

TH2-1 Nourrir la base

TH3-2 Urgences !

TH1-2 Un coquillage martien ?

TH2-2 Mars la verte

TH3-3 Trans-humains

INDEX des MISSIONS

Chaque mission est indépendante des autres, il n'y a pas d'ordre chronologique.

retour accueil

TH2-3 Panne de courant

spéTH3-1 Un intrus dans la base

TH1-3 La menace Moustique

1S-TH1A-1 Alerte Palu

TH1-4 Le biodôme

L'EAU

une ressource indispensable

Eau = vie ? (CNES)

base

Des traces d'anciennes rivières géantes (Futura-sciences)

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/systeme-solaire-traces-rivieres-geantes-mars-64056/#xtor=AL-30-1[ACTU]-64056[Des-traces-de-rivieres-geantes-sur-Mars]


À la fin du XIXe siècle, on imaginait volontiers que notre voisine Mars était non seulement peuplée mais aussi que ses habitants creusaient des canaux pour acheminer l'eau depuis les pôles jusqu'aux basses latitudes. Pour des astronomes comme Percival Lowell, c'était même une conviction.


Cliquez sur lien pour accéder à l'article complet

Des rivières souterraines récentes (CNRS)

http://www.insu.cnrs.fr/node/6026


Deux chercheurs du laboratoire GEOPS (CNRS/Université Paris Sud), en collaboration avec deux autres planétologues américain et canadien, viennent de mettre en évidence un réseau probable de rivières s


Cliquez sur lien pour accéder à l'article complet

Eau liquide et vie possibles dans le sous-sol de Mars (Futura-Sciences)

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-vie-sous-sol-mars-possible-demontrent-chercheurs-35263/


Cliquez sur le lien ou l'image pour accéder à l'article complet.


Sur la surface de Mars, où la température reste très basse (environ -60 °C en moyenne) et où la pression n'atteint à peu près qu'un millième de celle que nous connaissons au niveau de la mer, l'eau ne peut exister que sous forme de glace.

Accès au dossier personnel

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 7 : Une machine en forme de dôme

Le mercredi 30 septembre 2015

« Notre habitat est plus qu’une simple coupole blanche : c’est un environnement hautement contrôlé et surveillé. [...] »

Notre habitat est plus qu’une simple coupole blanche : c’est un environnement hautement contrôlé et surveillé.

Vu de l’extérieur, c’est un dôme blanc posé à 2,5 km sur les flancs d’un volcan et entouré de roches rougeâtres à perte de vue. Un container en forme de brique, que nous appelons le Sea Can, y est connecté.


Schéma de l'habitat HI-SEAS, vu du dessus. © Envision Design LLC

A une dizaine de mètre du dôme se trouvent des réservoirs d’eau d’une capacité totale d’un peu plus de 3500 litres. Comme le système issu du projet de recherche de Christiane (conçu pour récupérer les eaux d’hydratation des minéraux que l’on trouve dans le sol martien) est encore un prototype, ce réservoir est rempli par une société extérieure quand nous en avons besoin. Lorsque qu’un ravitaillement est imminent, nous mettons des caches sur nos hublots et des casques sur nos oreilles pour ne pas sentir la présence de personnes extérieures. Nous n’avons eu notre premier remplissage qu’après trois semaines, et il nous restait encore de l’eau. Si nous avons tenu si longtemps, c'est parce que nous sommes très attentifs à notre consommation d’eau. Nous prenons des douches d’une minute 30 tous les trois jours, faisons notre lessive dans un seau quand nous le pouvons et, pour la vaisselle, nous n’utilisons qu’un peu d’eau, changée de temps en temps, au fond d’un bac. Les eaux sales sont collectées et utilisées pour nettoyer le sol. Un petit surplus d’eau est collecté via le prototype de Christiane.

Une partie de l’eau, essentiellement utilisée pour se doucher, est chauffée par un chauffe-eau solaire sur le toit duSea Can. L’eau chaude met plus d’une minute à atteindre la douche, et la première personne à se laver prend en général une douche froide.

Lorsque l’eau est trop sale pour toute utilisation, elle est envoyée dans un réservoir. Là, les particules (morceaux de nourriture, saletés, …) sédimentent au fond. Le réservoir contient déjà de l’eau dont le niveau atteint le dessous d’un tuyau qui sort perpendiculairement du réservoir. Quand de l’eau sale arrive dans le réservoir, le niveau monte et le surplus s’écoule par le tuyau jusqu’à une zone située hors du dôme où elle s’évapore. Une bâche placée sous une couche de roches poreuses permet de collecter ce qu’il reste des déchets solides.

Peut-être avez vous remarqué que je n’ai pas mentionné les toilettes dans le système de gestion de l’eau. C’est parce qu’elles n’y sont pas connectées : nos deux WC sont des toilettes sèches. Nos déchets métaboliques tombent dans un tambour qui contient de la sciure de bois (dont le rôle est d’absorber les liquides, atténuer les odeurs et faciliter le processus de décomposition) où ils rencontrent une armée de microbes impatients de s’en régaler. Ces micro-organismes sont aérobies – ils ont besoin d’oxygène – et nous devons faire tourner le tambour de temps en temps. Si nous ne le faisions pas le tambour deviendrait le royaume de microbes anaérobies, qui se régaleraient de nos fèces mais d’une manière plus odorante. Souvenez-vous que nous ne pouvons pas ouvrir les fenêtres. Toutes les trois semaines le fût doit être vidé, ce que nous avons fait hier. Ce n’est pas la partie la plus glamour de la mission, mais si tout se passe bien nous récupérons un compost presque inodore. Entre nous : tout ne se passe pas bien.


Les coéquipières Carmel et Shey, prêtes à vider les toilettes. © Christiane Heinicke.

(...)


Cyprien Verseux

Pour retrouver tous les posts de Cyprien Verseux, cliquez ici.

Nuages de glace d'eau dans la région de Tharsis


Crédits : NASA (domaine public)

"Vous apercevez là-bas au loin notre dôme d'eau liquide, ou aquadôme. Nul besoin de vous expliquer pourquoi sa présence est essentielle.
Nous disposons en permanence d'environ 2000 mètres cubes d'eau, et menons en parallèle une politique d'économie de l'eau absolument drastique : maximum 8L d'eau par personne et par jour pour l'hygiène, récupération des fluides corporels, recyclage des eaux usagées.
Le maintien de toute cette eau à l'état liquide nous coûte aussi beaucoup d'énergie : une question de pression et de température..."

Picture by 600v

SALLE DE VIE COMMUNE - Cuisines

BASE


Accès au dossier personnel

"La cuisine est un espace un peu sombre mais très convivial !
Nous sommes ravis que l'Agence Spatiale Martienne ait pensé à recruter un vrai cuisinier au sein du nouvel équipage !"

"En effet, les rations déshydratées reconstituées avec l'eau issue de nos urines, ça commence à nous peser un peu... Heureusement, nous avons trouvé au fond des placards quelques bouteilles de liqueur d'algues qui nous ont permis de euh... réchauffer nos soirées..."

base

CENTRE DE COMMANDEMENT


Accès au Dossier personnel


Accès au Dossier personnel


Accès au Dossier personnel


Accès au Dossier personnel




"Bienvenue jeunes Marsonautes !


Nous sommes ici dans le centre de commandement et de télécommunications, noeud central de la base, vital pour notre survie. D'ici je coordonne les expéditions scientifiques et gère les échanges professionnels et personnels avec la Terre et les vaisseaux en transit."

"OK Jack, je l'ai vu récemment en salle de sport. En attendant, je compulse les ressources sur la fossilisation, histoire de me rafraîchir la mémoire... Si besoin je contacterai un ami sur Terre via la salle de commandement, c'est un spécialiste en exobiologie."

"OK Jack, je l'ai vu récemment en salle de sport. En attendant, je compulse les ressources sur la fossilisation, histoire de me rafraîchir la mémoire... Si besoin je contacterai un ami sur Terre via la salle de commandement, c'est un spécialiste en exobiologie."

Wanderers - a short film by Erik Wernquist from Erik Wernquist on Vimeo.

"Ici le commandant Ripley de la base terrestre Gaïa..."


"ISS-martienne au rapport..."

SALLE DE SPORT

base

Accès au dossier personnel


"La salle de sport est l'endroit où vous passerez le plus de temps la journée. En fonction de votre état physiologique et afin de lutter contre les effets néfastes de la faible gravité sur votre organisme, vous devrez faire entre 3 et 5 heures d'exercices physiques variés par jour.
Moi-même je viens fréquemment soulever de la fonte et courir mes 20 kilomètres. Je crois qu'on peut me qualifier de grand sportif."

*tousse et s'étrangle*

AEROGARE

base

Accès au dossier personnel

Accès au dossier personnel

"Zut, où est passé le convecteur temporel que j'avais rangé par là... ?"

"Nous voici dans l'aérogare. Nous y stockons les véhicules terrestres comme nos marsovans, ainsi que nos rovers et drones d'exploration martienne, comme Serendipity. Nous disposons de robots humanoïdes mécatroniciens pour les réparations courantes, mais la venue d’ingénieurs pour me seconder ne sera pas du luxe."

Faire pousser des plantes sur Mars
(Futura-sciences)

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/exploration-martienne-mars-colons-pourront-faire-pousser-plantes-53357/


L'exploration de Mars fait rêver les amateurs de science-fiction depuis longtemps. Nourries par les romans d'Arthur Clarke ou de Ray Bradbury, plusieurs sont prêts à embarquer dans le projet de colonisation de la Planète rouge baptisé Mars One. Mais pour que ce projet réussisse, il faudrait que les colons puissent produire leur nourriture sur place.




SERRES & LABO AGRONOMIE

How to grow plants on Mars (NASA)

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/meals_ready_to_eat


Fresh food grown in the microgravity environment of space is officially on the menu for the first time for NASA astronauts on the International Space Station.


Perchlorates

Courte vidéo en anglais, les sous-titres en français sont plutôt bien faits (activer les sous-titres, puis choisir le français).

Le début est toutefois mal traduit : "Le perchlorate est une substance très cool, c'est un sel, ceci un perchlorate de calcium. On peut le trouver partout sur Mars..."


https://www.youtube.com/watch?v=fxnEKi7ItW4



Perchlorates

Courte vidéo en anglais, les sous-titres en français sont plutôt bien faits (activer les sous-titres, puis choisir le français).

Le début est toutefois mal traduit : "Le perchlorate est une substance très cool, c'est un sel, ceci un perchlorate de calcium. On peut le trouver partout sur Mars..."


https://www.youtube.com/watch?v=fxnEKi7ItW4



base

base

base


Le laboratoire contient de nombreux échantillons de sols terrestres et martiens.




© Cirad, T. Erwin


Le laboratoire contient de nombreux échantillons de sols terrestres et martiens.




© Cirad, T. Erwin


Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.

Les systèmes biologiques, et les micro-organismes en particulier, seront extrêmement utiles. L’être humain utilise leurs produits depuis le début de son histoire : oxygène produit par des micro-algues, aliments et boissons tels que micro-organismes comestibles et produits fermentés comme le vin et le fromage, médicaments, divers produits chimiques, biomatériaux, biocarburants, etc. Nous dépendons également d’eux pour divers procédés, par exemple le recyclage de déchets et l’extraction de certains métaux. Les micro-organismes peuvent par ailleurs se démultiplier très rapidement à partir de quantités infimes ; en envoyer quelques milligrammes suffirait donc pour en lancer des cultures sur Mars, dans des systèmes de culture clos. Mais comment les alimenter ? S’il faut envoyer des milieux nutritifs depuis la Terre le problème de la masse est déplacé, pas résolu.

Heureusement, tous les éléments de base nécessaires à la vie ont été détectés sur Mars. Les nutriments métaux sont présents dans les roches. Il y a du carbone (sous forme de dioxyde de carbone et, en quantités a priori bien moindres, de méthane) de l’azote dans l’atmosphère, et des atomes de carbone supplémentaires sont présents dans la glace carbonique des calottes glaciaires et sous la surface du régolithe (le sol poudreux visible sur les images de paysages Martiens) du fait d’échanges avec l’atmosphère. De grandes quantités d’eau ont été détectées sous forme de glace dans la calotte polaire nord, sous la glace carbonique de la calotte glaciaire sud et proche de la surface à des latitudes plus tempérées, sous forme d’hydratation des minéraux, et sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Ce sera par ailleurs un produit secondaire du métabolisme et de l’activité industrielle humains. L’énergie solaire est également présente, avec une intensité moyenne de 43% celle de la Terre.

Le problème ? Une large part de ces éléments est sous une forme que la plupart des organismes ne peuvent utiliser. En particulier, beaucoup (qualifiés d’hétérotrophes et incluant les animaux tels que les hommes, ainsi que la majorité des micro-organismes) ont besoin de composés organiques comme sources de carbone et d’énergie, et la disponibilité de ceux-ci sur Mars est mal connue mais très probablement basse. De l’azote fixé, par exemple des nitrates, de l’ammoniac ou des acides aminés (mais pas l’azote atmosphérique qui est sous forme de diazote, N2) et du dioxygène (O2) sont également nécessaires à la plupart des organismes. Et, finalement, les éléments métaux enfermés dans les roches sont généralement inaccessibles. Le problème n’est donc pas un manque d’éléments basiques nécessaires à la vie, mais la capacité des organismes à les utiliser sous la forme qu’ils prennent à la surface de Mars.


Deux exemples de cyanobactéries, d'espèces différentes, vues au microscope. La photographie rend mal leur couleur, d'un vert intense. © Cyprien Verseux

Mais tous les organismes n’ont pas besoin de composés organiques : ce n’est pas le cas des cyanobactéries, par exemple. Elles peuvent, comme les plantes, faire de la photosynthèse : utiliser du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière pour produire leurs propres composés organiques. Dans un désert nutritif comme Mars, cela leur donnerait un fort avantage sur les organismes hétérotrophes. Certaines espèces peuvent fixer le diazote qui, comme le dioxyde de carbone, est présent dans l’atmosphère de Mars. De plus, certaines ont la capacité d’extraire et d’utiliser les métaux présents dans des analogues de roches martiennes. La plupart – voire tous – les nutriments qui leur sont nécessaires pourraient donc être fournis directement à partir de ressources présentes sur Mars.

Et puisque les cyanobactéries produisent des composés organiques, fixent l’azote et extraient des nutriments métaux des roches, pourquoi ne pas s’en servir pour nourrir des organismes hétérotrophes ?


Cultiver des organismes vivants en utilisant des cyanobactéries pour transformer des ressources martiennes en milieux de culture. © Cyprien Verseux

Les cyanobactéries pourraient par ailleurs être utilisées directement pour diverses applications comme la production de nourriture, de carburants et d’oxygène.

Qu’en est-il des plantes ? Bien que le basalte soit la roche dominante dans le régolithe martien, et qu’une fois érodé il contribue à la formation de sols extrêmement productifs sur Terre, le sol martien devra probablement subir un traitement physicochimique et/ou biologique avant de pouvoir être utilisé comme milieu de croissance pour des plantes. Les raisons pour cela incluent sa basse capacité à retenir l’eau (à cause de l’absence de carbone organique), et le fait que ses nutriments soient peu accessibles aux racines. En plus du carbone et de nutriments métaux, le sol devra être enrichi avec d’autres éléments. De l’azote utilisable, notamment : la plupart des plantes sont incapables de fixer l’azote atmosphérique (même si certaines, principalement des légumineuses, portent des bactéries symbiotiques qui le fixent pour eux).

Les plantes sont par ailleurs bien moins efficaces que les cyanobactéries en ce qui concerne l’utilisation de surface, de dioxyde de carbone et de minéraux. Elles sont plus sensibles aux conditions environnementales, nécessitent plus de main d’œuvre, se prêtent moins à l’ingénierie génétique, prennent plus de temps à redéployer en cas de perte, nécessitent une logistique plus complexe et contiennent des parties non comestibles et difficiles à recycler. Les rôles principaux des plantes dans un avant-poste humain seraient la production de nourriture et d’oxygène, qui peuvent être assurés par les cyanobactéries. Cela dit, bien que certaines cyanobactéries comestibles aient d’excellentes propriétés nutritives (déjà entendu parler de la spiruline ?), elles ne peuvent actuellement pas être utilisées comme nourriture de base à cause de leur goût que peu qualifieraient d’agréable, de leur manque de vitamine C et peut-être de certain lipides essentiels, et de leur bas ratio glucides/protéines. Ces problèmes pourraient être résolus par l’ingénierie génétique, mais les plantes ont d’autres avantages : elles permettraient la production d’aliments réconfortants et leur culture pourrait avoir un impact positif sur le moral des colons. Des cultures à petite échelles, alimentées par des nutriments produits par des cyanobactéries et par les déchets organiques produits par l’équipage, peuvent être envisagées.

En résumé : grâce à la photosynthèse, à l’érosion de roches et à la fixation d’azote, les cyanobactéries pourraient être cultivées sur Mars et utilisées pour transformer la matière inorganique locale en composés disponible à d’autres microorganismes et aux plantes. Des nutriments supplémentaires proviendraient du recyclage de déchets de l’équipage. Finalement, si d’autres micronutriments (par exemples, certains cofacteurs) se révèlent impossibles à extraire sur place, les transporter depuis la Terre n’ajouterait qu’une masse négligeable à la charge du vaisseau, puisqu’ils ne sont nécessaires qu’en quantités infimes.

Les pionniers pourraient donc transporter de très légers tubes contenant des cyanobactéries et, une fois atterris sur Mars, les cultiver à partir de matériaux trouvés sur place. Ces bactéries photosynthétiques seraient ensuite utilisables pour cultiver d’autres micro-organismes et des plantes, recréant ainsi un écosystème simple et capable de produire les denrées nécessaires à la colonie à partir de ressources locales. C’est l’objet principal de mes recherches.

Cyprien Verseux

Cyprien Verseux, l'astrobiologiste français diplômé de Sup'Biotech, vient de terminer son séjour sur Mars... à Hawaï. Avec ses cinq coéquipiers, il a participé à une expérience consistant à simuler pendant 365 jours ce que pourrait être la vie sur Mars. Le dimanche 28 août 2016, tous ont retrouvé l'air libre et sont sortis du dôme de 140 m2 à l'intérieur duquel ils ont vécu pendant cette « année martienne ». Durant cette année, il a partagé son expérience sur un blog sur le site de La Recherche, dont voici un extrait.

Post 5 : Bactéries vertes sur planète rouge

Le lundi 21 septembre 2015

« J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place. [...] »

J’ai déjà mentionné qu’une partie de mes travaux visait à mettre au point un système permettant de produire des ressources sur Mars à partir des matériaux présents sur place.

Comme vous pouvez vous en douter, les plantes jouent un rôle dans ce projet. Mais le rôle principal est tenu par les cyanobactéries. Ces micro-organismes sont des bactéries vertes qui, comme les plantes, font de la photosynthèse. Bien que peu connues du public, en tout cas dans ce contexte, elles pourraient devenir des éléments clés d’un avant-poste sur Mars.

Je vais essayer d’expliquer leur potentiel d’une façon accessible au large public. Si mes écrits sont trop difficiles à comprendre (un écueil classique lorsque l’on vulgarise sa propre recherche), n’hésitez pas à me le faire savoir ! Si au contraire ce que j’écris est trop basique et que vous voulez plus de détails techniques, je vous invite à lire lapublication dont cet article est tiré.

Déposer des hommes sur Mars dans les prochaines décennies est maintenant un objectif réaliste. Mais si planter un drapeau et laisser une empreinte pourrait être fait avec pas grand-chose de plus que nos capacités technologiques actuelles, l’investissement est discutable. En revanche, si une intense activité scientifique est possible, les dépenses sont largement justifiées. Dans ce cas, une équipe devra passer un temps considérable sur place. Multiplier des missions à court terme n’est en effet pas une option viable : étant donnés le temps, les coûts et les difficultés associés au trajet, des bases permettant des séjours de longue durée seront probablement nécessaires. Mais si l’idée d’une présence humaine permanente est attirante, procurer les denrées nécessaires à la survie des pionniers reste un défi : les coûts de lancement ne permettent pas le ravitaillement continu d’une colonie au-delà de la Lune. Envoyer toutes les ressources nécessaires à partir de la Terre est financièrement irréaliste. La colonisation de Mars est-elle donc trop onéreuse pour être réalisable ? Peut-être pas… si l’on peut n’envoyer qu’une quantité minimale de consommables et produire le reste à partir de matériaux trouvés sur place.