Construction d'une colonie

[inviteb271042d]

Bonjour,

J'ouvre ce sujet afin de connaitre comment vous concevez les différentes étapes de la construction d'une base martienne permanente.

Pour cadrer un peu voici ce que j'ai en tête :

La base est construite tant par des interventions humaines que robotisées.

La base à une durée de vie de 15 ans.

La base abrite au minimum 100 individus.

Il n'est pas demandé que la base soit autonome, ni qu'elle serve de tremplin à une colonisation.
Par contre cette base doit permettre : l'exploration de Mars, la cohabitation et la collaboration de plusieurs équipes de différentes nationalités, donc pas forcément dotées d'un commandement unique et bien sur cette base doit pouvoir être regulièrement ravitaillée.

A vous.
-----

[DonPanic]

Salut
Pour commencer, on expédie des serres gonflables filtrant les rayonnements dangereux pour produire et la bouffe et l'oxygène nécessaires aux marsocolons

[invite41ccbca6]

Salut,

Il n'y a pas besoin de serres il suffit de placer les plantes sous des lampes à UV (je sais pas si ça rend pareil) et on fait des cultures hors-sol.
En tous cas pour une colonie Marsienne il faut obligatoirement qu'elle soit autonome sur l'approvisionnement en nourrirture, en eau (il faut espèrer qu'il en reste encore en grandes quantité sur Mars) et en oxygène.
Je pense que c'est déjà un bon début

@+

[DonPanic]

Il n'y a pas besoin de serres il suffit de placer les plantes sous des lampes à UV (je sais pas si ça rend pareil) et on fait des cultures hors-sol.

Faut des serres où on comprime l'atmosphère martienne pour obtenir une pression atmosphèrique digne de ce nom et protéger les plantes des UV et autres rayonnements dangereux non filtrés par la faible atmosphère martienne

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb271042d]

Tant pour DonPanic que pour guil01, comment "construisez vous" votre colonie ?

Quelle structure de soutien ?
Quelles méthode de fabrication : éléments préfabriqué acheminés depuis la Terre, élements fabriqués depuis des ressources locales ?
Et surtout quelles dimensions ? Quel volume ?

Ce que je cherche c'est d'avoir des éléments très concrets sur les modalités envisagées pour l'installation d'une batisse

[invite06fcc10b]

Quelle structure de soutien ?
Quelles méthode de fabrication : éléments préfabriqué acheminés depuis la Terre, élements fabriqués depuis des ressources locales ?
Et surtout quelles dimensions ? Quel volume ?

Ta question est plus complexe qu'il n'y parait, car il y a de nombreuses variantes selon l'objectif final et les objectifs intermédiaires.
Pour ma part, voilà comment je vois les choses (1 scénario parmi une multitude) :
On envoie sur Mars plusieurs modules habités pour 10 personnes maximum, ainsi que des modules cargos contenant tout un tas de matériel pour l'excavation, la construction, le forage, le transport, l'agriculture ... + plusieurs petits réacteurs nucléaires.
Condition préliminaire : il faut placer les habitats dans une zone au-dessous de laquelle on pourra trouver de la glace.
Première étape : construction de serres (matériel importé) et construction d'un puits de forage pour récupérer la glace d'eau (matériel importé). L'agriculture commence, un peu de pisciculture aussi.
Deuxième étape : construction d'abris souterrains, en creusant un grand trou dans le sol; ciment réalisé avec les roches locales (plusieurs solutions, ciment classique avec technique d'hydratation adaptée, ou roches soufrées).
Troisième étape : construction d'un four solaire (seuls les réflecteurs sont importés de la Terre)
Quatrième étape : recherche de minerais de fer et construction d'une usine de sidérurgie (une partie est importée de la Terre, notamment le matériel trop complexe, les capteurs ...). Objectif : pouvoir fabriquer des éléments en fer, réparer les véhicules ...
Cinquième étape : construction d'une usine chimique. Objectif : récupérer le CO2 de l'atmosphère pour former l'éthylène, base de l'industrie plastique.
Sixième étape : construction d'un dôme de verre au-dessus des abris souterrains (ou de plastique ?).
Septième étape : arrivée des derniers 100 premiers ... avec des animaux de la ferme (du lait !!!!) et des arbustes (à planter sous le dôme pour faire un jardin !)
Super, qui vient avec moi ?

[inviteb271042d]

Super, qui vient avec moi ?

Bonjour m'sieur le chef de chantier
c'est ici qu'y d'l'embauche

Heu avant j'aurais juste une p'tite question à vous poser...la routine quoi

Première étape : construction de serres (matériel importé)

Quelle taille et avec quels moyens/méthodes d'assemblage ?
Pas très loin d'où j'écrit des immeubles sont en construction. Quand j'observe la levée des grues de chantier, j'ai beaucoup de mal à transposer la même scène sur Mars avec des températures glaciales et les ouvriers dans leurs scaphandres....

Deuxième étape : construction d'abris souterrains, en creusant un grand trou dans le sol; ciment réalisé avec les roches locales (plusieurs solutions, ciment classique avec technique d'hydratation adaptée, ou roches soufrées).

Là je conçois mieux mais comment seraient réalisés les joins entre les assemblages ?
Même avec des panneaux de bétons coffrés sur place, il faudra prévoir des jointures pour rendre la structure hermétique. Et vu les températures locales je crains que l'adhésion des joints contre le béton soit assez compliquée à obtenir

Question annexe : Quelles techniques sont utilisées en milieu polaire ? ( sibérie, Mer du nord, poles )

....
Septième étape : arrivée des derniers 100 premiers ... avec des animaux de la ferme (du lait !!!!) et des arbustes (à planter sous le dôme pour faire un jardin !)

Le dome prévu pour le jardin est vraiment en verre ?
Parce que je crains que les laitages luisent un peu dans l'obscurité faute d'avoir filtré la radio activité , non ?

[invitef52166cd]

Condition préliminaire : il faut placer les habitats dans une zone au-dessous de laquelle on pourra trouver de la glace.
Première étape : construction de serres (matériel importé) et construction d'un puits de forage pour récupérer la glace d'eau (matériel importé). L'agriculture commence, un peu de pisciculture aussi.
:

si je me souvient bien mars contient de l'azote et du nitrate en quantité négligable, dans ce cas là la colonie serait régulierement tributaire d'un ravitaillement de ces composées

[moijdikssékool]

des serres gonflables

Ca résisterait à des températures variant quotidiennement de 100°C (en gros 0 le jour et -100 la nuit)

il suffit de placer les plantes sous des lampes à UV

s'il fallait 1ha de culture par personne et 1kw de puissance par m², cela ferait 10MW par personne (100personnes --> 1Gw de puissance, soit la puissance moyenne d'un réacteur francais)
mais il faudrait connaître les rendements améliorés dans des serres riches en CO2, ce qui diminuerait la puissance à fournir. Vu les températures extérieurs, il faudrait en plus chauffer. Si la serre est noire ou transparante, il faut aussi en tenir compte. Pas évident

il faut placer les habitats dans une zone au-dessous de laquelle on pourra trouver de la glace

si l'eau se trouve essentiellement aux poles, ca va augmenter la facture du chauffage

[DonPanic]

des serres gonflables

Ca résisterait à des températures variant quotidiennement de 100°C (en gros 0 le jour et -100 la nuit)

Il y a des matières plastiques qui résistent largement à >200°C.
Compte tenu du fait que les prix de lancement sont proportionnnels aux masses, dans un premier temps, modules d'habitation et serres seraient plutôt du gonflable.
Cela suppose l'expédition d'unités de panneaux solaires, d'unités de compression facilement reliables par des tuyaux flexibles.

http://ag.arizona.edu/ceac/research/...r/Photo/MarsGH

[invite06fcc10b]

Quelle taille et avec quels moyens/méthodes d'assemblage ?

Good question.
A priori, il faut du robuste, du simple et de l'adaptatif. Je pencherais donc pour une serre très allongée, du genre 10 mètres fois 100 mètres, divisée en plusieurs parties de 20 mètres par exemple, chaque partie pouvant être isolée du reste, et même être rajoutée a posteriori. Si c'est du gonflable, l'assemblage sera limité.
Sinon, pour augmenter l'éclairage sans dépenser d'énergie, il doit être possible d'installer des réflecteurs derrière la serre accolés à une paroi verticale. Les rayons du soleil se réfléchiraient ainsi dessus et reviendraient sur la serre.
[QUOTE=transhuman]

Là je conçois mieux mais comment seraient réalisés les joints entre les assemblages ?
Même avec des panneaux de bétons coffrés sur place, il faudra prévoir des jointures pour rendre la structure hermétique. Et vu les températures locales je crains que l'adhésion des joints contre le béton soit assez compliquée à obtenir

Il n'y a pas de secret, s'il faut monter la température, on la montera ! Sinon, il existe une solution qui consiste à utiliser du soufre :
http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1483.PDF

Pour plus d'idées, voir le workshop suivant :
http://www.lpi.usra.edu/publications...1/TR98-01.html

Question annexe : Quelles techniques sont utilisées en milieu polaire ? ( sibérie, Mer du nord, poles )

Celles-là justement : soit on chauffe, soit on utilise des matériaux à base de soufre (sinon, y a aussi le bois ou la glace ...)

Le dome prévu pour le jardin est vraiment en verre ?
Parce que je crains que les laitages luisent un peu dans l'obscurité faute d'avoir filtré la radio activité , non ?

Pour le dôme, je te renvoie vers un fana américain de la Mars Society Bruce Mackenzie :
http://www.marshome.org/building-the-base/
Il explique en détail la construction de la base !

Sinon, Bruce préconisait il y a quelques temps le tout plastique. Une structure importante serait donc l'usine chimique, qui pourrait fournir l'essentiel des matériaux et des outils de construction.

[DonPanic]

Sinon, Bruce préconisait il y a quelques temps le tout plastique. Une structure importante serait donc l'usine chimique, qui pourrait fournir l'essentiel des matériaux et des outils de construction.

Hey, tu oublies les règles du jeu.

La base est construite tant par des interventions humaines que robotisées.
La base à une durée de vie de 15 ans.
La base abrite au minimum 100 individus.
Il n'est pas demandé que la base soit autonome, ni qu'elle serve de tremplin à une colonisation.
Par contre cette base doit permettre : l'exploration de Mars, la cohabitation et la collaboration de plusieurs équipes de différentes nationalités, donc pas forcément dotées d'un commandement unique et bien sur cette base doit pouvoir être regulièrement ravitaillée.

Faut d'abord voir comment minimiser les masses de trucs à trimbaler sur Mars pour des scientifiques qui sont supposés être là pour explorer et expérimenter, pas pour installer des usines minéralières, d'hydrocarbures, d'extrusion et de filage et tout le tremblement et y fabriquer à très très cher ce que la Terre fournit à pas trop cher
ex: serait bien d'évaluer les hectares de serres nécessaires pour fournir de quoi respirer à 100 personnes , les alimenter, recycler un max
L'essentiel est d'offrir une base scientifique

[invite06fcc10b]

Hey, tu oublies les règles du jeu.
Il n'est pas demandé que la base soit autonome, ni qu'elle serve de tremplin à une colonisation.

Très juste. Mais il n'est pas demandé non plus que la base ne soit pas autonome et il n'est pas requis non plus qu'une colonisation soit impossible.
Le problème, c'est le compromis entre la masse des objets apportés directement utilisables et la masse des outils permettant la construction d'autres objets en utilisant des matériaux in situ.
Par ailleurs, les objets apportés sont susceptibles d'avoir une durée de vie limitée, il est donc intéressant de pouvoir les réparer ou de les recréer plutôt que de demander une ou plusieurs fusées supplémentaires.
De plus, j'estime que pour une base de 100 personnes, il faut quelque chose comme 30 fusées envoyées vers Mars. A raison de 2 tirs tous les 2 ans en moyenne, cela fait 30 ans, en supposant que personne ne revienne, et sans compter l'exploitation de la base qui devrait durer au moins une vingtaine d'années !
Or, très peu d'objets complexes ont une durée de vie de 30 ans et plus. En conséquence, si on ne veut pas ajouter une fusée par an rien que pour changer les pièces défaillantes, il est préférable de construire dès le départ l'usine qui permet de réparer et remplacer la plupart des pièces.
Tout ceci reste bien entendu très spéculatif, il faut faire une étude détaillée.

[inviteb271042d]

à tous les deux

On rentre dans le vif du sujet.

J'élargirais le débat aux moyens de construction nécessaires ( toupies pour le béton, grues et levages divers ).

Bref avant de parler d'une colonie indépendante j'aimerais voir comment construire tout court sur Mars.

[inviteb271042d]

Bon quelques idées sur l'organisation de la cosntruction d'une base :

1 ) Phase de test :

On envoie un gros container avec plusieurs ( 10 ; 20 ) robots d'exploration vers Mars.

Le container se met en orbite et quelques robots sont envoyés en exploration sur 3 types de sites :

- site de construction de l'habitat,
- sites d'extraction de ressources, principalement d'extraction de minéraux pour obtenir des matériaux de construction. Vu qu'il s'agit d'une première base je ne pense pas réaliste de vouloir tout obtenir depuis Mars, en particulier des composés complexes.
Par contre se servir du sol de Mars pour la masse des matériaux de construction permet évidemment une énorme économie de poids sur le fret des vaisseaux spatiaux au départ de la Terre.
- sites d'expérimentation des cultures. Rien ne permet d'être certain d'obtenir simplement une agriculture autonome. Biosphère II tend même à prouver le contraire. MAIS il faut faire des essais in situ le plus rapidement possible. Il s'agit d'essais pas de ravitaillement qui sera lui totalement importé dans un premier temps.
Rien n'oblige le site "agricole" à être au même endroit que le site d'habitation. D'une part celà facilite l'aménagement en permettant l'extension des équipements d'autre part les habitations seront probablement enterrées alors que le site agricole pourraient être sous dome translucide si on parvient à bloquer les rayonnements .

Les emplacements des 3 types de sites déterminés, les robots construisent à echelle réduite des modèles inhabités de la base pour vérifier les hypothèses retenues( faisabilité, étanchéïté, capacité d'hébergement ).
Ce n'est qu'après ce stade qu'une mission humaine est lancée.
( break for dinner...sorry ..see you later )

[inviteb271042d]

2 ème étape :

Construction des hyper structures :

Pour l'habitat principal je verrais bien une sorte de grand ( vraiment grand ) hall construit à partir de matériaux martien, doté d'une paroi, relativement épaisse, à structure en nid d'abeille.
Cette paroi permettrait de supporter le remblai extérieur et de fixer l'isolant intérieur.
En bref le hangar serait constituer d'un habitacle-bulle doté d'une coquille en nid d'abeille et remblayé à l'extérieur.

Pour le/les batiments agricoles peut être peut on envisager une structure plus légère par exemple fixée par des haubans et abritée contre la paroi d'un ravin.

Enfin sur les sites "industriels", comprendre au début d'extraction des minéraux de construction, le problème sera de combiner l'extraction des déchets, notamment la poussière, et les impératifs de chauffage. Pas seulement pour les ouvriers mais aussi pour les impératifs technologiques.

[inviteb271042d]

3eme étape :

Une fois les hyper structures établies, des modules d'habitats autonomes pourraient être amenés depuis la Terre et placés sous le hall d'habitat précédemment construit.

Ainsi différentes nationalités ( ex Américains d'une part et Chinois d'autre part ) auraient la possibilité d'arriver séparemment sur Mars tout en mettant en commun les ressources necessaires à l'établissement de zones atmosphérisées, chauffées et protégées.

Et les modules etant séparés, leur gestion interne pourraient être largement indépendante.

Il en serait de même pour les modules d'origine publique( Esa, Nasa ) et des modules d'origines privées ( ex Virgin )

[inviteb271042d]

...
Pour le dôme, je te renvoie vers un fana américain de la Mars Society Bruce Mackenzie :
http://www.marshome.org/building-the-base/
Il explique en détail la construction de la base !
.

Quand je vois les images illustrant le site deux réflexions
Au début ( step #1 ) les caissons à découvert me semblent largement exposés à tout les risques : rayonnements, météorites, tempêtes...

Ensuite ( from step #2 and beyond ) les murs d'isolation me paraissent nettement insufisant pour soutenir le volume de remblais et le remblais lui même me semble particulièrement exposé vis à vis des tempêtes, un peu à la manière du déplacement du sable fin sur une plage...

Par contre la façon d'établir la base sur des parties reliées entre elles avec un plazza centrale sous dome me parait très intéressante.

[DonPanic]

j'estime que pour une base de 100 personnes, il faut quelque chose comme 30 fusées envoyées vers Mars. A raison de 2 tirs tous les 2 ans en moyenne, cela fait 30 ans, en supposant que personne ne revienne, et sans compter l'exploitation de la base qui devrait durer au moins une vingtaine d'années !

Ca ne peut se faire comme ça : il y a des fenêtres de tir dépendant des positions respectives des planètes pour minimiser les trajets, ce qui implique des tirs groupés pendant les fenêtres de tir, et non une cadence annuelle

Rien ne permet d'être certain d'obtenir simplement une agriculture autonome.

Si on ne se sait pas capable d'approvisionner en air respirable et en nourriture pendant quelques années une centaine de personnes, vaut mieux s'abstenir

Biosphère II tend même à prouver le contraire.

Biosphère tendait à recréer un écosystème global dans un immense espace non cloisonné.
Ici, on cloisonne au max, chaque serre est autonome et isolée des autres par des systèmes de sas, de filtres, et chacune est sévèrement soumise à des contrôles pour prévenir tout emballement et toute propagation des réactions indésirées, biologiques comme chimiques.

[inviteb271042d]

Biosphère tendait à recréer un écosystème global dans un immense espace non cloisonné.
Ici, on cloisonne au max, chaque serre est autonome et isolée des autres par des systèmes de sas, de filtres, et chacune est sévèrement soumise à des contrôles pour prévenir tout emballement et toute propagation des réactions indésirées, biologiques comme chimiques.

C'est vrai mais Biosphere voulait aussi assurer le recyclage des éléments. Y a t il eu des progrès sur ce point ? Parce que sinon celà fera blocage quelque soit l'organisation retenue.

[inviteb271042d]

...pour des scientifiques qui sont supposés être là pour explorer et expérimenter, pas pour installer des usines minéralières, d'hydrocarbures, d'extrusion et de filage et tout le tremblement

Il me semble que l'expérimentation in situ à petite echelle des procédés industriels ci dessus aurait pleinement sa place parmi les expérimentations et les explorations ( ou se situent les gisements ?).

C'est pour celà que j'ai amené ce sujet : je ne pense pas que l'on puisse directement créé une base autonomone. Il y a deux problèmes complémentaires à resoudre sur Mars : d'une part apprendre à construire une base de grande ampleur et d'autre part apprendre à la doter d'autonomie.

Bon en plus il y a aussi le problème du transport de l'ensemble....

[invite06fcc10b]

Ca ne peut se faire comme ça : il y a des fenêtres de tir dépendant des positions respectives des planètes pour minimiser les trajets, ce qui implique des tirs groupés pendant les fenêtres de tir, et non une cadence annuelle

Ah, parce que j'ai donné une cadence annuelle ? La fenêtre de tir survient tous les 2 ans et quelques (2 ans et 2 mois je crois), que j'ai simplifié à 2 ans. Et j'ai donc dit (relis moi) "à raison de 2 tirs tous les 2 ans". Si j'avais donné une cadence annuelle, j'aurais dit "à raison d'1 tir par an", non ?

Biosphère tendait à recréer un écosystème global dans un immense espace non cloisonné.
Ici, on cloisonne au max, chaque serre est autonome et isolée des autres par des systèmes de sas, de filtres, et chacune est sévèrement soumise à des contrôles pour prévenir tout emballement et toute propagation des réactions indésirées, biologiques comme chimiques.

Biosphère était un cadre naturel. On s'interdisait donc toute intervention par des moyens artificiels. Pour la station spatiale internationale, c'est tout le contraire, on utilise des filtres pour le CO2, pour l'humidité, pour les particules, etc. etc.
Il y aura bien entendu un compromis à trouver en maximisant le cadre naturel mais en gardant comme tu le précises les moyens de contrôler et modifier les paramètres de l'air des habitats martiens et des serres.

[DonPanic]

Ah, parce que j'ai donné une cadence annuelle ?

Xkuzz
J'avais lu trop vite

Pour la station spatiale internationale, c'est tout le contraire, on utilise des filtres pour le CO2, pour l'humidité, pour les particules, etc. etc.

C'est tout rachot, la station spatiale, pour la colonie martienne, on peut contrôler l'humidité atmposphèrique par compression-décompression

[invite06fcc10b]

C'est tout rachot, la station spatiale, pour la colonie martienne, on peut contrôler l'humidité atmposphèrique par compression-décompression

Comprends pas. Compression et décompression de quoi ?
De l'air ? Habituellement, c'est plutôt un refroidissement qu'on opère pour obtenir une condensation.

[invitee9ed9cad]

1ere étape =>
envoyer des robots capables de denicher des grottes (sondage radar de sondes en orbite / robot au sol)

2)
une fois une cavité suffisament importante trouvée, utilisable pour y installer une base souterraine, envoyer la première expedition humaine qui aura pour travail de l'imperméabiliser totalement et d'y installer une serre
ha vi, je parle d'une sacrée bonne grotte, c'est clair ...
Ca doit pouvoir se trouver dans Valles Marineris.

Pourquoi une grotte et pas une structure externe ?
A cause des rayons cosmiques et solaires, et des météorites.
Avec la grotte, ces problèmes (souvent éludés, mais pourtant bien réels) sont definitivement réglés, sauf a prendre un météorite de 2 km sur le coin de la tronche.

ça donnerait déjà une base martienne habitée, après ça ... beaucoup de choses deviennent possibles.

[DonPanic]

Comprends pas. Compression et décompression de quoi ?
De l'air ? Habituellement, c'est plutôt un refroidissement qu'on opère pour obtenir une condensation.

pourtant évident
Dans le circuit de recyclage de lair, Tu places une phase de compression, quand l'air est comprimé, tu récupères la chaleur de compression ou tu l'évacues, l'humidité se condense en flotte, que tu recycles.
Après t'as un air déssèché, tu y replaces le taux d'humidité de l'air le plus confortable pour les poumons de tes colons

[moijdikssékool]

Dans le circuit de recyclage de lair, Tu places une phase de compression, quand l'air est comprimé, tu récupères la chaleur de compression ou tu l'évacues, l'humidité se condense en flotte, que tu recycles

c'est la seule méthode que je connaisse pour refroidir un gaz (avec du matériel à t°c ambiante)

[DonPanic]

1ere étape =>
envoyer des robots capables de denicher des grottes (sondage radar de sondes en orbite / robot au sol)
une fois une cavité suffisament importante trouvée, utilisable pour y installer une base souterraine, envoyer la première expedition humaine qui aura pour travail de l'imperméabiliser totalement et d'y installer une serre
ha vi, je parle d'une sacrée bonne grotte, c'est clair ...
Ca doit pouvoir se trouver dans Valles Marineris.

des doutes...
T'aurais un exemple de chimie martienne équivalent à H2CO3 + carbonates de calcium pour te creuser des grottes sur Mars ?

[inviteb271042d]

des doutes...
T'aurais un exemple de chimie martienne équivalent à H2CO3 + carbonates de calcium pour te creuser des grottes sur Mars ?

bonjour,

Finalement, on sait tres peu de choses sur la structure du sol de Mars, non ?

[DonPanic]

Finalement, on sait tres peu de choses sur la structure du sol de Mars, non ?

Vi, ya pas moyen de faire l'impasse sur la détection de grottes en embarquant des trépans et de la dynamite ?
Ou une espèce d'explosif binaire que ça pète pas pendant le transprt ?