La NASA a calculé ce qu’il faudrait pour rendre Mars respirable : la raison de cet échec n’a rien à voir avec le climat

Mars affiche une pression atmosphérique presque nulle et un froid permanent. Pourtant, selon une étude récente, ce n’est pas le climat qui condamne les rêves de terraformation, mais bien les quantités astronomiques de matière à déplacer, un défi industriel qui dépasse largement tout ce que l’humanité a construit jusqu’ici.

Depuis des décennies, la science-fiction nous a habitués à l’idée d’une Mars verdoyante, réchauffée et respirable. Les films, les romans, laissent entendre que la technologie finirait par rattraper nos ambitions. Mais un travail mené par Slava Turyshev, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, remet les pendules à l’heure de façon assez brutale.

Son étude, publiée en pré-print sur arXiv et relayée par Universe Today, ne s’intéresse pas tant à la question du réchauffement de la planète rouge qu’à celle, bien plus concrète, de la logistique. Car réchauffer Mars, en théorie, on sait comment faire. Le problème, c’est de trouver la matière première en quantité suffisante, et de la transformer.

Dans cet article, on va décortiquer les chiffres qui donnent le vertige, comprendre pourquoi l’industrie martienne rêvée ressemblerait à quelque chose d’encore jamais tenté, et passer en revue les pistes technologiques envisagées, des miroirs géants aux nanoparticules.

Terraformer Mars, un problème d’ingénierie bien plus que de température

Pour comprendre l’ampleur du défi, Turyshev a identifié cinq paliers distincts, cinq « états finaux » qui jalonnent le chemin entre la Mars actuelle et une planète réellement vivable. Le premier, c’est simplement l’état présent : une atmosphère quasi inexistante et un froid qui interdit toute activité humaine sans scaphandre.

Le deuxième palier correspond au dépassement du point triple de l’eau, autour de 6,1 millibars à zéro degré. À ce stade, l’eau pourrait exister sous forme liquide dans certaines conditions, un premier pas symbolique mais encore loin d’un environnement habitable.

Vient ensuite ce que le chercheur appelle le « shirtsleeve greenhouse », littéralement une serre où l’on pourrait circuler en bras de chemise. Cette approche, appelée paraterraformation, consiste à construire des structures fermées autour de 100 millibars de pression, qui pourraient à terme s’étendre jusqu’à former une véritable « world house », une sorte de dôme planétaire.

Le quatrième seuil, fixé à 62,7 millibars, a quelque chose d’assez frappant : en dessous de cette pression, le sang humain entrerait littéralement en ébullition à 37 degrés. Enfin, le cinquième et dernier état correspond à une atmosphère réellement respirable, mélangeant azote et environ 210 millibars d’oxygène, pour un total de 500 millibars. C’est uniquement à ce niveau que l’on pourrait parler d’une Mars habitable sans assistance technique lourde.

3,89 x 10^15 kg de gaz pour un seul millibar : le vertige des chiffres martiens

C’est là que l’étude bascule du domaine théorique vers quelque chose de nettement plus tangible, et franchement vertigineux. Pour faire grimper la pression atmosphérique martienne d’un seul petit millibar à l’échelle de la planète entière, il faudrait ajouter environ 3,89 x 10^15 kilogrammes de gaz.

Pour donner une idée de ce que représente ce chiffre, c’est à peu près la masse de Deimos, la plus petite des deux lunes de Mars. Un seul millibar, et il faudrait déjà mobiliser l’équivalent d’un petit satellite naturel entier.

Maintenant, imaginez ce que cela donne pour atteindre une atmosphère respirable complète, avec ses 500 millibars. Turyshev estime qu’il faudrait réunir environ 10^18 kilogrammes de matière, soit une masse comparable à celle de Janus, une lune irrégulière qui orbite autour de Saturne.

Le chercheur note tout de même, avec un certain pragmatisme, qu’il existerait des centaines de corps célestes de cette taille disséminés dans le système solaire. L’idée n’est donc pas totalement irréaliste sur le papier. Mais aller chercher, déplacer et transformer un objet de la taille d’une lune pour l’injecter dans l’atmosphère martienne relève d’un défi industriel sans commune mesure avec quoi que ce soit que l’humanité ait entrepris jusqu’ici.

À cela s’ajoute un autre obstacle de taille : il faudrait aussi élever la température moyenne de la planète d’environ 60 degrés pour stabiliser l’eau liquide à l’échelle globale. Un réchauffement d’une ampleur considérable, qui donne la mesure du défi.

Des usines grosses comme des lunes : l’industrie qu’il faudrait inventer sur Mars

Produire l’oxygène, l’eau et les matériaux de construction sur place exigerait des usines capables de traiter des millions de tonnes de ressources martiennes, un défi industriel sans précédent et non résolu à ce jour. C’est probablement le cœur du problème que pose l’étude de Turyshev, bien au-delà des simples questions climatiques.

Une seconde source, l’article arXiv lui-même, précise que le CO2 endogène disponible sur Mars, c’est-à-dire celui déjà présent sous forme de glace ou piégé dans le sol, doit être considéré comme une ressource limitée. Les estimations parlent de quelques dizaines de millibars tout au plus, avec un scénario chiffré autour de 20 millibars évoqué comme exemple de ce qui serait exploitable.

Autrement dit, même en vidant intégralement les réserves naturelles de la planète, on resterait très loin du compte. Il faudrait donc inventer une filière industrielle entièrement nouvelle, capable d’extraire, de transformer et de répartir des quantités de matière comparables à celles d’un petit satellite naturel.

L’étude évoque des méthodes comme l’absorption induite par collision entre CO2 et hydrogène, ou encore la production de gaz à super-effet de serre synthétiques. Mais ces pistes restent, pour l’instant, des concepts d’ordre de grandeur, des calculs théoriques permettant de comparer différentes stratégies plutôt que des plans d’ingénierie prêts à être exécutés.

Miroirs géants, nanoparticules et CO2 captif : les pistes technologiques à l’épreuve du réel

Face à ce constat, plusieurs solutions techniques ont été envisagées par Turyshev pour tenter de contourner l’obstacle. La première repose sur des nanoparticules spécialement conçues pour absorber les rayons courts du soleil, une sorte de voile artificiel capable de retenir davantage de chaleur à la surface de la planète.

La deuxième piste, plus directe, consisterait à libérer massivement du CO2 déjà présent dans le sous-sol martien, afin de recréer un effet de serre naturel. Problème : on vient de le voir, cette ressource est limitée et ne permettrait pas, à elle seule, d’atteindre les seuils nécessaires à une atmosphère respirable.

La troisième option, sans doute la plus spectaculaire sur le papier, imagine des miroirs géants en orbite, chargés de concentrer la lumière solaire vers la surface pour la réchauffer artificiellement. Sauf que la surface totale nécessaire pour ces miroirs atteindrait environ 70 millions de kilomètres carrés, une surface jugée largement hors de portée des capacités industrielles actuelles, qu’il faudrait construire, assembler et maintenir en orbite martienne.

Une dernière approche, plus modeste et donc plus réaliste à court terme, s’appelle la paraterraformation régionale. L’idée consiste à ne pas chercher à transformer la planète entière, mais à créer des poches habitables localisées, des sortes de serres étendues où la pression et la température seraient maîtrisées artificiellement. C’est ce concept de « shirtsleeve greenhouse » évoqué plus haut, qui pourrait constituer, selon l’étude, une première étape bien plus accessible qu’une transformation planétaire globale.

Toutes ces pistes partagent un point commun : elles nécessitent un débit industriel et une puissance énergétique qui restent, pour l’instant, hors de portée des capacités humaines actuelles. L’étude de Turyshev ne tranche pas définitivement sur la faisabilité globale du projet, mais elle pose un cadre de calcul qui rend les choses nettement plus concrètes que les discours habituels sur la terraformation.

Au final, ce travail a le mérite de recentrer le débat là où il doit se situer. Rendre Mars habitable n’est pas tant une question de savoir-faire climatique, on sait globalement quels leviers actionner pour réchauffer une atmosphère, que de capacité industrielle brute. Déplacer, transformer et répartir des masses de matière comparables à celles d’une lune entière du système solaire, voilà le véritable mur auquel se heurtent aujourd’hui tous les scénarios de colonisation martienne à long terme.