L’exploration spatiale passe sous terre

Y a-t-il de la vie dans les grottes martiennes ?

C’est une bonne question, mais ce n’est pas encore la bonne question. Une collaboration internationale de scientifiques dirigée par le chercheur de la NAU, Jut Wynne, a des dizaines de questions auxquelles nous devons poser et répondre. Une fois que nous aurons compris comment étudier les grottes sur la Lune, Mars et d’autres corps planétaires, nous pourrons revenir à cette question.

Wynne, professeur-chercheur adjoint en écologie des grottes, est l’auteur principal de deux études connexes, toutes deux publiées dans une collection spéciale d’articles sur les grottes planétaires par le Journal of Geophysical Research: Planètes.

Le premier, « Questions fondamentales de science et d’ingénierie dans la recherche sur les cavernes planétaires », a été réalisé par une équipe interdisciplinaire de 31 scientifiques, ingénieurs et astronautes qui ont produit une liste de 198 questions qu’ils ont, en collaboration avec 82 autres scientifiques et ingénieurs de l’espace et des grottes, réduites. jusqu’aux 53 plus importants.

Exploitant les connaissances d’une partie considérable de la communauté des sciences spatiales, ce travail est la première étude conçue pour identifier les priorités de recherche et d’ingénierie pour faire avancer l’étude des grottes planétaires. L’équipe espère que leurs travaux éclaireront ce qui sera finalement nécessaire pour soutenir les missions robotiques et humaines dans une grotte planétaire, à savoir sur la Lune et/ou Mars.

Le second, « Planetary Caves : A Solar System View of Products and Processes », est né de la première étude. Wynne s’est rendu compte qu’il n’y avait eu aucun effort pour cataloguer les grottes planétaires à travers le système solaire, ce qui est une autre pièce importante du puzzle global. Il a réuni une autre équipe de scientifiques planétaires pour aborder cette question.

« Avec l’investissement financier et le soutien institutionnel nécessaires, la recherche et le développement technologique nécessaires pour réaliser ces progrès nécessaires au cours de la prochaine décennie sont réalisables », a déclaré Wynne. « Nous avons maintenant ce que j’espère deviendra deux articles fondamentaux qui aideront à propulser la recherche sur les grottes planétaires d’un exercice contemplatif de fauteuil à des robots sondant les sous-surfaces planétaires. »

Ce que l’on sait des grottes extraterrestres

Il y en a beaucoup. Les scientifiques ont identifié au moins 3 545 grottes potentielles sur 11 lunes et planètes différentes à travers le système solaire, y compris la Lune, Mars et les lunes de Jupiter et Saturne. Des processus de formation de grottes ont même été identifiés sur des comètes et des astéroïdes. Si l’environnement environnant permet d’accéder au sous-sol, cela présente une opportunité de découverte scientifique qui n’a jamais été disponible auparavant.

Les découvertes dans ces grottes pourraient être massives. Les grottes pourraient un jour permettre aux scientifiques de « scruter les profondeurs » de ces corps rocheux et glacés, ce qui fournira des informations sur la façon dont ils se sont formés (mais peut également fournir des informations supplémentaires sur la formation de la Terre). Ils pourraient aussi, bien sûr, détenir des secrets de la vie.

« Les grottes sur de nombreuses surfaces planétaires représentent l’un des meilleurs environnements pour rechercher des preuves de formes de vie éteintes ou peut-être existantes », a déclaré Wynne. « Par exemple, comme les grottes martiennes sont à l’abri des radiations de surface mortelles et des violentes tempêtes de vent, elles sont plus susceptibles de présenter un régime de température plus constant par rapport à la surface, et certaines peuvent même contenir de la glace d’eau. Cela fait des grottes sur Mars l’une des plus des cibles d’exploration importantes dans la recherche de la vie. »

Et ce n’est pas seulement trouver la vie – ces mêmes facteurs font des grottes de bons emplacements pour les abris d’astronautes sur Mars et la Lune lorsque les missions en équipage sont capables d’explorer.

« La protection contre les radiations sera essentielle pour l’exploration humaine de la Lune et de Mars », a déclaré Leroy Chiao, un astronaute à la retraite, ancien commandant de la Station spatiale internationale et co-auteur du premier article. « Une solution possible consiste à utiliser des grottes à cette fin. Les exigences en matière d’habitats d’astronautes, de combinaisons et d’équipements EVA devraient tenir compte de l’exploration et du développement des grottes, pour la protection contre les rayonnements cosmiques solaires et galactiques. »

Ce que la Terre peut nous dire sur les autres planètes

Wynne, dont la recherche principale porte sur les grottes terrestres, a déclaré que la recherche sur les grottes planétaires était depuis longtemps une question de recherche parallèle à la variété terrestre depuis près de deux décennies. Les grottes abritent des écosystèmes uniques qui sont parfois très éloignés de l’écosystème de surface dans la même zone. Qui peut dire qu’une grotte sur la Lune ou sur Mars ne serait pas similaire ? Ainsi, de nombreuses questions sur lesquelles il a enquêté sur les grottes sur Terre, il s’est demandé comment cela pourrait s’appliquer sur d’autres planètes.

Il n’est pas le seul à faire le lien. Wynne a mené plusieurs projets de recherche avec la NASA pour aider à faire progresser les technologies de détection, et sa modélisation des habitats des grottes ne se soucie pas vraiment de savoir si une grotte est terrestre ou extraterrestre. Il y a suffisamment de similitudes dans l’environnement de la grotte pour faire des prédictions raisonnables qui seront prises en compte dans la sélection des cibles de la grotte pour l’exploration.

« Les grottes telluriennes en profondeur sont souvent caractérisées par une obscurité totale, une température stable se rapprochant de la température de surface annuelle moyenne, un débit d’air faible ou nul et une atmosphère presque saturée en eau », a-t-il déclaré. « Les grottes d’autres corps planétaires présentent probablement des conditions environnementales similaires, mais celles-ci seront également influencées par les conditions de surface du corps planétaire et la structure interne de la grotte. »

Keith Cowing, rédacteur en chef de SpaceRef.com et NASAWatch.com, a déclaré que l’utilisation de l’infrastructure existante de la surface et du sous-sol d’une planète peut aider les humains à se rendre sur d’autres planètes plus tôt que si nous devions apporter tout le nécessaire pour survivre avec nous.

« Les humains vivent dans des grottes depuis des centaines de milliers d’années. Puis ils ont construit les leurs quand il n’y en avait pas de disponibles », a-t-il déclaré. « En tant que tel, il est naturel de supposer que les grottes offriront une utilité similaire à mesure que l’humanité s’étendra à d’autres mondes. Alors que la terraformation à l’échelle planétaire peut être un objectif final, l’utilisation de grandes structures préexistantes telles que des grottes et des tubes de lave peut être un moyen plus pratique d’amener la technologie à la maturité nécessaire pour s’attaquer à la surface d’une planète entière. »

Où sommes-nous actuellement?

Bien qu’une grande partie de cette recherche soit tournée vers l’avenir, il est également nécessaire d’examiner les ressources, la recherche et le soutien qui existent actuellement. De nombreuses plates-formes robotiques et suites d’instrumentation sont en cours de test, mais le barrage routier vient là où il arrive si souvent : le manque de financement. Avec un soutien suffisant, une mission d’exploration robotique dans une grotte lunaire ou martienne pourrait être possible dans les cinq à dix prochaines années.

Cette recherche s’appuie sur les travaux antérieurs pour former une sorte de feuille de route pour aller de l’avant; Wynne le voit comme une liste de tâches pour ce même processus. Les questions auxquelles les scientifiques et les ingénieurs ont répondu identifient les tâches nécessaires pour se préparer à cette exploration robotique ; il regarde également encore plus loin les progrès nécessaires dans la technologie des combinaisons spatiales, les modules d’habitation et le matériel qui permettront aux humains de vivre et de travailler en toute sécurité sous terre sur la Lune et Mars.

« Il s’agit d’un domaine de recherche inexploité en science planétaire, et son importance dans la recherche de la vie ne doit pas être négligée », a-t-il déclaré. « Au cours de notre vie, il est tout à fait possible que nous scruterons la planète Mars souterraine pour répondre à la question séculaire : « La vie existe-t-elle au-delà de la Terre ? » »