Exploration spatiale : Interview de Frédéric Marin

Le cosmos ne sort pas de l’actualité. Le milliardaire Richard Branson a réussi le 11 juillet son premier vol suborbital dans l’espace avec son avion missile « Virgin Galactic » qui a inauguré le tourisme spatial . Il a soufflé la vedette à Jeff Bezos, qui a accompli son vol neuf jours plus tard sur sa fusée « New Shepard » avec trois passagers, son frère Marc, ainsi que le plus jeune astronaute du monde, Olivier Daemen, un garçon de 18 ans, et l’astronaute femme la plus âgée de l’histoire, Wally Funk, 82 ans. La limite de l’espace étant à 100 km, ils sont montés à 120 km, 20 de plus que Branson  et ont joui pendant environ 3 à 4  minutes de l’apesanteur. La fusée et la capsule se sont  posées successivement en douceur dans le désert de l’Arizona. Comme l’avion fusée de Branson. 
Les vols avec des fusées réutilisables ouvrent la route au tourisme spatial. D’ici une dizaine d’années, le vol dans l’espace ne coûtera plus que 5 000 à 10 000 euros et non plus des millions de dollars comme aujourd’hui. Jeff Bezos, né Jeffrey Jorgensen à Albuquerque en 1964, a remercié tous ses collaborateurs  dans l’esprit généreux qui le caractérise. Il se distingue du commun des mortels parce que, démarrant dans les affaires sans un sou, il est devenu « l’homme le plus riche du monde » grâce à sa société Amazon. Il a créé  l’entreprise « Blue Origin » vouée au tourisme spatial.  
l’Association « C l’Europe. Conférence Paneuropéenne de Strasbourg » (https://www.c-l-europe.eu) que dirige notre compatriote palois Jean-Paul Picaper, s’est entretenue le 29 juin 2021 avec le Dr. Frédéric Marin, chercheur en astrophysique, membre du CNRS. Monsieur Marin est basé à l’Observatoire Astronomique de Strasbourg, rattaché à l’Université de l’Eurométropole. Son domaine d’étude principal est l’évolution des trous noirs au centre des galaxies afin de mieux comprendre comment se sont formées les grandes structures de l’Univers. C’est un expert dans le domaine de la polarisation des hautes énergies et il fédère la recherche sur la polarisation des quasars en France. L’interview a été enregistrée sur You Tube.

JPP : Dites-nous en deux mots, Monsieur Marin, ce qu’est un quasar. Je suis sûr que 90% de nos lecteurs et auditeurs ne savent pas ce que c’est.
FM : Ce sont des noyaux actifs de galaxies proches des trous noirs mais qui apparaissent au télescope comme des points très brillants, ce sont les objets les plus lumineux de l’univers. Le mot est une abréviation de quasi-stellar radiosource en anglais.
Je me focalise aussi sur un second axe de recherche: l’anthropologie de l’espace lointain. Il s’agit de l’étude de l’exploration humaine de l’espace, de l’orbite terrestre aux lointaines exoplanètes.
JPP : Oui, je sais que c’est votre principal centre d’intérêt. Nous devrons en reparler et faire un colloque là-dessus. Ce qu’on voit actuellement, ce sont de nombreuses activités assez spectaculaires cette année dans votre domaine de recherche : tout d’abord l’atterrissage réussi du robot Perseverance sur le cratère Jezero de la planète Mars et le bon fonctionnement de ses instruments, y compris le spectromètre fabriqué en France ; puis le lancement de Thomas Pesquet et de ses coéquipiers vers la station spatiale et plus récemment ses trois sorties dans l’espace pour installer un panneau solaire. Je ne sais plus si l’alunissage d’un engin chinois sur la face cachée de la Lune a eu lieu cette année ou l’année dernière. L’Inde aussi après la Chine va se lancer dans l’espace avec une capsule appelée Gaganyaan emportant trois spationautes et les Russes coopèrent désormais avec les Chinois. J’ai l’impression en revanche que les activités spatiales russes sont en chute libre, n’est-ce pas votre impression ?
FM : Les activités spatiales russes sont complètement différentes depuis la chute de l’URSS. La politique de la recherche spatiale concurrentielle a changé, le paradigme aussi et les financements sont allés à la reconstruction du pays. La recherche russe dans le spatial reste excellente mais elle ne correspond plus à ce qui se passait avant les années 90. Gros focus sur le tourisme spatial et les manières d’injecter de l’argent dans une recherche qui peine à être financée par l’État. Ils ont une très grosse concurrence des pays capitalistes où le secteur privé se charge de ce genre de recherche/exploitation. Il est difficile de les concurrencer. Mais la Russie possède encore une formidable expertise dans la création de vaisseaux spatiaux habités (les fameux Soyouz) fiables, robustes et peu chers.
JPP : Pesquet a voyagé dans une capsule Crew Dragon de Space X, d’Elon Musk, un missile privé, et non plus sur une fusée russe de Baïkonour comme jusqu’ici. Mais on dit que les Russes vont remplacer leurs vieux Soyouz et par une nouvelle capsule plus moderne baptisée Oriol.
FM : C’est une histoire d’argent. Les lanceurs privés américains sont moins chers car en partie réutilisables. Mais l’ESA comme la NASA et le ROSCOSMOS travaillent à l’élaboration de nouveaux lanceurs réutilisables. Le problème est que les entreprises privées ont un coup d’avance. Dans le cas des Russes, un nouveau lanceur appelé Soyouz-5 va remplacer les anciens d’ici la fin de la décennie. Soyouz-5 (également connues sous les appellations Feniks ou Sunkar) remplacera à l’horizon 2022 la fusée Zenit dont il reprend les dimensions, le système propulsif et les installations de lancement. Soyouz-5 doit lancer le nouveau vaisseau spatial Oriol (anciennement Federatsiya) en 2022. Oriol doit à la fois remplacer le vaisseau spatial Soyouz en assurant la relève des équipages de la Station Spatiale Internationale et être utilisé pour transporter les cosmonautes jusqu’à la Lune dans le cadre du futur programme spatial lunaire de la Russie.
JPP : Ce qui frappe, c’est que l’Europe n’a pas de missile interplanétaire. Les Européens vont obtenir désormais des strapontins dans les missiles américains. J’ai lu que les Vingt-Sept mettront un poids lourd spatial à la disposition des propulseurs américains dans lequel on acheminera du matériel, de l’eau et de la nourriture pour les bases sur la Lune. Je ne sais pas comment cela va se faire. Ce camion spatial sera-t-il dans l’espace ou au départ sur Terre ? Les Européens prévoient aussi de mettre en orbite des satellites de communications autour de la Lune. Mais dès lors nous sommes dépendants des Américains.
FM : L’Europe (via son agence l’ESA) n’a pas le même mode de fonctionnement que la NASA, la JAXA ou ROSCOSMOS par exemple. La stratégie de l’ESA est définie par un conseil dans lequel chaque pays membre dispose d’un représentant qui vote pour ses intérêts. C’est donc un référendum hétéroclite qui va décider de la marche à suivre pour l’ESA, alors que les agences américaines, russes ou japonaises sont monolithiques. Leurs décisions sont plus rapides et plus focalisées.
JPP : Je vous coupe là: il faudra à coup sûr que l’Union Européenne confie la recherche spatiale à un Directoire composé des pays qui y participent vraiment, c’est à dire l’Allemagne, la France, peut-être l’Italie et en tout cas, même si cela peut surprendre, le Luxembourg. On peut faire cela sous forme de « coopération renforcée », comme prévu dans les traités européens.
FM : Ne perdons pas de vue que l’ESA possède des poids lourds : Ariane-6 et Véga-C. Ariane 6 est un lanceur de moyenne/forte puissance (5 à 11,5 tonnes en orbite de transfert géostationnaire) qui remplacera la fusée Ariane-5 à compter de 2022. Véga-C sera un lanceur léger quant à lui, pour des mises en orbites polaires. Mais, encore une fois, les entreprises privées sont bien en avance. Les fusées de l’ESA coûtent cher à fabriquer et ses parts de marché sont menacées à moyen terme à la fois par l’évolution du marché des satellites et par l’arrivée de concurrents : SpaceX et Longue Marche par exemple. Quoiqu’il en soit, il va falloir partager l’espace. Pour l’heure, tous les tirs se feront depuis la Terre. La création d’un port spatial de lancement, récupération et traitement des fusées et vaisseaux demande d’abord de maîtriser l’économie et les ressources spatiales. Pour cela, il nous faudra d’abord miner la Lune, probablement Mars et peut être quelques mornes cailloux de l’espace, riches en fer et en autres métaux.
JPP : Les Chinois ont lancé en 2020 la fusée « Longue Marche » qui a embarqué l’engin spatial Tianwen-1, un robot qu’ils doivent poser sur Mars eux aussi cette année. Ils ont aussi annoncé mettre en orbite d’une station spatiale à eux qui aura le nom ravissant et bien chinois de « Palais Céleste ».
FM : La Chine possède une volonté spatiale très agressive. L’argent qui est investi dans le spatial est colossal et les moyens humains sont innombrables. Oui, la Chine est l’un des acteurs avec lesquels il va falloir compter dans le futur proche. Ce qui va encore plus complexifier les relations et le partage de l’espace.
JPP : Revenons aux stations spatiales en orbite. Pensez-vous que l’humanité n’habitera plus un jour sur notre Terre dévastée mais dans d’immenses stations spatiales gravitant à divers étages en orbite autour de notre planète ? Ou bien est-ce de la science-fiction ?
FM : C’est une question complexe, car elle reste du domaine du futurisme. Mais de mon point de vue, oui, il va falloir s’extirper de la vieille Terre. La Terre est le berceau de l’Humanité, mais personne n’est sensé mourir dans son berceau. SI nous voulons progresser en tant qu’espèce, il faut nous étendre et nous développer. Les limites du globe sont petites, l’espace est infini. Il y a fort à parier que le développement de l’Humanité sur la Lune, Mars et divers corps célestes devienne nécessaire dans le futur, ne serait-ce que pour pallier à la surpopulation et à surconsommation des ressources. Il faut développer une politique verte, oui, mais devant une Humanité toujours grandissante, cela ne suffira pas longtemps. Les deux doivent aller main dans la main.
JPP : Sans doute faudra-t-il à l’avenir construire les stations spatiales et les grands vaisseaux interplanétaires dans l’espace ou bien sur la lune où tout est beaucoup plus léger. La Lune pourrait-elle servir de station Intermédiaire ?
FM : C’est même l’unique moyen de faire. Il nous faut un port spatial, de faible gravité, proche et assez large pour développer l’économie spatiale. La Lune, avec ses richesses en métaux et en gaz, est idéale. De très nombreux projets de développement d’habitats spatiaux, par l’ESA, la NASA ou des compagnies privées, existent depuis des décennies. S’implanter est complexe car il faut monter dans l’espace beaucoup de matériel. Puis il faut faire avec les conditions rugueuses du sol lunaire, les fameux régolites. Cette poudre hyper fine n’est pas bonne pour les fondations. Mais des solutions émergent, comme le chauffage du régolite pour former une dalle solide, compacte et durable.
JPP : La course à l’espace avait commencé en compétition pacifique durant la Guerre froide avec le lancement du Spoutnik en 1956, puis le premier homme dans l’espace, Youri Gagarine, et enfin les deux premiers hommes sur la Lune Neil Armstrong et Buzz Aldrin.
FM. N’oublions pas Valentina Terechkova, première femme dans l’espace, qui a passé près de trois jours en orbite, seule à bord de sa capsule spatiale Vostok 6 qui décolla le 16 juin 1963 de Baïkonour. Il fallait faire la preuve que les femmes peuvent être spationautes aussi bien que les hommes. Les Russes l’ont apportée les premiers.
JPP. Oui, la NASA refusait les femmes dans ses équipages. Est-ce vrai que les Russes sont en panne aujourd’hui dans la course à Mars parce qu’ils avaient opté pour aller sur Vénus et les Américains sur Mars ? Vénus n’est-elle pas encore plus inhospitalière que Mars ? Qu’est-ce qui est arrivé à cette pauvre planète ?
FM : Compétition, oui. Pacifique, non. N’oublions pas que le but premier était de placer des missiles dans l’espace pour pouvoir les tirer partout sur la Terre. Les premières stations spatiales étaient les secrètes stations soviétiques Salyut, militarisées et oppressives. Mais toute cette période complexe et charnière de notre histoire récente a joué un rôle important dans l’exploration spatiale. Les Soviétiques, devant la conquête lunaire des Américains, ont en effet décidé d’explorer Vénus avec les sondes Venera. Le programme Venera constituait un enjeu autant politique que scientifique. Les sondes spatiales du programme Venera ont progressivement dévoilé la structure de l’atmosphère et certaines caractéristiques du sol vénusien. Ce programme constitue le plus grand succès de l’astronautique soviétique dans le domaine de l’exploration du système solaire.
Et pourquoi Mars plutôt que Vénus ? Vénus a certaines similarités avec la Terre ce qui rendrait la colonisation plus facile sous certains aspects. Ces similarités, et sa proximité, ont fait que Vénus a été surnommée la « sœur jumelle de la Terre »: plus forte gravité (donc on mitige les effets de décalcification des os), atmosphère épaisse protégeant des rayons X et UV qui abîment le corps humain, et proximité de la Terre (comparé à Mars). Mais c’est complexe d’imaginer une colonisation. La surface de Vénus est extrêmement chaude, avec des températures dans les plaines, proches de 500 °C, plus élevée que la température de fusion du plomb. De plus la pression atmosphérique à la surface est environ 90 fois celle de la Terre, soit, sur Terre, la pression ressentie à environ 1 km au-dessous du niveau de la mer. Ces conditions font que la durée de vie des sondes spatiales qui parviennent à sa surface est extrêmement brève : les sondes Venera 5 et Venera 6 par exemple ont été écrasées par la pression à 18 kilomètres au-dessus de la surface. Les sondes suivantes, Venera 7 et Venera 8 réussirent à transmettre après avoir atteint la surface, mais ces transmissions étaient très brèves, ne fonctionnant pas plus d’une heure dans la brûlante atmosphère corrosive. L’accès aux matériaux de la surface à l’usage d’une colonie située dans la haute atmosphère serait donc un problème. Et il y a encore d’autres problèmes à cause de l’atmosphère corrosive et oppressive de Vénus.
JPP : Je crois que les Russes ont signé avec les Chinois un contrat pour l’exploitation en commun de la Lune, en particulier du lithium qui serait abondant sur notre satellite naturel et peut servir à la fusion nucléaire créatrice d’énergie illimitée. Avez-vous vu cela ?
FM : Je crois qu’il s’agit surtout d’une collaboration pour établir une base internationale sur la Lune et d’en exploiter les ressources, entrer d’autres projets scientifiques. Mais je ne suis pas au courant de cet accord précisément. De toute manière la question de la légalité dans l’espace doit être réglée avant. A qui appartiennent la Lune et ses ressources ? A toute le monde ? Au pays qui s’y pose et fore ? Et si c’est une entreprise privée ? Que se passe-t-il dans le cas d’un crime ? C’est très compliqué et les juristes s’arrachent les cheveux sur cette question épineuse.
JPP : Finalement, les planètes du système solaire ne sont pas très hospitalières. Quand on pense par exemple à Titan le satellite de Saturne sur lequel s’est posée la sonde Huyghens en 2005 (une performance extraordinaire, soit dit en passant) : des lacs de méthane liquide et des pluies de méthane… Ce n’est pas très bon pour la santé… Mars non plus n’est pas de tout repos. J’avais lu il y a une vingtaine d’années un livre sur la « terraformation » de Mars. Croyez-vous que l’homme pourra vivre sur Mars ?
FM : Non, aucune planète locale n’est hospitalière à l’heure actuelle. Mars l’était il y a des millions d’années avant, lorsqu’elle était recouverte d’eau, mais ce n’est plus le cas. Mars n’est pas beaucoup mieux que le reste : pas ou peu d’atmosphère, un sol ferreux et fin, une gravité insuffisante pour y survivre à long terme (sauf si on reste sur place pendant des générations). Créer une colonie sur Mars est une bonne idée, c’est nécessaire pour de nombreuses raisons scientifiques, biologiques, humaines, économiques, etc. Mais il faut compter y rester très peu de temps ou tout le reste de sa vie.
JPP : Donc il faut remplacer l’homme par des robots. Peut-on imaginer des planètes solaires peuplées de robots qui les exploitent ? Qui nous ramènent les métaux rares qu’ils y trouvent ? Des diamants ? De l’or ? Va-t-on vers une diminution des vols habités et vers la robotisation équipée d’intelligence artificielle ?
FM : Les robots sont nécessaires pour nous servir d’éclaireurs, mais en aucun cas nous ne pourrons être remplacés par des robots. Le propre de l’humain est son adaptabilité et sa curiosité, ce que les robots ne peuvent pas encore reproduire. L’humain ira à l’encontre de ses ordres par curiosité s’il pense que cela peut être bénéfique à long terme. L’utilisation de robots est pourtant nécessaire. Plus les vaisseaux seront gros, plus le taux de défaillances mécaniques sera grand par secondes. Seule une Intelligence Artificielle sera capable de faire toutes les réparations à temps pour un vaisseau accueillant une centaine, ou plus, d’occupants. Comme sur Terre, la mécanisation et l’utilisation de robots peut aider aux grands projets spatiaux, mais pas tout remplacer.
JPP : Je crois savoir aussi qu’on envisage d’exploiter des météorites avec des robots qui s’y déposent et reviendront avec une charge de matière première qu’ils parachuteront pour ainsi dire sur Terre? J’ai lu que le Luxembourg qui a pas mal de capitaux, a créé une agence à cette fin.
FM : Oui, le minage d’astéroïdes est l’une des grandes épopées qui doivent être accomplies pour créer des ports spatiaux et commencer une expansion pacifique dans l’espace et dans le système solaire au minimum. L’ESA et la NASA ont de grands projets dans ce sens. Par exemple, Psyché, la quatorzième mission spatiale du programme Discovery de la NASA, doit étudier l’astéroïde métallique 16-Psyché qui pourrait être en partie le vestige du noyau ferreux d’une ancienne protoplanète résultant d’une violente collision avec un autre objet qui aurait arraché ses couches externes. L’objectif scientifique de la mission est d’identifier les caractéristiques de cet astéroïde atypique et de collecter des données sur le processus de formation des noyaux planétaires sinon du système solaire. Mais avec ce genre de données, nous pourrons aussi déterminer à quel point le minage d’un astéroïde peut s’avérer rentable dans le futur.
JPP : De toute manière, l’exploration spatiale sera de plus en plus confiée à l’Intelligence Artificielle parce qu’elle calcule plus vite et en combinant infiniment plus d’éléments que le cerveau humain, non ?
FM : Les calculs des trajectoires et des manœuvres des vaisseaux spatiaux sont depuis longtemps confiés aux ordinateurs. Rien ne changera de ce point de vue. L’ordinateur, les IA et les robots sont des outils pour l’humain. Il faut en prendre soin et savoir les manier correctement. Ils sont alors extrêmement utiles. Mais ils ne remplaceront jamais complètement l’humain pour l’exploration.
JPP : Vous travaillez dans un domaine transgénérationnel en ce sens que ce dont nous parlons, vos arrière-petits-enfants le vivront. Surtout vous qui vous intéressez davantage aux voyages intersidéraux, c’est-à-dire vers d’autres constellations. Est-ce que ce n’est pas décourageant de ne pas voir les résultats de son propre travail ?
FM : Je travaille surtout en astrophysique où j’étudie des astres morts, des galaxies qui ont existé avant moi et qui existeront après moi, ainsi que la poussière d’étoiles dont nous sommes faits. La recherche contemporaine consiste en grande partie à construire un mur de connaissances, que des esprits brillants ont commencé avant moi il y a plus de deux millénaires et que des générations futures continueront à construire. Je ne suis qu’une fraction infime de cette grande bibliothèque du savoir. J’ai conscience que je ne verrai pas tous les fruits de mon travail, mais ce n’est pas mon but au final.
JPP : Vous avez déjà fait deux conférences dans notre association, une au Lieu d’Europe et une autre à la villa Schutzenberger sur votre projet de voyage vers la constellation du Centaure. Est-ce toujours votre objectif ?
FM : Je travaille en effet sur l’exploration spatiale humaine sur des périodes temporelles supérieures à celles d’un humain normal : les vaisseaux-mondes et les populations multigénérationnelles. Ma recherche consiste à comprendre si et comment des vaisseaux explorateurs contenant une large population pourront un jour voyager vers d’autres systèmes solaires, tels celui d’Alpha du Centaure. Je continue dans cette branche qui est fascinante et à la pointe de la recherche. Notre petite équipe bénévole de chercheurs continue de se creuser la tête mais nous serions ravis d’avoir l’aide et les avis de la communauté des sciences humaines et sociales sur un sujet aussi complexe.
JPP : Je pense qu’il faudra que nous consacrions un colloque à cet immense projet. Merci Docteur Marin. Je signale que notre amie Elisa Mayböck, membre de notre Comité directeur, réalisera une nouvelle interview avec vous en anglais sur ces sujets en septembre prochain.
FM : Ce sera avec grand plaisir. 

(Propos de Frédéric Marin recueillis par Jean-Paul Picaper)    
  Lien de l’interview sur You Tube: https://youtu.be/KYm7H-mZ9ro