Attention à Fred

Roman Science Fiction

Preuve de Concept

Cette page examine les thèmes du livre pour évaluer leur caractère prophétique et se forger une opinion quant à la probabilité d'en voir le scénario se concrétiser. L'accent est mis sur la crédibilité des sources afin d'établir la "preuve de concept". Le matériel requis pour réaliser les tests en conditions réelles étant provisoirement indisponible, la preuve sera virtuelle.

Sommaire








Exploitation minière des astéroïdes dans la presse nationale.


Rechercher sur Google les derniers articles : Exploitation Minière des astéroides

Page Wikipedia : Exploitation minière des petits corps







Pure Players

Sociétés de droit anglo-saxon dont la seule activité déclarée est l'exploitation minière des astéroïdes.

Planetary Resources, Inc.
Ses principaux actionnaires sont Larry Page, co-fondateur de Google, Eric Schmidt , ancien pdg de Google et James Cameron,  réalisateur de films à Hollywood dont le plus grand succès box-office de l'histoire,  Avatar, qui se déroule sur une exo-planète d'où sont extraits des métaux à destination de la Terre.
Planetary Resources, inc. sur Wikipedia

Deep Space Industries
Une autre société à l'organigramme moins fracassant que la précédente et dont les technologies annoncées semblent peu adéquates actuellement.

Asteroid Mining Corporation
Une société basée au Royaume-Uni dont le site web détaille les enjeux avec précision. Plus prudente que ses homologues américaines, elle semble se consacrer à la documentation du concept comme le fait ce blog. Cette société située dans la zone Europe démontre le caractère crucial des mines spatiales qu'elle tente de démocratiser tout en réunissant les investisseurs.

Les personnages principaux d'Attention à Fred n'étant pas encore nés (2039 pour le plus agé) , il est possible que certains d'entre eux commencent à travailler dans l'une de ces companies.








Actualité internationale des mines spatiales

En anglais souvent : La gazette des mines spatiales.

Extraire l'eau des astéroïdes pour produire du carburant (anglais) 18/09/15 sur Space.com
Un dossier illustré sur l'extraction de fluides volatils depuis des petits corps observés par les sondes avec son modèle de rentabilité.
Le magazine Forbes évalue l'astéroïde 16 Psyche à $10 000 quadrillions
Pour qui aime les grands chiffres, 16 Psyche n'a pas d'équivalent. Entièrement composé de fer nickelé et donc de métaux rares à l'état de traces, noyau probable d'un corps 3 fois plus gros, fragmenté par une collision très ancienne, Psyche est le plus gros corps purement métallique du système solaire et le seul de son espèce.

Enorme pépite de 200 km de diamètre, 1% de la masse des corps de la ceinture d'astéroïdes, la NASA lui consacre $450 millions pour une mission d'exploration qui décollera en 2022 et devrait en survoler la surface en 2026.
Un seul chiffre détonne avec ce profil flatteur : sa distance de l'orbite terrestre. Psyche navigue en effet à 3 UA contre un peu plus d'une UA pour la ceinture proche.
C'est à dire qu'il est à 450 millions de kilomètre à son point le plus proche de nous alors que la ceinture trans-martienne commence à 150 millions de kilomètres. En l'état actuel des projets d'exploitation, cette distance est rédhibitoire. Psyche sera bien explorée par une sonde mais pas exploitée avant que les humains ne se dotent de vaisseaux géants...
Page Wiki en français sur 16 Psyche


Missions significatives concernant les astéroïdes

En anglais

Mission Osiris-Rex
Osiris-Rex est une mission de retour d'échantillon à destination de l'astéroïde Bennu. Comme toujours avec la NASA, le site est bien réalisé, le langage facile à comprendre et les illustrations nombreuses.
Osiris est arrivée à destination et fournit déjà d'excellentes images de la surface de Bennu.









Raréfaction des métaux sur Terre.

Soutenabilité de la  consommation actuelle des métaux.

L'estimation du temps avant épuisement varie d'un métal à l'autre mais aussi d'une publication à l'autre. Les réserves précises sont déjà difficiles à chiffrer en volume. En années de consommation, le calcul se complique de facteurs comme le recyclage, le remplacement par d'autres métaux, croissance économique, démographique...

Pour ne pas y passer trop de temps, les liens listés ci-après sont des pages de synthèse ou d'information générale sur l'état des ressources ou de risque encouru après épuisement. L'année précise du peak n'a pas grande importance, d'autant plus que celui-ci se matérialise par la forte inflation du prix qui est le véritable visage d'une pénurie prochaine.

Pour mieux comprendre la complexité de ce calcul, cette page de l'ADEME se révèle précieuse.

On voit que les dates ne correspondent pas toujours mais il ressort de l'ensemble que plusieurs pénuries sont imminentes.


Conso Globe - Épuisement des ressources naturelles
Le grand mérite de cette page est son exhaustivité. Toutes les ressources minières y sont recensées avec la date d'épuisement estimée, laquelle doit être prise avec précaution : Les évaluations sont imprécises par nature.
Informatique et épuisement des ressources naturelles
Cet article met l'accent sur les minéraux utilisés dans les technologies de l'information en mettant en lumière le déséquilibre entre consommation de masse, croissance fulgurante et l'impréparation de l'industrie du recyclage. En pointant l'outil de production industriel, elle présente le paradigme des métaux rares sous un angle rarement évoqué ailleurs (selon Gartner, 1.5 milliards de smartphones ont été vendus dans le monde en 2017).
Métaux critiques: ne pas passer du "peak oil" au "peak all"
La prestigieuse revue L'Usine Nouvelle donne une opinion. On devine dans le titre et l'article lui-même, une sorte d'agacement quant aux propos alarmistes diffusés par de nombreuses sources, notamment sur Internet. Le ressenti après lecture n'en est pas rassurant pour autant. Les ressources minières restent un sujet préoccupant qui pose questions sur la viabilité de notre mode de vie.
Mineral Resources Program
Page de l'agence officielle américaine USGS : Compréhension du potentiel minéral production, consommation et intéraction des minéraux avec l'environnement.
Minéral Info
Le portail français des ressources minérale non-énergétiques. Dépendant de trois ministères, cette page détaille le point de vue français concernant les métaux classés par ordre de criticité avec données cartographiques et politiques nationales.
Épuisement des ressources naturelles
Page du CNRS datée de novembre 2014.


Formation des gisements sur Terre

Les gisements terrestres proviennent majoritairement des astéroïdes tombés lors du grand bombardement tardif, alors que la croûte terrestre était suffisamment refroidie pour empêcher les métaux de « couler » vers le noyau terrestre.

Le métal des objets de l'Âge du bronze était d’origine extraterrestre
Un chercheur français vient d’établir que tous les artefacts en fer de l’âge du bronze étaient faits à partir de météorites. Dans National Géographic France.


Un cas existentiel pour la vie sur Terre : Le phosphore

Le phosphore est un élément irremplaçable qui entre dans la composition de l’ADN, des cellules et des os. Chaque humain sur Terre en consomme quelques grammes par jour pour assurer ses fonctions vitales et le restitue dans ses déjections à l’instar de tous les êtres vivants de la planète.
C’est pourquoi les gisements de phosphore ont une origine biologique, l’oligo-élément est quasi impossible à extraire de la croute terrestre sous sa forme géologique à cause de sa concentration infinitésimale. Le phosphore est indispensable à la croissance des végétaux et des animaux. Sans lui, les terres deviennent stériles et la vie ne peut pas se développer. La culture intensive a accru la pression sur les rares gisements disponibles, issus de sédiments où des animaux ont vécu pendant des périodes se comptant en millions d’années durant lesquelles leurs déchets se sont accumulés. Ainsi la vie dépend-elle de cette ressource limitée dont la pénurie pourrait remettre en cause l’écosystème terrestre dans son ensemble d’ici à la fin de ce siècle.
La bonne nouvelle est qu’on trouve du phosphore dans les astéroïdes de classe M (métalliques) et dans les condrites carbonnées.

Le problème devient épineux si on considère que les cultures vivrières se développent pour produire de l'énergie en plus de la nourriture. Notre consommation de pétrole est telle que le recours massif à l'huile d'algues en remplacement pourrait provoquer une pénurie d'un genre nouveau, menaçant la vie dans son ensemble.








Simulations 3D

Asterank

De loin, la réalisation technique la plus aboutie qui ait jamais été développée sur l'internet concernant l'exploitation minière des astéroïdes. C'est une applet java dont la réalisation représente des années de travail.

Asterank, position réelle des principaux astéroïdes


2015 BZ 509, le rebelle

Un objet brave les règles de circulation dans le système solaire en navigant à contre-courant, tant des autres petits objets que des orbites solaire et point Lagrange de la géante gazeuse. Il ne cesse d'émouvoir les astrophysiciens. Probable noyau cométaire éteint, on lui a consacré de nombreuses observations dont on peut lire une synthèse ici.

Pour avoir fait l'analyse d'un projet voisin d'Asterank (utilisant les données publiques de la sonde Gaia de l'ESA), j'ai pu constater le degré de finition de cette applet qui m'a définitivement convaincu de ne pas m'y aventurer seul. Les bases de données Nasa sont en grande partie publiques mais la conversion des unités astronomiques d'observation vers le repère X, Y, Z du moteur 3D ne va pas de soi, le déplacement caméra non plus...

Un travail de Titan pour un résultat à la fois spectaculaire et ô combien édifiant sur notre voisinage spatial. Bonne contemplation et bravo aux développeurs d'Asterank.




Simulations mathématiques

Theodore W. Hall a beaucoup publié sur la gravité centrifuge. Voici quelques unes de ses réalisations :

Simulation en HTML/Javascript (non testé ailleurs que sur Chrome). Trajet d'une balle rebondissant sur la paroi d'un cylindre en rotation sans autre gravité que celle du cylindre. Deux vues sont montrées :

Celle de gauche représente le trajet de la balle vue par un observateur placé dans le cylindre. Celle de droite place l'observateur à l'extérieur du cylindre. La différence est subtile et les lignes droites de la vue extérieure se transforment en courbes vues de l'intérieur.

Cliquer sur le lien puis taper (espace) pour lancer la simulation.

Voir la simulation


Un calculateur de vitesse du cylindre permettant de connaitre le nombre de rotations par minute requis pour obtenir une accélération de 1g sur sa paroi. La vitesse tengente est aussi donnée mais elle n'a pas grand sens pour les cylindres aussi grands que les vaisseaux d'Attention à Fred. Taille qui rend les forces de Coriolis inoffensives. Par contre, les rotations par minute multipliées par la circonférence * 60 donnent la vitesse de la paroi du cylindre. La formule est :  

Vitesse radiale en kmh = Vitesse angulaire * (PI * Diamètre) * 60 / 1000

Le diamètre interne du Cruncher est de 430m soit 1 350m de circonférence et 1.442 rotations par minute
donnent une vitesse radiale  de 116.8 kmh, vitesse à atteindre pour entrer ou sortir du cylindre par une de ses extrémités.
La vitesse réelle est un peu plus élevée car le "sol" de la nef n'est pas situé contre la paroi. Plusieurs réseaux de canalisations et réservoirs de répartition des masses, un ballast mélé à du régolithe pour former un sol "terrestre" capable de former une nappe phréatique et d'autres installations réduisent  le diamètre utile. Logiquement, la vitesse angulaire est légèrement plus élevée.

Accéder au calculateur


Un jeu de Volley Ball en cylindre centrifuge. De 2 à 4 joueurs mais sa simulation questionne. Le ballon de volley semble excessivement influencé par la rotation et les effets d'échelle rendent la compréhension difficile.

Jouer sur la simulation










Juridique - Éthique - Littéraire

Série d'articles, nouvelles et références littéraires signée Pierre-Jérôme Delage sur les mines spatiales.

  1. La guerre des astéroïdes, aspects juridiques Article et opinion sur le Space Launch Competitiveness Act , loi signée par le président Obama en novembre 2015 qui lance la course aux ressources minières des astéroïdes aux USA.
  2. Space mining et droit international spatial du même auteur, scénarise une conversation entre juristes à propos du droit minier spatial sous la forme d'une nouvelle en lecture libre.

  3. Oublier la Terre? la conquête spatiale 2.0. Par le docteur Jacques Arnould, philosophe, historien des sciences, chargé des questions éthiques au Centre national d'études spatiales (CNES). Le livre prend contexte dans le spatial 2.0 (privatisation de l'espace). L'actualité de SpaceX, Virgin Galactic et consorts y est expliquée avec une une dimension visionnaire.La question d'un exode des humains quittant une Terre en perdition converge voire dépasse les hypothèses d'Attention à Fred, rendant grâce aux opportunités offertes par l'habitat extra-terrestre. Un ouvrage passionnant.







Forum - Actualité spatiale









Postulat radical

Démonstration de l'inéluctabilité du scénario par élimination des alternatives

L’humanité a vécu le plus clair de son histoire en ignorant l’existence d’autres planètes, puis en imaginant des mondes qui ressemblaient au sien, peuplés d’extra-terrestres exotiques qui n’attendaient qu’un émissaire terrien pour qu’une relation s’engage.  Les sondes spatiales ont mis un terme brutal à cette perspective ainsi qu’au postulat selon lequel nous pourrions y séjourner facilement. Ainsi prit fin l’espoir d’un autre monde assez hospitalier pour y vivre comme sur Terre.

Venus, notre planète jumelle, présente un environnement d’une rare hostilité pour nos enveloppes corporelles. Mars et Titan constituent donc les seuls points de repli compatibles avec nos morphologies. De là à s’y installer, il y a un pas couteux dont on peine à voir l’intérêt si ce n’est de sauver quelques humains en cas de destruction totale de la Terre.

Malgré l’incroyable technologie que nous savons mettre en œuvre pour visiter d’autres mondes, nous n’y avons trouvé que déserts à peine plus attrayants que le milieu spatial lui-même. La recherche effrénée de vie microbienne sur Mars et Ganymède est le reliquat un peu désespéré de l’ambition que nourrissaient nos ancêtres à l’endroit de nos voisines.

Les autres planètes raisonnablement proches de leurs étoiles sont situées à plusieurs années-lumière et le temps pour s’y rendre se compte en siècles. Que faire de notre désir légitime de trouver un havre où vivre au-delà de l’atmosphère terrestre ? Quelles sont les options crédibles pour s’installer ailleurs ?

Où qu’elle se trouve, une Terre d’accueil est si lointaine que plusieurs générations seront nécessaires avant d’y parvenir. Imaginons qu’un groupe d’humains tente l’aventure et envoie sa descendance visiter un monde présumé hospitalier. Que penseraient les voyageurs à leur arrivée à destination ? Auraient-ils encore quelque désir de visiter un monde dont ils ignorent tout plutôt que continuer à vivre sur leurs vaisseaux comme le faisaient leurs parents ?

Une partie au moins des colonisateurs renoncera à changer de vie pour une planète incertaine si leurs vaisseaux sont assez confortables pour y vivre correctement. Tout au plus, iront-ils chercher des matières premières pour réparer ou agrandir leurs vaisseaux afin de continuer à y vivre et développer leur civilisation.

Quoiqu’il en soit, le vaisseau est donc la clé de tout voyage spatial lointain et les voyageurs seront plus enclins à l’améliorer et en fabriquer de plus modernes qu’à émigrer vers un monde probablement dangereux car propice à la vie et donc aux pathogènes et aux prédateurs. D’autant plus qu’une planète comme la Terre présente une gravité telle qu’il est très difficile d’en repartir.  

Auront-ils vraiment le choix ? Quelle chance avons-nous qu’une planète présente autant de caractéristiques improbables que la Terre pour protéger nos cellules des radiations, nous permettre de respirer, de voir, d’entendre, de manger, de survivre aux perturbations climatiques ? Même s’il y a beaucoup d’étoiles visibles, nous ne pouvons pas espérer aller au-delà de quelques millions d’années-lumière avant que le refroidissement de l’univers commence à devenir préoccupant, d’ici une soixantaine de milliards d’années. Quelle alternative sérieuse peut-on espérer hormis des vaisseaux capables de nous héberger et de nous déplacer ? Y a-t-il seulement une autre possibilité ?

 

Le Vaisseau géant, n’est pas une spéculation fantaisiste, il est la seule alternative crédible à la Terre en tant qu’habitat à long terme.

 

Une fois ce point établi, où irons-nous chercher les ressources dont nous avons besoin ? Sur une planète à forte gravité ou dans de petits corps où les matières premières sont les mêmes quoique plus faciles d’accès ?

Dès lors, peut-on raisonnablement dire que le contexte d’Attention à Fred a la moindre chance de ne pas se produire ? Quelle alternative pour voyager dans l’espace que de grands vaisseaux conçus pour prendre soin de nos morphologies et quelle alternative pour ces vaisseaux que d’aller chercher leurs matériaux de construction dans de petits corps célestes dépourvus de gravité ?

Aucune !






Perspective immédiate

Un peu de contradiction

Une thèse opposée défendue par un grand scientifique affirme qu'un exode vers Mars conditionne la survie de l'humanité. National geographic France lui fait écho dans cet article. Attention à Fred n'a pas de monopole sur les théories futuristes...

L'article montre cependant quelques failles. Erreurs de traduction et/ou raisonnement strictement centré sur les moyennes et prolongations tendancielles comme beaucoup d'études conçues au siècle dernier, lorsque les simulations numériques étaient encore primitives. Mars reste la seule destination d'urgence possible pour quelques décennies encore. De très grands projets lui sont dévolus. Pour autant, la planète ne sera pas un port de transit car sa gravité est trop forte. Par contre, c'est un précieux puit gravitationnel pour y installer quelques vaisseaux en orbite bien que cette position les destine à en désservir la surface plutôt que les astéroïdes voisins mais éloignés en termes de delta-V.

Les solutions de fortune qui consistent à y construire des "villes sous cloche" ne permettent que de profiter d'une gravité planétaire égale au tiers de celle de la Terre, insuffisante pour maintenir ses habitants en bonne santé.

En outre, une exploitation des astéroïdes conduirait immanquablement à l'installation de bases martiennes sur le modèle des bases antarctiques sur Terre. L'étude de la géologie et la recherche de vie seraient leurs missions naturelles. Faut-il dès lors en faire un préalable à l'installation d'un habitat spatial ?

Ne peut-on pas sauter l'étape martienne pour mieux y revenir quand un habitat transmartien, doté de ports et de ressources industrielles, sera en place? 

Le roman suggère cette voie mais au regard des investissements, il serait imprudent de prétendre influer sur le cours de la conquète martienne. La fabrication de vaisseaux géants n'a aucun précédent dans l'histoire scientifique et s'accomode mieux d'une colonisation de la Lune, où les matérieux de construction sont bien plus faciles à exporter.

La faible gravité lunaire permet en effet de satelliser des containers métalliques mis en orbite par des canons magnétiques alimentés par de l'electricité issue de panneaux solaires. Or, des canons magnétiques sont justement en cours de déploiment dans l'US Navy avec des performances impressionnantes : Les projectiles sont propulsés à 9 km/s au niveau de la mer alors que 5 km/s suffisent pour s'échapper de l'attraction lunaire où aucune atmosphère ne va contrarier leur vol.

De plus, contrairement aux géocroiseurs, la Lune restera à une seconde-lumière de la Terre. Les robots peuvent y être pilotés par des humains au sol alors que les géocroiseurs s'éloignent à plusieurs minutes lumière, là où tout pilotage à distance est impossible. Seule l'intelligence artificielle peut prendre le relais à ces distances. Sans doute l'IA fera-t-elle sauter le  verrou de la distance lumière avant les autres mais pour l'heure, les choix de "grande" conquète spatiale se résument à "Lune ou Mars".

Les astéroïdes sont considérés comme accessoires bien qu'ils fassent l'objet de missions de retour d'échantillons (Hayabusa - Japon - UE), d'exploration (Dawn - USA) et de cibles prioritaires pour les companies privées. Le projet récent de station orbitale lunaire annoncé par les deux superpuissances spatiales va dans le même sens et le lanceur lourd SLS américain pourrait bien mettre les vaisseaux géants au sommet des priorités d'ici une dizaine d'années.

Qui vivra verra.






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Vue d'artiste d'un asteroide


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