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Cette semaine je publie la traduction d’un article de Robert Zubrin sur Vénus paru le 19 septembre dans la National Review* Comme il est long, je le laisse à votre appréciation, sans commentaire. Je les ferai la semaine prochaine mais je peux déjà répondre à la question du titre, en vous disant, comme vous pouvez vous en douter, que le la vie sur Vénus me semble totalement improbable. J’ajoute que par ailleurs la faisabilité de l’accès à la surface de la planète par montgolfière ne me semble pas du tout démontrée.
*revue bimensuelle conservatrice américaine « de référence ». Robert Zubrin, ingénieur en astronautique, est le fondateur de la Mars Society.
Pourrions-nous trouver de la vie sur Vénus ?
Il est trop tôt pour répondre à cette question avec certitude, mais des moyens novateurs d’explorer la planète et son atmosphère pourraient fournir une image beaucoup plus complète.
Le 17 septembre, un groupe de scientifiques utilisant des télescopes terrestres a annoncé qu’il avait détecté de la phosphine dans l’atmosphère de Vénus. Sur Terre, la phosphine est presque toujours produite par l’activité microbienne. Si l’on connaît des processus géologiques capables en principe de produire de la phosphine, les concentrations de gaz trouvées sur Vénus, bien que faibles, étaient néanmoins beaucoup trop élevées pour être attribuables à de telles sources. Alors, comment de la phosphine a-t-elle pu se retrouver dans cet environnement ? L’explication la plus simple est la vie.
Mais comment cela est-il possible ? Vénus est presque une jumelle de la Terre en taille mais 30% plus proche du Soleil. Parce qu’elle est plus proche, il y fait plus chaud, mais si la distance au Soleil était la seule considération, la température de la planète devrait être en moyenne d’environ 60 ° C, avec un climat plus clément près des pôles. Aussi, pendant les années 1950, de nombreux écrivains ont envisagé Vénus comme un monde de jungles luxuriantes, regorgeant peut-être de créatures comparables aux amphibiens et reptiles géants qui abondaient sur Terre au cours de son passé préhistorique plus chaud. Cette image baroque a cependant été ruinée à jamais lorsque la sonde Mariner 2 de la NASA a survolé Vénus en 1962 et a relevé des données montrant que la température de surface de la planète était d’environ 450°C, suffisamment chaude pour faire fondre le plomb. Apparemment, l’épaisse atmosphère de dioxyde de carbone de Vénus avait pour effet bien plus que cacher la surface de la planète à notre vue, elle créait un « effet de serre » emprisonnant la chaleur sous sa couverture de nuages, avec pour résultat une planète beaucoup trop chaude pour la vie.
Certains scientifiques n’avaient cependant pas perdu espoir. Bien que les découvertes de la sonde Mariner aient tiré le rideau sur les dinosaures vénusiens, peut-être, pensaient-ils, que d’autres formes de vie pourraient avoir eu une chance de subsister. En 1967, Carl Sagan initia une spéculation de ce genre en soulignant que si en surface les températures de Vénus seraient instantanément fatales à toute forme connue de vie de type terrestre, l’atmosphère devraient se rafraichir progressivement avec l’altitude. En effet, à 55 km d’altitude, là où la pression atmosphérique tombe à environ la moitié de 1 bar (1 bar est la pression atmosphérique moyenne sur Terre) par rapport aux 90 bars de surface, la température, comme sur les hauts plateaux andins, est d’un agréable 30°C. Tout le monde pourrait y vivre ; il suffirait d’y flotter. L’atmosphère terrestre est pleine de microbes flottants : ne pourrait-il pas en être de même sur Venus ?
« Pas si vite ! » ont répondu certains. S’il est vrai que de nombreux microbes viables flottent dans l’atmosphère terrestre et même dans la haute stratosphère, où les conditions sont proches de l’espace, ils n’y vivent pas réellement. Tout le métabolisme microbien a lieu sur ou sous la surface de la Terre. Les microbes terrestres en vol sont en animation suspendue, en voyage, faisant simplement une pause dans leur vie.
C’est un argument difficile à réfuter, mais les spéculations se sont néanmoins poursuivies, des réponses possibles étant proposées par un certain nombre de chercheurs, notamment le planétologue américain David Grinspoon en 1997, l’astrobiologiste britannique Charles Cockell en 1999 et une équipe internationale en 2017. Mais jusqu’à la découverte de phosphine cette semaine, il n’y avait aucune donnée à l’appui de telles hypothèses. Donc que faire maintenant ?
La première chose est de confirmer la détection de phosphine. On en a les moyens sous la main. La sonde BepiColombo de l’Agence spatiale européenne (ESA), maintenant en route vers Mercure, passera par Vénus le 15 octobre, à moins de 10 000 km de la planète, et repassera le 10 août prochain à seulement 550 km d’altitude. Elle devrait pouvoir prendre les mesures nécessaires. Des équipes d’astronomes avec des télescopes basés sur la Terre pourront sans aucun doute se mettre rapidement également sur le sujet. Donc, selon toute probabilité, on aura d’ici un an une confirmation ou une réfutation (je parie sur la confirmation – l’équipe qui a découvert la phosphine comprenait de vrais gros « poids lourds »). Et ensuite ?
La NASA a actuellement deux propositions de missions pour Vénus à l’étude, dont l’une, la mission « DAVINCI + » dirigée par le planétologue James Garvin, parachuterait une sonde dans l’atmosphère de Vénus vers 2026, en prenant des mesures pendant une lente flottaison de plusieurs heures vers le sol, avant d’être détruite par la chaleur de la surface. La société Rocket Lab prévoit également une mission de sonde-parachute sur Vénus, peut-être dès 2023. On pourrait apprendre beaucoup de ces missions, mais je pense qu’on peut faire beaucoup mieux.
La bonne façon d’explorer Vénus est d’utiliser le ballon. L’épaisse atmosphère de CO2 de Vénus le facilite ; en fait, dans les années 1980, les Soviétiques ont fait voler deux ballons « Vega », collectant des données sur de vastes étendues de la planète, pendant environ 50 heures. Les ballons Vega étaient remplis d’hélium et flottaient à environ 55 km d’altitude. Mon approche préférée, cependant, serait la technologie du ballon-solaire Montgolfier démontrée par Jack Jones du JPL dans les années 1990.
Un ballon-solaire Montgolfier est juste un ballon noir avec un fond ouvert et un évent au-dessus. Il peut être déployé depuis les airs (ou depuis une capsule) comme un parachute, se gonflant instantanément avec de l’air lorsqu’il est lâché. En absorbant la lumière du soleil, l’enveloppe noire du ballon chauffe l’air à l’intérieur, augmentant la portance du gaz (ndt : réduisant la masse volumique). Ensuite, si on veut le faire monter, on maintient la soupape d’évent fermée ; si on veut le faire descendre, on ouvre un peu la valve et on fait sortir un peu de gaz chaud par le haut en le remplaçant par de l’air froid en bas. Ces systèmes sont tout à fait contrôlables. En fait, en 2004, ma propre entreprise, Pioneer Astronautics, a démontré la capacité de ces ballons à atterrir en douceur, en en utilisant un pour déposer une charge utile dans une prairie du Colorado avec une vitesse d’impact de seulement 8 km/h – puis à le faire redécoller. Des manœuvres similaires pourraient être effectuées dans l’atmosphère de Vénus.
Pour explorer Vénus en utilisant une telle technologie, nous pourrions envoyer un orbiteur transportant plusieurs ballons-sondes, chacun dans une capsule d’entrée dans l’atmosphère. L’orbiteur libérerait les capsules une par une ou toutes à la fois, et servirait de satellite relais pour transmettre les données. En entrant dans l’atmosphère, la capsule utiliserait son bouclier thermique pour absorber la chaleur de l’entrée dans l’atmosphère, puis la traînée atmosphérique pour ralentir jusqu’à des vitesses subsoniques. La coque arrière de la capsule serait alors éjectée et le ballon projeté à l’extérieur pour être gonflé comme un parachute, tirant sa gondole de service hors de la capsule (qui irait s’écraser plus bas). Avec son enveloppe noire chauffée par le rayonnement solaire, le ballon chaufferait rapidement l’air à l’intérieur et commencerait à flotter, transportant dans sa gondole des instruments scientifiques, un ensemble de panneaux solaires, un réservoir d’eau pour le contrôle thermique et un système radio UHF pour communiquer avec l’orbiteur. Alors ça commencerait à être amusant.
Comme le montre le tableau ci-dessous, l’atmosphère de Vénus présente des températures allant de +460°C à –70°C, selon l’altitude. On ne sait pas, dans ce continuum, où pourrait se trouver le meilleur endroit pour rechercher des signes de vie, on devra donc en explorer autant qu’il sera possible. Avec un ballon solaire, on pourra le faire.
Altitude (km) Temperature (°C) Atmospheric pressure (atm)
0 462 92.10
10 385 47.39
20 306 22.52
30 222 9.851
40 143 3.501
50 75 1.066
60 −10 0.2357
70 −43 0.03690
80 −76 0.004760
Disons que l’on commencera à flotter à 60 km, là où la température ambiante est de -10 ° C. Nous pourrons utiliser cet environnement pour faire geler notre eau en glace. Ensuite, on ouvrira notre soupape de ventilation et on descendra dans les régions inférieures chaudes, en prenant les données au fur et à mesure, en utilisant notre glace comme liquide de refroidissement. On peut imaginer atteindre la surface – les atterrisseurs soviétiques y ont survécu pendant 20 minutes – pour un prélèvement rapide d’échantillons puis décoller pour retourner en sécurité dans l’air plus froid en altitude. En sondant l’atmosphère de cette manière, on obtiendrait une carte des vitesses et de la direction du vent à différentes altitudes. Sachant cela, nous pourrions naviguer au-dessus de la planète en choisissant notre altitude pour obtenir la brise qui nous mènerait où on le voudrait. En adoptant une telle stratégie, nous pourrions effectuer une succession de montées et de descentes, explorer l’atmosphère à toutes les altitudes et latitudes, rechercher des cavernes souterraines avec un radar pénétrant le sol, imager le sol à basse altitude et éventuellement même échantillonner la surface à de nombreux endroits séparés par des distances continentales. S’il y a de la vie sur Vénus, on aurait de bonnes chances de la trouver.
La trouvera-t-on ? C’est à l’appréciation de chacun. On a des biomarqueurs montrant qu’il y avait de la vie sur Terre il y a 3,8 milliards d’années, presque immédiatement après la fin du bombardement des météores lourds primordiaux. Le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait implique l’une de deux possibilités : soit les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier pour donner la vie sont hautement probables, soit les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable. Dans les deux cas, cela signifie que la vie est abondante dans l’univers. La Vénus primitive n’était pas aussi chaude qu’aujourd’hui, car le Soleil n’était que 70% aussi fort à cette époque et les processus qui ont créé l’effet de serre terriblement efficace de Vénus ne s’étaient pas encore déclenchés. En fait, la Vénus primitive était tellement similaire à la Terre primitive que l’on peut parier que, soit par évolution locale parallèle, soit par immigration microbienne, elle a été un foyer pour la vie à une certaine époque.
Mais alors que les formes de vie à base de carbone/eau de type terrestre ont peut-être prospéré jadis sur Vénus (elles y seraient certainement parvenues, ne serait-ce que via des météores riches en microbes éjectées de la Terre), il est difficile d’imaginer comment une quelconque vie de type terrestre pourrait y survivre aujourd’hui. Mais cela ne veut pas dire qu’il n’y a pas de vie là-bas. Il existe une branche interdisciplinaire de la science connue sous le nom de théorie de la complexité qui soutient que la nature a tendance à s’organiser, à tous les niveaux, en systèmes autocatalysés auto-réplicatifs. Autrement dit, si A favorise la création de B et B favorise la création de A, alors les deux forment un système qui organise les ressources environnantes pour servir sa multiplication. Ce caractère définit de nombreux systèmes, allant de la biosphère à l’économie. Par exemple, pensez à la révolution industrielle : l’extraction du charbon favorise la production d’acier, ce qui permet aux moteurs à vapeur, qui favorisent l’extraction du charbon, de former un système autocatalytique qui croît de manière exponentielle, attirant le travail, le capital et d’autres ressources matérielles de l’économie antérieure dans son vortex. Les conditions actuelles de Vénus sont radicalement différentes de celles de la Terre, mais elles offrent certainement un vaste théâtre à la chimie pour trouver des voies alternatives à l’auto-organisation. Alors, peut-être que oui. Peut-être que la vie telle que nous la connaissons sur Terre n’est qu’un exemple spécifique tiré d’un ensemble beaucoup plus vaste de possibilités. Il pourrait y avoir, pour paraphraser Shakespeare, des choses bien plus étranges dans le ciel et sur la terre que ce dont on rêve dans notre philosophie.
Il n’y a qu’une seule façon de le savoir.
Robert Zubrin (traduction Pierre Brisson)
Illustration de titre: Vénus, photo prise par la sonde Mariner 10 en 1974 et retraitée en 2000; crédit NASA/JPL-CalTech. Le retraitement a permis de mettre en évidence les flux animant la couverture nuageuse.