Vous voulez donc coloniser Mars. Bien, Mars est loin, et pour qu'une colonie fonctionne aussi loin du support terrestre, les choses doivent être réfléchies très soigneusement. Y compris combien de personnes sont nécessaires pour que cela fonctionne.

Une nouvelle étude fixe le nombre minimum de colons à 110.

L'étude s'intitule "Nombre minimum de colons pour la survie sur une autre planète". L'auteur est Jean-Marc Salotti, professeur à l'Institut National Polytechnique de Bordeaux. Son article est publié dans Rapports scientifiques .

Évidemment, il y a beaucoup de choses à penser lorsqu'il s'agit d'établir une quelconque présence soutenue sur une autre planète. Comment les gens vont-ils s'organiser ? Quel équipement apporteront-ils ? Comment vont-ils extraire les ressources in-situ ? Quels types de compétences sont nécessaires ?

Ces questions ont déjà été abordées, bien sûr, et dans ce rapport, Salotti dit que « l'utilisation de ressources in situ et différentes organisations sociales ont été proposées, mais il y a encore une mauvaise compréhension des variables du problème."

Cette étude se concentre principalement sur une question :combien de personnes cela prendra-t-il ? Salotti écrit :« Je montre ici qu'un modèle mathématique peut être utilisé pour déterminer le nombre minimum de colons et le mode de vie pour survivre sur une autre planète, en utilisant Mars comme exemple."

Beaucoup de réflexions ont été consacrées à la colonisation de Mars. SpaceX dit que leur vaisseau spatial interplanétaire proposé pourrait transporter 100 personnes sur Mars. Musk a parlé d'en construire une flotte, pour qu'il y ait un flux constant de ressources vers Mars. "Toutefois, " Salotti écrit, "c'est une estimation optimiste de la capacité, la faisabilité de la réutilisabilité reste incertaine et la qualification du véhicule pour atterrir sur Mars et relancer depuis Mars pourrait être très difficile et prendre plusieurs décennies."

Une dynamique similaire plane sur d'autres parties de la discussion sur la colonie de Mars. De nombreux chercheurs ont réfléchi à l'utilisation des ressources in situ, par exemple. Des gaz pourraient être extraits de l'atmosphère, et les minéraux du sol. L'extraction des ressources in situ pourrait fournir des composés organiques, fer et même verre. Même si l'on admet la faisabilité de ces idées, « la complexité de la mise en œuvre est mal connue et le nombre d'articles qu'il resterait à envoyer chaque année représenterait encore un formidable défi, " écrit Salotti.

Le problème d'une colonie est d'une complexité déconcertante.

Salotti a travaillé sur un modèle mathématique qui, selon lui, pourrait servir de bon point de départ pour réfléchir à une colonie autonome. Au cœur de son idée se trouve ce qu'il appelle le facteur de partage, « qui permet une certaine réduction des besoins en temps par individu si, par exemple, l'activité concerne la construction d'un objet qui peut être partagé par plusieurs individus."

Le point de départ du règlement est essentiel pour le reste du travail. Quelles ressources seront mises en place ? S'il y a une grande quantité de ressources et d'outils technologiques au départ, cela affectera le reste des calculs. Mais à certains égards, le point de départ n'est peut-être pas aussi critique, pour deux facteurs.

La complexité, le coût et la faisabilité des voyages interplanétaires en sont un. Et la durée de vie de l'équipement avec lequel les colons commencent en est une autre. Chaque pièce d'équipement a une durée de vie.

"Pour des raisons de simplicité, " Salotti écrit, "il est supposé ici que la quantité initiale de ressources et d'outils envoyés de la Terre sera plutôt limitée, et en conséquence, n'aura pas beaucoup d'impact sur la survie. construire un modèle qui repose sur un réapprovisionnement facile depuis la Terre ne serait pas si utile.

En admettant donc que l'état initial de la colonie soit viable, Salotti passe à deux variables qui auront un effet énorme sur la survie :

• La disponibilité des ressources locales. Essentiellement, cela signifie de l'eau, l'oxygène et les éléments chimiques. Ces ressources doivent être faciles à exploiter.
• Capacité de production. Considérez-le comme une liste de choses qui doivent être produites, comme des outils, et si suffisamment d'entre eux peuvent être produits dans le délai approprié.

Ce à quoi Salotti travaille ici est une équation. Des éléments tels que la disponibilité des ressources et la capacité de production sont des variables dans cette équation.

Mais l'idée de Salotti revient toujours au concept du "facteur de partage".

Imaginez un individu isolé en situation de colonisation sur Mars. Ils devraient effectuer toutes les tâches eux-mêmes. Ils auraient besoin de construire et/ou d'entretenir leurs propres systèmes pour acquérir de l'eau potable, oxygène, et pour produire de l'électricité. Il n'y aurait pas assez de temps dans chaque jour. Le fardeau pour une seule personne serait énorme.

Mais dans une plus grande colonie, leur technologie pour des choses comme avoir de l'eau potable, l'oxygène et pour produire de l'électricité est utilisé par un plus grand nombre de personnes. Cela crée plus de demande, mais il étale aussi le fardeau. L'effort qu'il faut pour construire et maintenir tous ces systèmes est maintenant réparti entre plus de personnes. Cette, en substance, est le facteur de partage de Salotti.

Ça s'ameliore.

Au fur et à mesure que le nombre de personnes augmente, il y a de la place pour plus de spécialisation. Imaginez une colonie de seulement 10 personnes. Combien d'entre eux devraient être en mesure de réparer et d'entretenir le système d'eau potable? Ou le système d'oxygène ? Ces systèmes ne peuvent pas tomber en panne, so there would be pressure for a large percent of those people to be able to operate and understand those systems.

Salotti writes, "If each settler was completely isolated and no sharing was possible, each individual would have to perform all activities and the total time requirement would be obtained by a multiplication by the number of individuals."

But if there are 100 people, how many people need to understand those systems? Pas tout le monde. So that allows others to specialize in something else.

"…a greater number of individuals makes it possible to be more efficient through specialization and to implement other industries, allowing the use of more efficient tools."

Salotti argues that this sharing factor can be calculated and estimated with mathematical functions. Math-interested people can check out that part of the paper for themselves.

There are some constraints and starting points for the sharing factor, bien sûr. "The sharing factor depends on the needs, the processes, the resources and environmental conditions, which may be different depending on the planet, " Salotti writes.

This leads us to Salotti's description of "survival domains." Salotti outlines five domains that need to be considered in these calculations:

• ecosystem management
• production d'énergie
• industrie
• immeubles
• human factors/social activities

These are mostly self-explanatory, but human factors refers to things like raising and education children, and some amount of cultural activities like sports, games and perhaps music.

Now Salotti turns to Mars, the primary planet when it comes to this kind of futuristic figuring, and the planet that Salotti addresses in his paper.

Salotti doesn't start from scratch when it comes to Mars. There's already been a lot of scientific thinking into building a sustained human presence on that planet. "The specific utilization of Martian resources for life support, agriculture and industrial production has been studied in different workshops and published in reports and books, " Salotti explains.

Évidemment, this is a complex problem, and some assumptions have to be made in order to think about it. For any solution to have merit, those assumptions have to be honest. No place for science fiction here.

The basic assumption Salottti uses is that for whatever reason, the flow of supplies from Earth has been interrupted, and the colony must sustain itself. He borrows a scenario from a contest organized by the Mars Society, where participants were asked to define a realistic scenario for setting Mars.

Essentiellement, Salotti's equation comes down to time. How much time is required for survival vs. how much time is available. For Salotti, the effective number of people required to balance the time equation is 110 on Mars. "It is based on the comparison between the required working time to fulfill all the needs for survival and the working time capacity of the individuals, " he writes in the conclusion.

Naturellement, work of this nature makes some assumptions, which are spelled out in the paper. "This is obviously a rough estimate with numerous assumptions and uncertainties, " he writes. But that doesn't diminish its usefulness.

If there's ever going to be a human colony on Mars at some point in the future, then we need to develop working models to guide our thinking and our planning. We have a lot of sci-fi talk and flowery announcements from people with large Twitter followings, but that's not real work. "A notre connaissance, it is nevertheless the first quantitative assessment of the minimum number of individuals for survival based on engineering constraints, " Salotti says.

"Our method allows simple comparisons, opening the debate for the best strategy for survival and the best place to succeed, " conclut-il.

Let the debate begin.