Comment les lichens synthétiques pourraient construire des bases martiennes auto-croissantes

Construire avec la poussière martienne

Au cours des dix dernières années, les progrès radicaux réalisés par SpaceX (SPCX ) et d’autres entreprises spatiales privées ont fait passer de nombreux projets spatiaux de la science-fiction à une réalité probable au cours de notre vie.

L’un d’eux est l’établissement de bases permanentes habitées sur la Lune et Mars. Le facteur ici est que le coût d’atteindre l’orbite et l’espace lointain a été divisé par 10, rendant de nombreuses idées désormais pratiques.

Il est probable que, dans une certaine mesure, les premiers modules d’une base seront similaires aux bases de l’Antarctique, avec de nombreux systèmes préfabriqués simplement déposés sur place, ou réutilisés à partir de matériaux recyclés, comme, par exemple, des réservoirs de fusée vides, ou le creusement de tunnels.

À long terme, d’autres matériaux seront nécessaires pour dépasser les 10 premiers astronautes et construire des installations plus grandes. Et même si la plupart des installations finissent enterrées, de nombreux bâtiments en surface seront toujours nécessaires.

Idéalement, leur construction nécessitera l’utilisation de ressources locales pour 99 % de la construction, seules les machines complexes, l’électronique ou les métaux rares étant importés de la Terre.

Une idée serait d’utiliser la poussière, le sable et les roches locaux comme matériaux de construction pour créer des habitats plus grands et plus résistants aux radiations. Des scientifiques de l’University of Nebraska–Lincoln et de Texas A&M University pourraient avoir trouvé une façon de mélanger la poussière martienne et des micro‑organismes afin de créer un biomatériau collant les minéraux locaux en une structure utilisable.

Ils ont publié leurs résultats dans le Journal of Manufacturing Science and Engineering¹, sous le titre « Bio-Manufacturing of Engineered Living Materials for Martian Construction: Design of the Synthetic Community ».

Comment construire sur Mars

Lorsqu’on discute de la construction de tout type sur Mars, la liste des exigences est plutôt décourageante :

• Structure robuste pour résister aux impacts des micrométéorites.
• Des parois et joints étanches retiennent l’air respirable et empêchent la poussière très fine de s’infiltrer, malgré la très basse pression atmosphérique.
• Bonne isolation thermique, car la température moyenne martienne est de -65 °C/-85 °F, et bien plus froide en hiver, la nuit et/ou dans les régions polaires.
• Durabilité, car tous les efforts de construction sont très coûteux, et toute défaillance nécessiterait l’abandon de l’habitat.

Une option, non seulement sur Mars mais aussi sur Terre, serait d’imprimer en 3D (fabrication additive) des bâtiments entiers. Cependant, le manque d’eau, le besoin de main‑d’œuvre humaine et les conditions incertaines sur Mars rendent difficile de garantir que la technique fonctionnerait, du moins telle qu’elle est comprise à ce jour.

“Grâce à l’impression 3D, une large gamme de structures peut être fabriquée, comme des bâtiments, des maisons et des meubles.”

Lier les particules du régolithe martien, y compris celles à base de magnésium, de soufre et la création d’un géopolymère. Pourtant, toutes les méthodes nécessitent une assistance humaine importante et ne sont donc pas réalisables avec le manque évident de main‑d’œuvre sur Mars.

Utiliser les lichens comme matériaux de construction sur Mars

Sur Terre, les lichens font partie des organismes les plus résistants, capables de survivre avec seulement un peu d’humidité dans l’air et les rares nutriments présents dans la poussière en suspension, ce qui leur permet de vivre dans les environnements les plus hostiles comme les déserts et les sommets des montagnes.

Ils sont également extrêmement résistants aux radiations, tolérants à la dessiccation et, globalement, le premier organisme susceptible de survivre sur Mars, ou du moins une Mars légèrement terraformed.

La façon dont le lichen réalise cet exploit est en fusionnant la robustesse des champignons avec la capacité des algues à produire nourriture et énergie à partir de la lumière solaire, formant ainsi un organisme symbiotique synthétique.

Source: Ecobiohub

Cela fait également des lichens un bon modèle à imiter pour fabriquer toutes sortes de biomatériaux sur Mars, car ils peuvent pousser dans des conditions moins qu’idéales.

Cette idée a déjà été explorée, avec la prise en compte de la biomineralisation bactérienne pour lier les particules de sable en maçonnerie, des bactéries uréolytiques pour favoriser la production de carbonate de calcium afin de fabriquer des briques, et l’exploration par la NASA de l’utilisation du mycélium fongique comme agent liant.

Cependant, chacun de ces expériences était limité à une seule espèce ou souche ; ainsi, leur survie nécessite un approvisionnement continu en nutriments, ce qui implique une intervention extérieure. Encore une fois, le manque de main‑d’œuvre sur Mars rend cela difficile.

Comment les lichens synthétiques pourraient permettre la construction martienne

Les chercheurs du Texas et du Nebraska ont réalisé qu’une activité microbienne beaucoup plus autonome était nécessaire pour des applications pratiques éventuelles.

Ils ont mélangé plusieurs organismes, chacun complétant l’autre, à la manière dont les algues et les champignons le font dans les lichens.

« Nous pouvons construire une communauté synthétique en imitant les lichens naturels. Nous avons développé une méthode pour créer des lichens synthétiques afin de produire des biomatériaux qui collent les particules du régolithe martien en structures. » Dr. Congrui Grace Jin – AProfesseur assistant dans le programme de technologie mécanique et de fabrication à Texas A&M University

Ces lichens synthétiques, cependant, utilisent des cellules cyanobactériennes (cellules fluorescentes de couleur rouge) au lieu de cellules algales, car ces bactéries photosynthétiques sont encore plus résistantes et plus indépendantes des apports externes.

Source: Phys.org

Les champignons filamenteux microscopiques créent un matériau liant, collant de grandes quantités de biominéraux, formant le noyau à partir duquel le matériau de construction peut être cultivé.

Les cyanobactéries produisent du sucre, de l’oxygène et de l’énergie pour nourrir les champignons tout en étant protégées par ceux‑ci.

Ce n’est pas tout. En plus de la chaleur, de l’oxygène et de l’air respirable, le sol martien est également très pauvre en azote (nitrate et ammoniaque), un composant clé pour les biomolécules comme les protéines, l’ADN et l’ARN. Ces cyanobactéries peuvent également fixer l’azote atmosphérique en une forme biocompatible.

Source: British Ecological Society

Les chercheurs ont démontré que le système pousse uniquement avec une simulation de régolithe martien, de l’air, de la lumière et un milieu liquide inorganique comme l’eau. En d’autres termes, aucune main‑d’œuvre n’est nécessaire, et seuls les matériaux de base présents partout sur Mars sont requis.

« Le potentiel de cette technologie auto‑croissante pour permettre une exploration et une colonisation extraterrestres à long terme est considérable. » Dr. Congrui Grace Jin – AProfesseur assistant dans le programme de technologie mécanique et de fabrication à Texas A&M University

Avenir des lichens synthétiques pour les habitats martiens

La prochaine étape consistera à utiliser ce lichen artificiel pour créer une encre de régolithe (encre d’impression 3D fabriquée à partir de la surface martienne) afin d’imprimer des bio‑structures en utilisant la technique d’impression 3D d’écriture directe d’encre.

Une fois le concept d’encre de régolithe prouvé fonctionnel avec une imprimante 3D, un prototype à plus grande échelle sera également nécessaire pour concevoir le type d’imprimante 3D de construction requis pour les habitats martiens.

Parce que le système fait croître les matériaux de construction par lui‑même en n’utilisant que la poussière et la roche, la lumière du soleil, l’air martien et des quantités limitées d’eau, il pourrait être utilisé pour produire en masse de l’encre de régolithe avant l’atterrissage des astronautes, et même servir à imprimer les premiers abris à l’avance, en utilisant des robots à distance pour réaliser l’impression 3D.

Dans tous les cas, ces missions martiennes auront besoin de lanceurs pour atteindre la planète rouge, et quelques entreprises sont à la pointe du développement de nouvelles fusées réutilisables.

Investir dans le secteur aérospatial

Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) est l’un des concurrents les plus sérieux sur le marché des fusées réutilisables. L’entreprise s’est initialement concentrée sur les petites fusées, avec le système de lancement Electron (320 kg de charge utile), qui est progressivement transformé en une fusée partiellement réutilisable. Jusqu’à présent, Electron a déployé 177 satellites lors de 44 lancements.

Par la suite, Rocket Lab envisage de créer une fusée réutilisable de taille moyenne, le Neutron, comparable au Falcon 9 (8 000 kg en orbite basse – LEO – en mode entièrement réutilisable, 1 500 kg vers Mars ou Vénus). Le Neutron sera propulsé par un moteur à combustion de méthane (comme le Starship), ce qui semble être la tendance pour la prochaine génération de fusées.

Source: Rocket Lab

L’entreprise se distingue par son processus de fabrication de satellites entièrement intégré verticalement, ce qui lui permet d’optimiser les coûts et la rapidité de conception.

Cela a abouti à plusieurs contrats avec la NASA et le gouvernement américain, dont un contrat militaire de 515 M$ pour des satellites. Et un contrat civil de 143 M$ pour Globalstar.

Rocket Lab est également un important fabricant de panneaux solaires pour satellites après ses acquisitions de SolAero Technologies en 2022, avec plus de 1000 satellites alimentés par ces panneaux, et un total de 4 MW de cellules solaires fabriquées.

Source: Rocket Lab

Pour l’instant, son système de lancement dépend de fournisseurs externes, mais une série d’acquisitions stratégiques  devrait changer cela, en reproduisant dans le système de lancement l’intégration verticale déjà réalisée dans la conception et la fabrication de satellites.

L’entreprise envisage également la possibilité d’une constellation télécom LEO pour générer des revenus récurrents. Elle contribue aussi à la recherche pour la fabrication en espace avec Varda Space Industries et l’inspection des débris orbitaux.

Alors que SpaceX disposait du talent commercial d’Elon Musk pour développer sa technologie à partir de zéro, Rocket Lab a utilisé un mélange de R&D et d’acquisitions pour intégrer verticalement la technologie requise. Cela s’est avéré très réussi dans la fabrication de satellites, et ils cherchent maintenant à reproduire cette stratégie pour les fusées réutilisables.

Compte tenu du flux de trésorerie existant provenant de la production de satellites et des succès d’Electron, Rocket Lab est un bon candidat pour rattraper l’avance de SpaceX.

Pour ceux qui souhaitent investir dans cette entreprise, assurez‑vous de consulter les meilleurs courtiers en actions de votre région (par ex. pour USA, UK, Canada, et Australia) ou notre article sur les 10 meilleures applications d’investissement, ainsi que notre rapport complet sur Rocket Lab.

Dernières actualités et développements des actions Rocket Lab (RKLB)

Étude référencée:

^{1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Bio-Manufacturing of Engineered Living Materials for Martian Construction: Design of the Synthetic Community. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 pages). https://doi.org/10.1115/1.4068792}