On entend souvent des critiques sur la possibilité d’envisager sérieusement une exploration de Mars par vols habités avant plusieurs dizaines d’années. Ces critiques sont mal fondées: Dès 1996, le Dr Robert Zubrin, lançaient dans son livre «The Case for Mars» le concept de «Mars Direct» élaboré au cours des années précédentes et reposant sur plusieurs concepts géniaux qui rendent ces vols possibles avec les techniques d’aujourd’hui. Robert Zubrin, à l’époque ingénieur en chef chez Lockheed Martin, avait travaillé dans cette entreprise sur le projet d’exploration de Mars qui, sur l’impulsion du premier Président Bush (20 juillet 1989), aurait dû succéder au programme Apollo de conquête de la Lune. Le projet Mars avait été abandonné, en 1993, au profit de celui de la Station Spatiale Internationale (« ISS »), le chiffrage de ce dernier ayant été jugé plus raisonnable (plus de 400 milliards de dollars contre une cinquantaine pour l’ISS). La NASA était en effet malheureusement partie sur une architecture de vol complètement irréaliste héritée des idées de Werner Von Braun, qui supposait la création d’un véritable train spatial à monter en orbite basse terrestre. L’originalité de l’architecture de Robert Zubrin et donc sa faisabilité, repose essentiellement sur les points exposés ci-après. Ils ont, en 2004, sous l'impulsion du second président Bush, inspiré la NASA pour l'établissement de la première de ses « missions de référence», les «DRM» (Design Reference Mission), pour la reprise des vols habités au-delà de l’orbite basse terrestre (projet « Constellation »). Avec la dernière version, la "DRA5", on a assisté malheureusement à une dérive (alourdissement et complexification) du projet qui l'a rendu moins attractif pour les politiques en raison de son coût, et moins facilement réalisable sur le plan technique. Les adversaires de Constellation, dont le Président Obama, en ont profité pour l'abandonner (voir page suivante) ISRU : Selon Robert Zubrin, il faut se « débrouiller » avec les « moyens du bord » (ISRU= In Situ Resource Utilization). Sur Mars, il y a des minéraux, de la lumière et surtout une atmosphère. Cette atmosphère est ténue mais elle est composée à 95% de gaz carbonique qui est un gaz très intéressant. En effet, à partir de lui on peut produire facilement (réaction de Sabatier), moyennant un apport faible d’hydrogène (une partie pour 18), du méthane et de l’eau. Le méthane est un excellent propergol et avec l’eau, on obtient de l’oxygène par électrolyse. Il n’est donc pas nécessaire d’apporter avec soi son oxygène ni son carburant pour revenir sur Terre. Cela permet de réduire d’autant la masse qu’il convient d’arracher à la gravité terrestre pour partir vers Mars. Vols successifs vers Mars : Plutôt que d’envoyer un train spatial vers Mars à monter en orbite basse terrestre (personnel travaillant dans l’espace, station d’assemblage, etc.) ou d'envoyer dans l'Espace un lanceur beaucoup plus puissant que la Saturn V, qui n'existe pas, il est plus facile d’envoyer une succession de vols vers Mars (un seul puis deux vols à chaque fenêtre de tir, tous les deux ans) car Mars est, en dehors de la Terre, le lieu le plus habitable du système solaire (et où il est le plus facile de travailler et donc "d'assembler" les éléments nécessaires à son exploration). Le premier vol emportera un premier véhicule de retour sur Terre («ERV»), non habité, avec, à l’intérieur, une unité de production d’oxygène et de méthane, des équipements pour l’exploration scientifique, un petit générateur nucléaire et un véhicule motorisé. Après avoir constaté que l’unité chimique a bien produit un stock suffisant d’oxygène et de méthane, on enverra un deuxième vol, répétition exacte du premier (avec un deuxième ERV) puis, quelques semaines après, dans la même fenêtre de tir, un troisième vol. Le troisième vol aura à son bord un module d’habitation avec un équipage de quatre personnes et les équipements nécessaires à la vie (un stock de nourriture pour trois ans, une installation de recyclage de l’eau et de l’oxygène, un véhicule de surface pressurisé) et à la recherche. Le troisième vol se posera à proximité du premier (à noter qu’il contient tout de même un véhicule pressurisé au cas où il atterrirait un peu trop loin du premier). Le second vol, après avoir effectué une trajectoire plus longue (plus économique), que le troisième, n’arrivera autour de Mars qu’après le "troisième" et pourra corriger son point d’atterrissage en fonction de la position exacte de ce dernier. Si, pour des besoins de sécurité, le deuxième vol n’était pas utilisé par l’équipage du troisième, il servirait de complément pour le quatrième vol (habité) envoyé lors de la fenêtre de tir suivant celle du troisième, et ainsi de suite. L’ISRU et les vols successifs vers Mars permettraient donc d’utiliser des lanceurs chimiques du type Saturn 5 (Apollo) ou Ares V (qui était en cours d'étude et que le président Obama a décidé d'abandonner) que l’on sait aujourd’hui construire (on savait déjà le faire il y a quarante ans !). Pesanteur artificielle : La microgravité, pendant les 6 mois que doit durer le voyage, serait extrêmement invalidante pour les astronautes (pertes musculaire et osseuse). Il faut l’éviter. La solution de Robert Zubrin est de recréer dans l’habitat pendant le voyage, une gravité artificielle par force centrifuge. Pour ce faire, le plus facile est de lier le dernier étage du lanceur (après combustion !) à l’habitat, par un filin (« tether ») et d’impulser une rotation au couple ainsi formé. Pour obtenir une gravité « martienne » (38% de la gravité terrestre), il faudrait donner au couple une vitesse de rotation de 2 tour / minute avec un bras de levier de 86 mètres (la longueur totale du filin dépendra de la masse du dernier étage du lanceur. Cette vitesse est supportable pour un organisme humain et on peut, pour plus de confort, éventuellement allonger le filin (et réduire la vitesse de rotation) atténuant ainsi encore plus qu’il n’est indispensable, les effets de la force de Coriolis et la différence de gravité entre les pieds et la tête. Autres idées : Robert Zubrin a lancé bien d’autres idées qui forment un ensemble cohérent, reposant toujours sur les mêmes principes : « Live off the land » et « Mars is safer ». Ainsi l’aérocapture permet d’utiliser l’atmosphère martienne pour freiner les vaisseaux spatiaux à leur arrivée, ce qui induit encore une économie de carburant ; le recyclage des déchets permet de limiter la masse de consommable emportée ; l’eau peut fournir un écran convenable contre les radiations pendant le voyage si on place les réservoirs en périphérie du module habité, etc. *** Si le vol vers Mars n’a toujours pas été réalisé, 40 ans après l’exploration de la Lune, c’est d’abord (1) pour des raisons financières, c'est-à-dire politiques : On préfère dépenser sur d’autres projets la cinquantaine de milliards de dollars qui serait nécessaire à un cycle d’exploration; c’est aussi (2) parce que les Terriens sont devenus beaucoup plus « frileux » qu’ils ne l’étaient du temps d’Apollo. Pierre Brisson
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