5. Faut-il redescendre sur Terre ?

5.1. Recharger la navette maintenue en orbite

Le scénario de cette étude prévoit que la navette termine sa mission par un atterrissage, à l’issue d’une série de manœuvres de freinage propulsives et aérodynamiques. Mais est-il rationnel de faire descendre dans le puits gravitationnel terrestre les 109 tonnes de masse sèche du vaisseau, sachant qu’il va falloir ultérieurement les relancer sur l’orbite de parking ? La question se pose au moins, effectivement, en termes énergétiques (consommation de propergol), et beaucoup de suggestions ont été faites à ce sujet, se résumant à la proposition suivante : évitons de faire descendre la navette,

• d’une part en ramenant à Terre les passagers à l’aide d’un vaisseau taxi type Orion ou Dragon (plusieurs vols seraient nécessaires, sauf à disposer d’une version aux capacités accrues) ;
• d’autre part en apportant à la navette laissée en orbite la charge utile de sa prochaine mission (95 tonnes) et la quantité de propergol nécessaire à la phase aller (500 à 515 tonnes) ; mais avec quel lanceur ? Si c’est le même premier étage surmonté d’un deuxième étage développé pour ce besoin – qu’il faudrait rendre récupérable – autant utiliser une navette, et, suite logique du raisonnement, autant utiliser l’exemplaire en orbite qui, sinon, reste inemployé alors qu’il est apte à la fonction.

De notre point de vue, si ce mode opératoire permet effectivement de réduire la consommation de propergol, il nécessite le développement de moyens supplémentaires et un accroissement de la complexité des opérations préparatoires à l’élancement vers Mars. En particulier, le nombre de lancements et de rendez-vous orbitaux est accru. Nous pensons que le scénario retenu est plus simple et plus sûr. Quant aux quantités de propergol, le choix du couple méthane / oxygène liquides rend ce facteur peu influent, car il s’agit de fluides industriels très peu coûteux, par ailleurs faciles à liquéfier et à conserver.

5.2. Utiliser de l’oxygène lunaire

La pertinence de cette proposition s’accroît lorsqu’elle est couplée à l’idée que l’oxygène liquide pourrait être produit sur la Lune. L’oxygène représente en effet 78% de la masse de propergol ; son acheminement économique est donc intéressant même si le méthane reste en provenance de la Terre (ou de Mars). Par ailleurs, la navette de retour de Mars peut assez naturellement terminer son transfert en aboutissant au point de Lagrange du système Terre-Lune situé entre ces deux corps, point à la fois aisément atteignable depuis la Lune et favorable comme point de départ du transfert Terre-Mars.

Cette variante n’est cependant pas aussi attrayante qu’il y paraît :

• en premier lieu, comme la précédente, elle nécessite des vols et des opérations spatiales spécifiques supplémentaires, cette fois plus loin de la Terre ; la complexité est accrue et la probabilité de succès dégradée ;
• en second lieu, elle suppose l’implantation – et la maintenance – sur la Lune d’infrastructures conséquentes ; la production d’oxygène utilise un process énergivore de réduction d’oxydes ; il faut ensuite liquéfier et conserver l’ergol, puis le monter au point de Lagrange à l’aide d’un cargo navette sol-orbite lunaires ; c’est certes faisable, mais il n’est probablement pas optimal au strict plan économique de considérer cette complication ;
• c’est surtout parce qu’elle oblige à se placer dans l’hypothèse d’un développement spatial industriel dirigé non plus uniquement sur Mars, mais conjointement sur la Lune et sur Mars, que cette variante perd de sa valeur ; compte tenu de l’inertie politique, ce scénario plus ambitieux ne pourrait que réduire la probabilité de voir l’expansion humaine dans l’Espace se poursuivre, ou en tout cas conduire à en retarder les échéances…

5.3. Le concept de « cycler »

Cette discussion est aussi l’occasion de parler de l’architecture de transport basée sur le concept de « cycler », proposé en particulier, depuis longtemps, par Buzz Aldrin, l’astronaute d’Apollo 11. L’idée est de placer des vaisseaux au long-court, disposant de tous les moyens de soutien pour les transferts interplanétaires, sur une orbite « perpétuelle » les amenant à repasser périodiquement au voisinage de la Terre et de Mars (moyennant quelques manœuvres de correction de trajectoire). Au passage du prochain cycler à destination de Mars, un « taxi » fait un rendez-vous avec lui pour y apporter la charge utile en partance. Et de même pour un retour de Mars. Cet élégant concept, qui permet en théorie d’offrir aux voyageurs des conditions de transport plus confortables et plus sûres, présente pourtant de sérieux problèmes :

• il ne s’agit pas de rater le passage du cycler ; tout retard du « taxi » est synonyme d’annulation ;
• plusieurs cyclers sont requis pour assurer des opportunités de voyage à chaque révolution synodique ;
• les ΔV à produire pour installer ces cyclers sur leur orbite et pour les rejoindre sont importants ;
• il sera coûteux d’envoyer des pièces de rechange et, plus généralement d’assurer les réapprovisionnements et la maintenance.

En résumé c’est une idée séduisante mais très coûteuse à concrétiser. Comme la précédente, elle présente l’inconvénient de nécessiter des moyens supplémentaires. Elle semble avoir été rejetée par SpaceX au stade actuel de ses réflexions.