Red Dragon sur Mars

Richard Heidmann, fondateur de l’association Planète Mars a été interviewé par le Figaro sur le projet d’atterrissage d’une capsule Dragon sur Mars en 2018. Voir ici.

La capsule Dragon, dans sa version destinée à desservir l’ISS, atterrit en mode rétro fusée. Les essais ont déjà eu lieu. C’est ce mode qui sera utilisé pour la version qui doit se poser sur Mars, mais des réservoirs supplémentaires auront alors été installés à l’intérieur, le besoin de freinage étant nettement plus important. La charge utile disponible sur Mars lors d’une telle mission serait d’environ 2 t à comparer aux 980 kg de Curiosity, mais la masse totale posée en douceur serait d’environ 6 t.

Essai des moteurs Super Draco de la capsule Dragon (doc. SpaceX)

Pour faire atterrir les lourds modules (habitat, véhicule de retour sur Terre, etc) de 20 à 30 tonnes dont auront besoin les missions humaines, avec les méthodes utilisées actuellement pour déposer des sondes sur Mars il faut augmenter la surface de freinage atmosphérique (panneaux déployables ou gonflable) et développer de très grands parachutes, le freinage final nécessitant toujours des rétrofusées. Mais on peut aussi sauter ces étapes et passer directement d’une entrée atmosphérique à vitesse résiduelle rapide à un mode rétro fusée. Après tout il faut de toute façon des moteurs fusée pour la phase finale d’atterrissage. Tout est question de bilan masse. Dans un cas il y a la masse des systèmes d’augmentation de surface et celle des systèmes de parachutes, dans l’autre il y a celle des ergols supplémentaires à embarquer. Il faut prendre en compte aussi la complexité des séquences qui joue sur la fiabilité. La capsule Dragon n’a pas spécialement une forme adaptée à un freinage atmosphérique martien efficace (elle est trop élancée) mais avec un freinage rétro propulsif tout devient possible. De nombreuses vidéos (en anglais) sont disponibles pour expliquer le projet.

La NASA va coopérer au projet SpaceX sur un mode « sans échanges de fonds ». Un accord a été signé. La NASA avait déjà acquis des informations sur une rentrée atmosphérique en supersonique au cours de laquelle un moteur fusée est allumé en mode freinage, à l’occasion des différents tentatives de retours et récupération d’étages Falcon 9. Il n’y a en effet pas d’autres précédents connus de fonctionnement ainsi « à l’envers » de fusée dans une atmosphère (même raréfiée) à grande vitesse.

Extrait d’une vidéo dans l’infrarouge montrant l’étage Falcon 9 avant l’allumage de freinage le 21 septembre 2014. On voit bien l’onde de choc à l’avant. L’étage se déplace de la droite vers la gauche. (Doc. NASA)

Moteurs en fonctionnement rétropropulsé. Dans cette phase le Falcon 9 opère avec trois de ses neuf moteurs. (Doc. NASA)

La vidéo complète, permettant de suivre les différentes phases de cette mission de septembre 2014, prise depuis un avion NASA volant à 17000 m, est disponible ci dessous.

Voir également le billet du blog de Pierre Brisson sur le sujet pour « Le Temps »

L’hypothèse d’une rétrofreinage tout fusée en fin de phase de rentrée atmosphérique martienne fait déjà l’objet d’études et essais en soufflerie depuis quelques années. Ici une vidéo d’essais Nasa de juillet 2010 (muet, 18 mn):

On peut même trouver une vidéo de soutenance de thèse sur le sujet (anglais, 51 mn):