Comment nous pouvons nous envoler vers Mars cette décennie – Et pour pas cher !
Par Robert Zubrin
Wall Street Journal, 14 mai 2011
Traduction de Pierre Brisson
La technologie existe déjà et elle coute la moitié de ce que coûte un vol de navette spatiale. La seule chose qui manque c’est la volonté politique de prendre plus de risques.
SpaceX, une entreprise privée qui développe des fusées et des engins spatiaux, a annoncé récemment qu’elle mettra sur le marché dans les deux ans une fusée de transport lourd qui pourra emporter plus de deux fois la charge utile d’une fusée aujourd’hui opérationnelle. Cela pose une question passionnante: Peut-on atteindre Mars dans le cours de cette décennie?
Cela peut sembler incroyable, puisque les présentations classiques des missions d’exploration de Mars par vols habités sont remplies de descriptions de vaisseaux spatiaux interplanétaires gigantesques, futuristes, à propulsion nucléaire, dont les opérations s’appuient sur un univers parallèle virtuel d’infrastructure orbitale. Il n’y a rien de tel à l’horizon. Mais je crois que nous pourrions atteindre Mars avec les outils dont nous disposons aujourd’hui, ou que nous aurons à court terme. Voici comment on pourrait faire:
Le lanceur lourd « Falcon-9 Heavy » de la Sté SpaceX aura une capacité de lancement de 53 tonnes en orbite basse terrestre. Cela veut dire que si un étage supérieur classique fonctionnant à l’hydrogène /oxygène lui était ajouté, ce lanceur aurait la capacité d’envoyer 17,5 tonnes sur une trajectoire Martienne, de placer 14 tonnes en orbite Martienne et de poser 11 tonnes à la surface de Mars.
La même société a également développé et va présenter une capsule d’équipage, connue sous le nom de « Dragon », qui a une masse d’environ huit tonnes. Bien que sa mission actuelle soit de transporter jusqu’à sept astronautes à la Station Spatiale Internationale, son bouclier thermique est capable de supporter sa rentrée dans l’atmosphère à l’issue de trajectoires interplanétaires et pas seulement son retour sur Terre depuis l’orbite terrestre. La capsule est assez petite pour un vaisseau interplanétaire mais elle est conçue pour une vie de plusieurs années et elle devrait être suffisamment spacieuse pour un équipage de deux astronautes bien préparés et déterminés.
La capsule Dragon après son premier vol orbital de fin 2010
Une mission sur Mars pourrait ainsi être réalisée en utilisant trois lancements de Falcon-9 Heavy. Le premier mettrait en orbite martienne une capsule Dragon sans pilote avec un étage à propulsion chimique kérosène/oxygène d’une puissance suffisante pour lui permettre de revenir sur Terre. Ce serait l’ERV de la mission (véhicule de retour sur Terre, soit « ERV » pour « Earth Return Vehicle »).
Un deuxième lancement déposerait à la surface de Mars une charge utile de 11 tonnes composée d’un module de remontée en orbite martienne (« MAV » pour « Mars Ascent Vehicle ») de deux tonnes, employant un seul étage de propulsion au méthane / oxygène, un petit réacteur chimique automatique, trois tonnes d’équipements d’exploration en surface et un générateur d’énergie de 10 kilowatts (qui pourrait être nucléaire ou solaire).
Le MAV apporterait 2,6 tonnes de méthane dans ses réservoirs, mais pas les neuf tonnes d’oxygène liquide nécessaires pour le brûler. Au lieu de cela, l’oxygène pourrait être produit sur place, sur une période de 500 jours, en utilisant le réacteur chimique pour craquer le dioxyde de carbone qui compose 95% de l’atmosphère martienne.
Utiliser la technologie pour générer de l’oxygène plutôt que le transporter, permettrait de gagner beaucoup de masse. Cela fournirait également une énergie abondante et un volume illimité d’oxygène à l’équipage une fois sur Mars.
Une fois ces éléments en place, un troisième lancement aurait lieu qui injecterait une capsule Dragon avec un équipage de deux astronautes sur une trajectoire directe vers Mars. La capsule emporterait 2,5 tonnes de consommables (ce qui serait suffisant si on emploie des systèmes de recyclage d’eau et d’oxygène) pour permettre à l’équipage de deux personnes de survivre pendant une période allant jusqu’à trois ans. Compte tenu de la capacité de charge utile, un véhicule terrestre léger et plusieurs centaines de kilos d’instruments scientifiques pourraient également être embarqués.
L’équipage devrait atteindre Mars en six mois et faire atterrir sa capsule Dragon près du MAV. Il passerait sa prochaine année et demi suivante à explorer la planète.
En utilisant son véhicule « automobile » pour se déplacer et le Dragon comme son foyer et son laboratoire, l’équipe pourrait rechercher les preuves fossiles de la vie qui auraient pu exister lorsque la planète rouge possédait des étendues d’eau liquide stable en surface. Elle pourrait aussi installer des plates-formes de forage pour extraire des échantillons d’eau souterraine dans lequel des formes natives de vie microbienne pourraient encore persister jusqu’à ce jour. Si elle trouve l’une ou l’autre, cela prouverait que la vie n’existe pas que sur Terre, apportant ainsi une réponse à une question que les hommes se sont posée depuis des millénaires.
À la fin de son séjour en surface de 18 mois, l’équipage s’installerait dans le MAV, décollerait et effectuerait son rendez-vous avec l’ERV qui l’attendrait en orbite martienne. Ce vaisseau le reconduirait alors vers la Terre par un vol qui durerait six mois. Après quoi il rentrerait dans l’atmosphère et terminerait son voyage par un plongeon dans l’Océan.
Il n’y a rien dans ce plan qui soit au-delà de notre niveau actuel de technologie. Les coûts ne seraient pas non plus excessifs. Les lancements de Falcon-9 Heavy coûtent 100 millions de dollars chacun et les Dragons sont même moins cher. En adoptant une telle approche on pourrait envoyer des expéditions vers Mars pour la moitié du coût actuellement nécessaire pour lancer une navette spatiale.
Ce qui est nécessaire cependant, c’est une attitude différente face au risque que celle qui imprègne aujourd’hui la bureaucratie politique spatiale. Il ne fait aucun doute que le plan que je propose ici comporte des risques considérables. Il en va de même de tout plan qui implique d’envoyer effectivement des hommes sur Mars plutôt que simplement de continuer à en parler indéfiniment. Certes, il existe plusieurs missions préparatoires, des développements technologiques et des programmes d’essais qui pourraient être recommandés pour réduire les risques. Il existe un nombre infini de ces missions et de ces programmes éventuels. Cependant, si nous voulons en faire ne serait ce qu’une fraction importante avant de nous engager dans la mission, nous n’arriverons jamais sur Mars.
Mais est-il responsable de renoncer à des dépenses qui pourraient réduire quelque peu le risque pour l’équipage? Je crois que oui. Le but du programme spatial est d’explorer l’espace et les dépenses que l’on fait pour ce programme, sont faites au détriment d’autres priorités nationales. Si nous voulons réduire les risques pour la vie humaine, il existe des moyens beaucoup plus efficaces de le faire qu’en effectuant des dépenses de 10 milliards de dollars par an pour les deux ou trois prochaines décennies sur un programme de vols habités embourbé dans des programmes d’études toujours plus approfondies en orbite basse terrestre. Nous pourrions dépenser l’argent pour la vaccination des enfants, les inspections préventives d’incendies, l’entretien des routes, de meilleures protections corporelles pour les forces armées ; faites votre choix. Pour les gestionnaires de la NASA, il est narcissique à l’extrême de demander que la mission soit retardée pour des décennies tandis que plusieurs centaines de milliards de dollars sont dépensés pour réduire marginalement le risque d’une poignée de bénévoles, alors même que les fonds dépensés ailleurs pourraient sauver des dizaines de milliers de vies.
Le premier vol du Falcon 9 Heavy est prévu pour 2013. Tous les éléments matériels décrits dans le présent plan pourraient être prêts pour le vol dans les prochaines années. Les astronautes de la NASA n’ont abouti à rien de nouveau depuis 1972 mais ces quatre décennies de gaspillage dans la stagnation ne doivent pas continuer indéfiniment. Si le président Obama agissait de manière décisive et embrassait courageusement ce nouveau plan, nous pourrions avoir notre première équipe d’explorateurs humains sur la planète rouge en 2016.
Le peuple américain veut et mérite un programme spatial qui va véritablement quelque part. Il est temps qu’il l’obtienne. La Fortune sourit aux audacieux, Monsieur le Président, saisissez cette opportunité.
Le Dr. Zubrin est le président de Pioneer Astronautics et de la Mars Society (www.marssociety.org). Une édition mise à jour de son livre, « The Case for Mars: Le Plan pour nous établir sur la Planète Rouge et pourquoi nous devons le faire, » sera publiée par « The Free Press » en Juin (en anglais).
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Bon article et profondèment logique, après tout la crainte n’évite pas le danger, sinon évitons de prendre l’avion, la voiture, le train… il faut aller de l’avant! Merci monsieur zubrin de nous montrer le chemin.
Effectivement cette nouvelle proposition de Robert Zubrin peut encourager des personnes comme Elon Musk à persévérer dans le développement de leur lanceur lourd et, espérons le, inciter les décideurs politiques à montrer moins de frilosité.
Beaucoup plus enthousiasmant que de s’en remettre aux calendes grecques !!!
Cette nouvelle version d’une mission martienne habitée me paraît plutôt irréaliste. Réduire l’équipage à seulement deux astronautes est-ce acceptable sur le plan de la sécurité? La complexité et la multiplicité des équipements d’un vaisseau martien exige des compétences multiples et je doute qu’elles puissent être assumées par seulement deux astronautes. Si en plus, par malheur, un astronaute s’avérait défaillant (pour raisons médicales) toute la responsabilité de la mission reposerait alors sur un seul astronaute. En cas de nécessité aura-il la compétence ou les moyens de procéder à une intervention chirurgicale? Enfin, une fois parvenu à destination, le retour scientifique sera-t-il à la hauteur des espérances?
Cette nouvelle version de Mars direct néglige aussi totalement l’aspect psychologique. Faire cohabiter 2 individus dans un espace aussi exigu que la capsule Dragon, pendant des mois et des mois, risque de poser d’énormes problèmes.
Plutôt qu’une mission habitée au rabais, risquée et au final quand même coûteuse, il serait préférable d’investir dans des missions robotiques ambitieuses.
Mes messages n’apparaissant toujours pas, dois-je en conclure qu’ils ont été censurés ?
t’as perdu la foi spirit ?Adam et Eve te ramenreront à la réalité !les robots sont nos assistants pas des machines à idolatrer!sans etres humains sur Mars, la planete Terre n’est qu’un joli cercueil!!!
Je ne suis pas d’accord pour privilégier les vols robotiques par rapport aux vols habités. L’exploration par vols habités, avec robots pouvant assister les hommes bien entendu, est la prochaine étape que nous devons nous fixer après la reconnaissance de la planète effectuée avec de très beaux résultats, par les robots.
Les robots avec présence physique d’un équipage humain, seront beaucoup plus efficaces. Pensez au temps de réactivité dû à l’éloignement des deux planètes. Pensez aussi à l’ingéniosité de l’homme, à son adaptabilité aux situations les plus imprévues. Et puis, envoyer une mission habitée sur Mars, c’est « poser la première pierre » d’un établissement permanent qui permettra une exploration permnanente de Mars avec utilisation continue d’équipements qu’on pourra en partie entretenir sur place, avec échange d’informations continues et évolutives entre les deux planètes.
Par ailleurs le but des voyages vers Mars n’est pas seulement l’exploration. Il est aussi de mener à bien une aventure qui répond à un besoin presque « génétique » de l’homme d’aller toujours plus loin, « aux limites du possible ». C’est pour cela qu’il ne faut pas s’inquiéter du moral de l’équipage qui affrontera pour la première fois le grand voyage. Il y a sur Terre des hommes pour relever psychologiquement ce défi et pour en surmonter les difficultés.
Il est vrai que le volume d’une capsule Dragon est très réduit mais Robert Zubrin propose pour l’augmenter, un module gonflable qui serait logé sous la coiffe/bouclier du Dragon et déployé après l’injection sur trajectoire martienne. A l’approche de Mars, le module serait replié, rangé sous le bouclier thermique et redéployé une fois au sol.
Tout ceci est certes à étudier davantage. Le nouveau projet de Zubrin est un « premier jet » mais il présente des idées originales et valables qui mérite attention. Il montre en tout cas qu’à la marge le voyage serait possible sans attendre la mise au point du lanceur lourd de type ARES V dont la réalisation rencontre malheureusement beaucoup d’obstacles.
Je comprends très bien que certains ne soient pas d’accord pour privilégier les vols robotiques par rapport aux vols habités. Il y a quelques années, à l’époque d’Apollo, j’étais moi-même convaincu que l’exploration de Mars ne pouvait se passer d’une présence humaine. Seulement une certaine réalité s’est imposée au fil du temps, bien différente de celle qu’on imaginait au départ, si bien qu’aujourd’hui la NASA se retrouve dans une impasse totale. Elle semble démunie, totalement impuissante à relancer son programme spatial. Son budget est pourtant impressionnant quand on le compare à celui des autres puissances spatiales. Si vraiment l’Amérique n’a plus les moyens d’envoyer ses astronautes sur la Lune comment croire un instant qu’elle sera capable d’en envoyer sur Mars? A mon sens il serait plus judicieux de consacrer ce budget à l’exploration robotique. Faute d’une décision rapide et cohérente, faute d’un consensus, le budget risque fort d’être réduit à sa plus simple expression et la NASA aura alors perdu sur les deux tableaux.
Je pense qu’il faut être patient. Sommes-nous à une décennie près ? Pourquoi être pressé ? Aller sur Mars : Oui ! Mais il faut le faire avec un esprit clair et des objectifs parfaitement définis. Ce n’est pas le cas actuellement. Aujourd’hui il n’y a pas de consensus car il a trop de tergiversations avant tout économiques et politiques. Les aspects scientifiques sont relégués au second plan quand ils ne sont pas occultés.
Les scientifiques ont souvent par le passé montrés la voie de la collaboration internationale sans arrière pensées nationalistes et sans esprit de compétition. C’est à eux de se rassembler, de la Chine aux USA en passant par l’Europe dans ce but commun car aller sur Mars pour y mener une exploration aboutie ne peut pas s’effectuer dans d’autres conditions. Tant que chacun voudra dominer l’autre en y arrivant le premier, comme cela a été le cas avec la Lune, l’exploration de Mars tournera court.
Comme l’a exprimé Einstein, seuls les artistes et les scientifiques ont la possibilité, grâce à des langages communs, de rompre les frontières. Leurs buts ont aussi une noblesse certaine en face de laquelle l’avidité du pouvoir et de l’argent fait pale figure.
Et puis il est un phénomène inquiétant : les difficultés économiques actuelles ravivent des sentiments nationalistes qui divisent plus qu’ils n’unissent. Avec 7 milliards d’habitants, et encore plus dans les prochaines décennies, il est une certitude, il faut que les peuples s’unissent pour partager les ressources sinon nous allons droit vers l’affrontement et là, alors, il en sera fini pour quelques temps de nos rêves.
Les artistes du monde entier montrent l’exemple, ils savent rassembler. Les scientifiques doivent emboiter le pas. Il est malheureux de les entendre si peu.
N’oublions pas non plus que les plus belles avancées scientifiques non jamais été réalisées dans un esprit de compétition.
Je ne suis pas du tout d’accord avec vous:
Il n’est pas sûr que nous « ayons le temps ». Les choses ne sont pas faciles aujourd’hui, elles pourraient l’être encore plus, plus tard.
Rien ne dit que dans les décennies à venir les gouvernants et les gouvernés voudront encore dépenser de l’argent pour explorer l’espace. Le peu d’engouement dont témoigne aujourd’hui les jeunes pour la science en général et l’astronautique en particulier est plutôt de mauvais augure. Par ailleurs le principe de précaution fait des progrès ravageurs. Nos sociétés sont de plus « averses » aux risques et aujourd’hui aucun état n’oserait envoyer un homme dans l’espace dans les conditions où les soviétiques ont envoyé Gagarine.
Il ne faut pas dire que les objectifs ne sont pas parfaitement définis. Pour moi, ce sont très clairement:(1) l’exploration de Mars pour mieux comprendre comment « fonctionne » une planète qui a connu en partie une histoire semblable à celle de la Terre; (2) l’établissement d’un « outpost » de l’humanité dans un environnement difficile dont la maîtrise peut être porteuse d’énormes progès (à commencer par le recyclage des déchets et l’économie des ressources rares et précieuses que sont l’eau et l’air d’une planète) et qui peut constituer le premier pas de l’humanité hors de son berceau.
Je pense aussi que c’est la concurrence (la compétition) qui est le moteur du progrès beaucoup plus que la coopération internationale. C’est la concurrence qui a conduit l’homme sur la Lune en dix ans, c’est la coopération qui a conduit l’humanité à construire le gros « machin » inutile qu’est l’ISS. Concurrence ne veut pas dire acaparemment d’un projet par un pays, presque au contraire. Regardez le résultat des appels d’offres lancés par la NASA de son côté et l’ESA du sien; les entreprises qui y répondent viennent du monde entier et ce sont les meilleurs (moins disantes et plus performantes par rapport aux objectifs fixés dans les appels d’offres)qui sont retenues.
Et ne vous y trompez pas, au delà des rèves et des réflexions (certes indispensables), il faut de l’argent pour faire avancer la science. Cet argent il va être payé par des gens qui ne sont peut-être pas des scientifiques mais qui voudront que leur nom brille, attaché à une réussite scientifique. En fait, il faut de tout (et de l’argent) pour faire un monde et si dans certains pays, de riches individus comme Elon Musk, ne prenaient pas d’initiatives, nous n’aurions sans doute pas de merveilleuses réussites, fort utiles à tous (y compris à la NASA), comme le Falcon 9 de SpaceX.
Pierre Brisson
Je pense que nous tous aimerions voir aboutir ces projets d’exploration et, si possible, de notre vivant. Depuis plus de 40 ans qu’on étudie la faisabilité d’une mission habitée vers Mars on aurait pu espérer, enfin, une réalisation concrète. La patience a tout de même ses limites. Ce qui me laisse perplexe c’est le changement de tonalité. Dans les années 60 une telle mission semblait a portée et dans des délais rapides. Quelques décennies plus tard malgré les progrès des technologies spatiales, malgré les acquis de la médecine spatiale, on nous dit que c’est cher, que c’est loin et risqué et qu’on ne possède pas les technologies pour le faire. Conséquence, on n’ose plus fixer de calendrier. Alors de m’interroger. Aurons vraiment plus de moyens dans 40 ans? Les conditions pour entreprendre une mission de cette envergure seront-elles réunies un jour? Personnellement j’ai bien peur que nous ayons « loupé le coche ». Tout laisse à penser que, dans les décennies à venir, nos problèmes terrestres vont devenir de plus en plus préoccupants et que l’exploration spatiale habitée ne mobilisera plus personne.
Vous avez raison, rien n’est certain. Notre époque est une époque de prudence, sinon de peur et de précautions qui a tourné à la frilosité. Cependant nous avons les technologies pour entreprendre la grande aventure. Ce qui manque c’est la volonté politique. Ce n’est pas évident que nous arrivions à convaincre les décideurs mais notre devoir « moral » (en quelque sorte) est de tout faire pour cela et notamment en intéressant le public à la question et en le convaincant (1) de l’intérêt de l’exploration; (2)de la faisabilité du vol habité; (3) de l’intérêt d’un établissement humain permanent sur Mars.
Nous sommes donc tout à fait conscients de l’importance de l’obstacle politique mais les personnes motivées, comme vous semblez l’être, doivent nous soutenir.
Explorer quoi? C’est qu’un tas de cailloux toxiques!
Le seul intérêt d’aller sur Mars est de s’y installer.
Le vrai problème est de savoir si nous pouvons vivre à 1/3 G :
si non, c’est même plus la peine d’y penser.
Je ne suis pas d’accord avec vous, Mars n’est pas « qu’un tas de cailloux toxiques ». Mars c’est un livre ouvert où l’on peut lire un chapitre de l’histoire du système solaire sur un « support » semblable au notre qui a été effacé sur Terre. C’est aussi voir si le phénomène de la vie est quelque chose qui est propre à notre environnement terrestre ou général dans l’Univers. Ce n’est pas rien.
Quant à la possibilité de vivre avec un tiers de G, c’est effectivement intéressant à étudier. Nous ne saurons si la vie humaine y est adaptable qu’après avoir essayé et ça vaut évidemment la peine de le faire, aussi vite que possible. On peut déjà dire que ce sera moins difficile de vivre sur Mars que de vivre sur une planète avec une gravité beaucoup plus forte!
L’installation permanente de l’homme en dehors de la Terre est certes un objectif qui reste capital et j’espère bien que nous avons un « destin cosmique ». Mais attention, il faut procéder pas à pas. S’interroger aujourd’hui pour savoir si nous pourrons prospérer en tant qu’espèce sur un monde à gravité différente est evidemment un sujet interessant mais il faut d’abord y aller sur ce monde et essayer d’y vivre. Si les décideurs politiques n’accordent même pas d’argent pour une exploration par vol habité, ce n’est vraiment pas la peine de disserter sur la phase « installation permanente ». Aidez nous donc pour que l’on puisse effectivement réaliser la « phase 1 » de l’expérience.
Si j’étais décideur, je ne financerais pas l’exploit Mars Direct.
Aller sur Mars en Orion est un exploit.
Orion a deux places, comme un Cessna.
Aller en Chine en Cessna est un exploit.
Aller en Chine en A380, est un jeu d’enfant.
…
La difficulté provient uniquement de la capacité ridicule de nos fusées.
Il nous faut l’équivalent des A380 en fusée:
Ariane 380 tonnes de fret sur Mars.
Ariane 380 passagers.
Plus besoin de choisir, on emmène tout le monde!
Au fait, qu’est-ce que vous ferez sur Mars les gars?
Moi j’organiserai un Paris-Dakar.
Les chances pour que cette version de Mars Direct soit financée sont à peu près nulles. Pour rendre plus crédible une mission martienne habitée il faudrait déjà pouvoir en réaliser une à échelle réduite (une mission entièrement automatique). L’objectif pourrait être, par exemple, de déposer des échantillons biologiques sur Mars et de les ramener vivants sur Terre ou alors, si on veut éviter une contamination de la planète, pourquoi pas remplacer ces échantillons biologiques par un robot humanoïde. Cela constituerait un symbole très fort et réveillerait sans doute l’intérêt du public. A défaut on pourrait concentrer ses efforts sur un certain nombre de missions technologiques de façon à bien maîtriser toutes les étapes critiques avant de passer à une expédition humaine. Si un effort soutenu était fait dans ce sens, la conquête de Mars ne se réduirait plus à de vains discours.
Les agences spatiales n’en sont, malheureusement, pas encore à la préparation d’une mission de type Mars Direct. Si l’exploration de Mars selon ce plan était décidée, on pourrait effectivement faire les essais nécessaires avant d’envoyer des hommes. Ce n’est pas une raison pour continuer à ignorer l’objectif Mars (pour les vols habités) et continuer à tourner en rond autour de la Terre.
Pourquoi ne pas envoyer l’ISS se poser sur PHOBOS?
Suffit de la pousser!
Les gars auraient de la place au moins!
Et c’est plus réaliste que Mars Direct dernière version.
Ce projet avec spaceX est passionnant. Rappellons que l’Espagne a fourni à Christophe Colomb en 1492 seulement 3 coquilles de noix alors que l’espagne possédait de puissants gallions.Suivons donc les développement des Falcon de Space X avec intérêt.
Roger a tout à fait raison. Les grands progrès de l’humanité se sont souvent faits à partir d’initiatives qui apparaissaient marginales et qui n’étaient pas soutenues par l' »establishment ».
Dans la famille de la Mars Society, nous sommes convaincus de l’utilité et de la nécessité d’aller nous établir sur Mars et je suis certain que l’avenir nous donnera raison. En attendant, il faut néanmoins convaincre nos contemporains de faire le minimum de l’effort collectif nécessaire.
Je crois que le temps du pragmatisme est arrivé.
Je ne sais ce que vaut réellement le projet Mars Direct.
Ce que je sais, c’est que déjà pour la lune, une navette avec réservoir en guise de charge utile pourrait le faire.
Que la station ISS peut être reconditionnée en vaste vivarium transplanétaire et qu’il n’y aurait pas grand chose à rajouter pour la rendre autonome sur un tel parcours. Il suffirait juste de la rejoindre avec un vaisseau classique (capsule plus module de service) lorsqu’elle croiserait l’orbite terreste. Equipage de 6 ou 7 astronautes. Plaidons pour ISS devienne IPN Inter Planètaire Navette