La NASA l’affirme : le rêve va devenir réalisable. Cette conquête spatiale, qui suscite un enthousiasme planétaire, se prépare activement. Reste à surmonter de lourds défis techniques et à résoudre la question épineuse du financement.

De l’eau coule sur Mars! Lorsque la NASA l’a annoncé, de manière soigneusement orchestrée, la nouvelle a immédiatement fait le tour de la Terre. Même si la présence de traces d’eau sur la planète rouge était connue depuis longtemps. Mais, avec les découvertes d’azote et de matériaux organiques sur Mars, l’eau liquide, probablement enfouie dans les nappes souterraines, confirme que les conditions nécessaires à l’existence d’une vie microbienne sont réunies. Mieux encore, elle offre l’espoir d’utiliser cette précieuse ressource pour une future exploration humaine. Apollo était le programme emblématique du XXe siècle, la conquête de Mars sera le challenge du XXIe siècle, assurent de nombreux scientifiques.

Mars est bel et bien l’objectif de la NASA. Un objectif «difficile mais réalisable», affirment ses dirigeants. L’agence spatiale américaine s’y prépare «step by step», en collaboration avec des scientifiques du monde entier. Face au scepticisme de certains, elle vient d’afficher, dans un document, sa stratégie de conquête, où elle se montre toutefois prudente et sans calendrier précis. Une feuille de route qui assure que le «go!» est donné, et la machine en marche pour relever le défi. A-t-elle réellement le choix, tant la conquête de Mars génère un enthousiasme unanime et planétaire?

Après les missions lunaires

Des projets prévoyaient que le premier homme s’y poserait dans les années 80 – 90. Un projet ambitieux de Wernher von Braun parlait de 12 lancements de Saturne V pour construire, sur une orbite terrestre, deux  vaisseaux de 720 tonnes et de 85 m de long, équipés d’un moteur Nerva. C’est un moteur nucléothermique, dont l’hydrogène est éjecté à plus de 7km/s.  Pour assurer à l’ensemble une sécurité suffisante, les 2 vaisseaux avec chacun 6 hommes à bord, soudés l’un à l’autre, auraient assuré le départ de l’orbite terrestre, la mise en orbite martienne, l’atterrissage et le décollage de Mars et le retour en orbite terrestre. Le temps du voyage aller – retour avait été estimé à 19 mois. Le coût était aussi gigantesque: 450 milliards de dollars, tandis que le projet Apollo n’avait coûté que 24 milliards de dollars (1970).

Tout le monde s’accordait à dire que le projet aurait été réalisable en 15 ans. Hélas, la guerre du Viet – Nam et la Navette Spatiale absorbèrent tous les crédits et l’on sait ce qu’il est advenu du projet. Von Braun quitta la Nasa et les Etats-Unis. Il est mort en 1977, sans voir le début de son projet se réaliser. La NASA est passée de 400 000  à 100 000 personnes.

L’homme sur Mars

Aujourd’hui, l’homme sur Mars devient une possibilité à moyen terme. Mais avant, une colonie de robots devra avoir fait ses preuves avec la résolution d’immenses problèmes, notamment,  des liaisons sécurisées sur le trajet Terre-Mars et une contribution efficace dans la récolte d’échantillons.

Il faut aussi maîtriser les conséquences, sur le corps humain, des  années passées dans l’espace. Seuls les russes ont déjà réalisés des séjours d’une année et plus (record de Poliakov: 467 j).  Il faudra résoudre les problèmes de décalcification, de radiations cosmiques, d’anémie, d’alimentation, d’eau, d’oxygène, de claustrophobie, d’isolement, de relations humaines, etc… dans un espace confiné. Les expériences avec Biosphère 1 et 2 ne furent pas des réussites, bien que cela se soit passé sur Terre.

Lors des expéditions lunaires, les astronautes furent isolés à leur retour, du reste du monde, pendant 2 semaines, en caisson de décontamination, bien que l’on savait que la Lune était stérile. Pour Mars, les précautions seront plus importantes, puisque la vie à l’état virale est peut-être possible. « Aucun risque ne doit être pris » déclare-t-on à la Nasa. Mais le plus paradoxale de cette affaire, ce sont les roches martiennes, récupérées sur Terre, qui sont manipulées, actuellement, sans aucune précaution.

Il y aura le problème des communications en temps réel, car des minutes, voire des dizaines de minutes seront nécessaires pour obtenir la réponse à une question, compte tenu de la distance qui séparera les astronautes de la Terre.

Il faudra vaincre les peurs psychologiques, car, une fois parti, il est impossible de revenir sans avoir accompli le voyage jusqu’à Mars, la mécanique céleste interdisant tout retour anticipé.

Les préliminaires

Au préalable, des robots devront être envoyés pour étudier les conditions d’environnement aussi bien climatiques que topologiques. Une première série est en cours avec les sondes Mars 98. Puis viendra la récolte d’échantillons par des sondes automatiques américaines et européennes (2004 ? Projet reporté), afin de localiser la région adéquate où l’homme sera indispensable. L’étude de ces échantillons prendra beaucoup de temps afin de minimiser les fausses interprétations, conduisant à une mauvaise mission.

La station internationale ISS a monopolisé toutes les énergies, mais peut-être qu’y sera réalisé le séjour de 1 an nécessaire pour simuler le voyage aller-retour. La préparation, le déroulement et l’obtention des résultats prendront beaucoup d’années. Déjà prépare-t-on le module martien qui viendra se mettre à la place d’un module d’habitation, en 2003 ? (projet reporté), en vue de tests. Il faudra aussi tenir compte des échecs, ce qui retardera d’autant le compte à rebours.

L’idéal sera que tout se déroule, lors de la distance minimale Terre-Mars qui est de 56 millions de km, tous les 47 ans. La prochaine fois se situe en 2018. Ceci est rendu nécessaire pour réduire les temps de transmissions et pouvoir emporter le maximum de matériel avec le minimum de carburant et aussi avoir les temps de voyage les plus réduits.

Les temps de trajet sont tributaires de la rotation des 2 planètes autour du Soleil: lorsque la Terre fait 1 tour, Mars n’en fait qu’ ½ . C’est ainsi que la distance séparant les 2 planètes est maximale à  400 millions de km maximum, lors de la plus grande élongation de Mars à 250 millions de km du Soleil.

Peut-être verrons nous aussi une   reconquête de la Lune ou bien une conquête de Phobos, qui serviront de tremplin pour la conquête de Mars ? Toujours est-il, que contrairement à la Lune, le temps de trajet devient un handicap à franchir et bien que la technologie soit déjà disponible, le facteur humain reste encore aujourd’hui, une grande inconnue pour de longues périodes de cohabitation.

Ce sera aussi le domaine de la cybernétique. Le robot sera l’auxiliaire le plus important de l’homme pour le trajet, la mise en orbite, l’atterrissage et le décollage de Mars, la gestion de la base vie, des équipements et des recherches.

L’erreur sera interdite. Par analogie, il s’agit d’acheter une voiture pour partir en voyage de longue durée dans des conditions extrêmes, en ayant la certitude absolue qu’aucune pièces sur des milliards, ne tombera pas en panne pendant des années.

Pour éviter l’envoi du carburant nécessaire au retour, des plans envisagent sa fabrication sur place. Les prochaines missions étudieront cette possibilité.

Il faut aussi préparer le séjour de plusieurs mois sur la planète rouge. Il sera axé sur des explorations du site, avec des excursions de 500 km étalées sur une dizaine de jours, entrecoupées de périodes d’exploitation des résultats, afin de répondre le plus rapidement possible aux questions que de telles découvertes ne manqueront pas de poser.

Pour cela des rovers pressurisés seront nécessaires. Les explorations porteront sur la collecte d’informations en  géologie, climatologie,  biologie avec l’espoir d’y découvrir des traces de formes de vie fossiles. L’hydrologie prendra aussi une place importante, car qui dit eau liquide, dit possibilité de vie .

Et enfin, si on tient compte des paramètres ci-dessus, il semble que ce ne soit pas trop tard pour l’échéance de 2018.  A condition que la Nasa se serve de la station Alpha comme tremplin pour effectuer des expériences en parallèle, afin de respecter cette échéance.

Le carburant

Le transport du carburant ayant toujours été un problème en rendant le vaisseau gigantesque (1000 tonnes), une idée de génie a vu le jour il y a quelques années: fabriquer le carburant du retour, sur place. Ainsi, le véhicule pour l’aller s’en trouve allégé, il ne fait plus que 150 tonnes. C’est à la portée des fusées Saturn 5 et Energia. Quant au freinage à l’arrivée, le système adopté par les sondes actuelles, l’aérofreinage, permettra de ne pas avoir recours à un moteur de freinage.

Depuis, l’idée a fait son chemin. Aujourd’hui un scénario se dessine. Le véhicule (lui aussi de 150 tonnes) nécessaire au retour, sera envoyé avant celui des astronautes et en même temps que la station pour fabriquer, sur place, le propergol.

Selon ce principe, les temps de trajet durent 6 mois et le séjour sur la planète, 18 mois. La pesanteur, la moitié de celle de la Terre (0,5 G), ne posera pas de problème. D’autre part pour obtenir une redondance suffisante en cas de problème, le véhicule de retour de la mission suivante avec la station – service fabriquant le propergol, seront envoyés avec les astronautes. Ainsi, ils disposeront sur place de 2 véhicules de retour et de 2 stations d’élaboration du carburant.

Une formule chimique, découverte par le français Sabatier, au 19ième siècle, est à la base de la création du carburant sur place:

CO2 +4 H2 = CH4 + 2H2O

A la lumière de cette formule, il devient évident que le gaz carbonique et l’hydrogène, donne du méthane et de l’eau. L’hydrogène sera apporté de Terre, mais il n’est pas encombrant, car très léger. Le gaz carbonique de l’atmosphère sera absorbé dans des bacs de zéolite, puis il sera liquéfié et mélangé à l’hydrogène. Le nickel sera le catalyseur nécessaire à la transformation en méthane et eau. Il y aura en même temps un dégagement de chaleur qui servira à produire l’électricité. Elle permettra l’ électrolyse pour extraire, à partir de l’eau produite, l’oxygène servant de comburant pour brûler le méthane dans le moteur de la fusée. Des essais ont démontré la faisabilité d’un tel processus.

En 2001? (projet reporté), une station de production expérimentale pourrait être envoyée avec un Surveyor et à partir de 20– ?, la station ISS sera mise à contribution pour les essais préparatifs.

Mais pour des raisons de commodité et de sécurité, ce scénario commence à évoluer vers un véhicule de retour séparé de celui servant à la remontée. Cela permettra de développer des lanceurs mi-lourds au départ de la Terre. Ainsi Ariane V pourrait servir à ce scénario. Il faudra pouvoir mettre en orbite terrestre des charges de 150 à 200 tonnes. Les véhicules pour faire le trajet, pourraient être équipés de moteurs nucléaires, type Nerva, déjà testés aux USA dans les années 60. L’hydrogène chauffé, circule dans un cœur d’uranium et sort à la vitesse de 7 km/s au lieu de 4.

Le scénario

Après les échecs de Mars Climate Observer et de Mars Polar Lander en 1999, les américains ont entièrement révisé leurs programmes. Aujourd’hui la prudence s’impose. La progression sera lente et les étapes franchies pas à pas. Les dates ci-dessous ne sont plus d’actualité. Ce qui est certain: la France ne participera pas comme prévue (annulée faute de crédits). Peut-être l’ESA ?

Le début des opérations est programmé pour 20– ? avec l’envoi de 3 fusées. Une servant de cargo et comprenant un laboratoire, une centrale électrique, une automobile pressurisée, de l’alimentation. Ensuite, la 2ième partira avec l’étage de remontée et l’usine de production du carburant. Enfin, la 3ième partira pour rester en orbite martienne et assurer le retour vers la Terre.

Après être certain que l’ensemble est en ordre de marche, le feu vert sera donné en 20– ? pour lancer vers Mars un 2ième véhicule de remontée et un 2ième véhicule de retour. Puis, la même année, ce sera le tour du premier équipage. Après un voyage de 4 à 6 mois, il se posera sur la planète rouge en 20– pour une présence estimée à 500 jours.

Le séjour sera axé sur la découverte du site. A l’aide des rovers pressurisés, des excursions de 500 km, autour de la base, sont prévues en vue d’une récolte d’échantillons étudiés sur place pendant 10 jours, avant de nouvelles sorties. La durée de travail sera de 6 jours de 7 heures et une semaine de congés tous les 3 mois. Ceci est déjà planifié car les astronautes se sont toujours plaints d’être surchargés.

L’exploration sera géologique, climatique et biologique. La recherche de vie fossile et celle de l’eau seront les 2 grands axes de recherche.

Fin de la mission octobre 20– et retour sur Terre en 20–. Ainsi l’échéance de 2018 ne sera pas respectée avec l’envoi conséquent de matériels pour préparer l’installation définitive de l’homme sur Mars.


Le terraformage sera alors d’actualité. C’est un projet qui prévoit la modification de l’environnement en vue d’une occupation permanente. L’oxygène pourrait apparaître en un millier d’années, rendant la vie tout a fait possible sur Mars pour le 3ième millénaire. La science-fiction n’est pas loin, mais en 1000 ans, il se passera beaucoup de choses.

Les barrières technologiques, pour mener à bien un tel projet, sont peu nombreuses. La clé de la réussite passera par un apport de capitaux importants qui devra obtenir l’adhésion des électeurs. Coût estimé 50 milliards de dollars. Ceci nécessitera une bonne médiatisation, le succès étant lié à l’intérêt que portera le public à une telle entreprise.

Sources

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