Pour se rendre sur Mars, la NASA devrait d’abord faire un bref détour par la Lune, selon un groupe de chercheurs du MIT. C’est un chemin très différent de celui emprunté par les astronautes de la NASA dans le dernier film d’action de science-fiction Le Martien.
Et ce n’est pas non plus ce que la vraie NASA décrit dans son plan d’exploration humaine de Mars, appelé Mars Design Reference Architecture 5.0. Mais l’agence spatiale américaine pourrait vouloir reconsidérer ses plans si elle espère un jour rendre durable l’exploration habitée de l’espace lointain. C’est la conclusion que proposent les chercheurs du MIT dans un article publié dans le Journal of Spacecraft and Rockets.
Le groupe, qui comprenait également des chercheurs de l’université Keio au Japon et du Jet Propulsion Laboratory de l’Institut de technologie de Californie à Los Angeles, a exploré un avenir où les missions habitées vers la planète rouge sont routinières et où la lune n’est qu’une halte en cours de route.
“Dans les décennies à venir, l’exploration spatiale devrait passer d’une série de missions isolées à une campagne étroitement liée”, écrivent les chercheurs dans leur article.
Si un tel avenir se dessine, les agences spatiales voudront certainement connaître la route optimale vers Mars afin de minimiser les coûts.
Pourquoi la Lune ?
Lorsqu’il s’agit de voyager dans l’espace lointain, deux options s’offrent à vous :
- Préparez tout ce dont vous avez besoin avant le lancement et mettez le cap sur Mars (ou toute autre destination)
- Emballer une partie de ce dont vous avez besoin avant le lancement et récupérer le reste lors des arrêts en cours de route
Le groupe du MIT a effectué une série de calculs détaillés pour déterminer quelle approche était la plus efficace.
Ils ont finalement conclu que les astronautes pouvaient décoller de la Terre avec une masse réduite de 68 % en utilisant l’option n° 2 ; la majeure partie du carburant liquide lourd qu’ils transporteraient avec l’option n° 1 pourrait être récupérée lors d’une halte près de la Lune.
D’où viendrait ce carburant ?
Le pôle sud lunaire pourrait contenir d’importantes réserves de glace d’eau piégées dans les coins des cratères qui ne voient jamais la lumière du jour. Et cette glace pourrait être transformée en carburant.
Dans l’idéal, des machines ou des humains exploiteraient la glace pour extraire l’oxygène des molécules d’eau et le transformer en oxygène liquide – le carburant de la plupart des fusées actuelles. De nombreux pays, dont la Russie et l’Europe, s’intéressent à la Lune pour cette raison précise.
Au début, les stations de ravitaillement seraient situées près de la Lune. Mais à terme, ils pourraient être déplacés vers d’autres endroits de l’espace, sur le chemin de Mars, comme le montre l’illustration ci-dessous :
Illustration : Christine Daniloff/MIT
a déclaré à Forbes qu’une réduction de 68 % de la masse de lancement permettrait d’économiser environ 8,5 milliards de dollars par mission habitée vers Mars.
Cette estimation des coûts est étonnamment similaire à une autre estimation annoncée plus tôt cette année par la société NexGen Space LLC. La NASA a engagé NexGen pour déterminer le coût d’un scénario de déviation lunaire vers Mars. Dans son rapport, NexGen affirme qu’une station de ravitaillement lunaire “réduirait le coût pour la NASA d’envoyer des humains sur Mars de 10 milliards de dollars par an”.
Les calculs du MIT se basent sur les estimations actuelles de lancement d’environ 10 000 dollars par kilogramme de cargaison, a déclaré M. de Weck à Forbes, ce qui pourrait diminuer avec l’arrivée des fusées réutilisables.
Ce plan d’économie de 8,5 milliards de dollars ne concerne toutefois que le coût de la mission et ne tient pas compte de l’énorme coût et du temps qu’il faudrait pour.. :
- Lancer des équipements vers la Lune
- Construire une base minière sur la Lune
- Établir dans l’espace une usine chimique proche qui servira de point de rendez-vous pour le vaisseau spatial habité
- Concevoir un système de transport régulier pour acheminer l’eau de la mine à l’usine
Pourtant, le groupe affirme que :
“Si les coûts et les risques opérationnels peuvent être gérés, ce concept pourrait constituer une amélioration significative de la stratégie actuelle d’exploration de Mars décrite dans Mars DRA 5.0.”
Takuto Ishimatsu, qui était l’auteur principal de l’article et qui est maintenant postdoc au MIT, a déclaré à MIT News que le plan n’est pas nécessaire pour un premier voyage vers Mars, mais qu’il s’agit plutôt d’un moyen de rendre les voyages répétés vers Mars abordables et durables.
“Notre objectif ultime est de coloniser Mars et d’y établir une présence humaine permanente et autosuffisante”, a déclaré Ishimatsu à MIT News. “Cependant, et c’est tout aussi important, je crois que nous devons “paver une route” dans l’espace afin de pouvoir voyager entre les corps planétaires de manière abordable.”