Voici ce que prépare la NASA pour envoyer des humains sur Mars

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Illustration d'un rover pressurisé développé par la NASA dans le cadre des futures mission sur Mars. Crédits : NASA

Dans le cadre d’un rĂ©cent Ă©change, l’administrateur de la NASA, Jim Bridenstine, est revenu sur les diffĂ©rents projets Ă  venir, Ă©voquant notamment les missions Mars 2020 et Artemis. Il en a Ă©galement profitĂ© pour faire le point sur les diffĂ©rents prĂ©paratifs en cours dans le cadre d’une future exploration humaine de la planète rouge.

Alors que des astronautes amĂ©ricains s’apprĂªtent Ă  remarcher sur la Lune dans le cadre des missions Artemis, rappelons que plusieurs agences publiques et autres sociĂ©tĂ©s privĂ©s visent Ă©galement une autre cible : Mars. C’est notamment le cas de SpaceX, ou encore de la NASA, qui prĂ©voit une première mission en Ă©quipage dans les annĂ©es 2030.

Évidemment, explorer Mars avec des rovers est une chose, mais envoyer des humains sur place en est une autre. D’autant qu’il faut ensuite pouvoir les ramener sur Terre en toute sĂ©curitĂ©. En ce sens, l’agence amĂ©ricaine travaille dĂ©jĂ  au dĂ©veloppement de plusieurs technologies capables d’assurer ces diffĂ©rents objectifs.

Des systèmes de propulsion plus puissants

Les astronautes Ă  destination de Mars devront parcourir environ 140 millions de kilomètres dans l’espace lointain. Avec nos systèmes de propulsion actuels, un tel voyage prendrait entre six et neuf mois. L’agence et ses partenaires dĂ©veloppent, testent et mĂ»rissent actuellement diverses technologies dans le but de rĂ©duire ce temps de trajet. De quoi minimiser le temps d’exposition des astronautes au rayonnement cosmique.

Il est encore trop tôt pour dire quel système de propulsion sera retenu, mais il semblerait que la NASA ait opté pour la propulsion nucléaire thermique.

L’idĂ©e consiste ici Ă  chauffer de l’hydrogène liquide Ă  très haute tempĂ©rature par le biais d’un rĂ©acteur nuclĂ©aire. La matière est ensuite Ă©jectĂ©e par l’arrière de la fusĂ©e (via une tuyère) dans le but de crĂ©er une poussĂ©e. DiffĂ©rentes configurations ont dĂ©jĂ  Ă©tĂ© proposĂ©es depuis le dĂ©but de l’ère spatiale, mais pour l’heure, aucune fusĂ©e utilisant ce type de propulsion n’a encore rĂ©ussi Ă  voler.

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Illustration d’un vaisseau spatial avec un système de propulsion nuclĂ©aire. CrĂ©dits : NASA

Un bouclier thermique gonflable pour poser les astronautes

Le plus gros rover jamais dĂ©posĂ© sur Mars a la taille d’une petite voiture. En revanche, si nous voulons faite atterrir des astronautes en surface, il va falloir penser plus grand, et donc plus lourd. Le bouclier thermique gonflable est l’une des solutions imaginĂ©es par la NASA pour faire entrer ce type de charge. Une fois dilatĂ© et gonflĂ©, ce bouclier permettrait d’entrer et de traverser l’atmosphère martienne pour dĂ©barquer des cargaisons et des astronautes en toute sĂ©curitĂ©.

La technologie n’est pas encore prĂªte, mais les ingĂ©nieurs de la NASA travaillent dessus depuis quelques annĂ©es dĂ©jĂ . Il est d’ailleurs prĂ©vu qu’un prototype de 6 mètres de diamètre soit prochainement dĂ©ployĂ© au-dessus de l’atmosphère terrestre.

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Une illustration par le dessinateur Manchu de la rentrée d’un véhicule habité lourd équipé d’un bouclier gonflable dans l’atmosphère martienne. Crédits : Manchu/APM

Les combinaisons spatiales

Elles sont essentielles. VĂ©ritables vaisseaux spatiaux personnalisĂ©s, les combinaisons actuellement dĂ©veloppĂ©es dans le cadre des prochaines missions lunaires – plus sĂ»res, efficaces et plus confortables que les prĂ©cĂ©dentes – seront sensiblement les mĂªmes que celles dĂ©ployĂ©es ensuite sur Mars.

La NASA prĂ©voit en revanche plusieurs mises Ă  niveau, principalement pour lutter contre le stress thermique. Ces futures combinaisons devront en effet pouvoir tenir les astronautes au chaud pendant l’hiver martien, et Ă©viter la surchauffe en Ă©tĂ©.

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La combinaison spatiale de nouvelle génération de la NASA, conçue pour donner aux astronautes plus de mobilité sur la Lune et sur Mars. Crédits : NASA

Habitat itinérant

Dans le but de rĂ©duire les quantitĂ©s de charge utile, la NASA, du moins au dĂ©part, va privilĂ©gier le « deux en un ». L’agence prĂ©voit en effet de faire Ă©voluer ses astronautes dans une sorte de « camping-car » de l’espace. Autrement dit, dans un habitat pressurisĂ© montĂ© sur roues et capable de se dĂ©placer au besoin.

Ă€ l’intĂ©rieur, les astronautes auront ce dont ils ont besoin pour vivre et travailler pendant des semaines. Ils pourront Ă©galement piloter l’engin dans des vĂªtements confortables sur des dizaines de kilomètres. En cas de besoin, ils pourront Ă©galement enfiler leurs combinaisons spatiales pour sortir du rover et collecter des Ă©chantillons, ou mener des expĂ©riences scientifiques.

La NASA a dĂ©jĂ  effectuĂ© plusieurs tests sur Terre pour Ă©clairer le dĂ©veloppement d’une telle « maison mobile » pour les futures missions lunaires. Le retour des astronautes du programme Artemis Ă©voluant dans ce futur rover pressurisĂ© sera Ă©videmment pris en considĂ©ration dans le but d’amĂ©liorer la technologie.

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Illustration d’un rover pressurisĂ© sur Mars. CrĂ©dits : NASA

Le problème de l’Ă©nergie

Sur place, les astronautes auront besoin d’une alimentation Ă©lectrique fiable pour explorer la planète. Le système devra Ăªtre lĂ©ger et capable de fonctionner quel que soit son emplacement ou la mĂ©tĂ©o sur la planète rouge. Et ce ne sera pas une mince affaire. Pour rappel, Mars est en effet sujette aux tempĂªtes de poussière qui, parfois, peuvent durer des mois.

C’est pourquoi la NASA semble privilĂ©gier la fission nuclĂ©aire, plutĂ´t que l’Ă©nergie solaire. La technologie, dĂ©jĂ  testĂ©e sur Terre, a dĂ©montrĂ© qu’elle pouvait Ăªtre sĂ»re et efficace pour permettre des missions de surface de longue durĂ©e.

La NASA prĂ©voit toutefois d’utiliser en premier lieu ce type de système d’alimentation par fission sur la Lune. Dès lors, elle pourra pleinement l’envisager sur Mars.

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illustration d’un concept de système d’alimentation par fission nuclĂ©aire sur Mars. CrĂ©dits : NASA

Communication laser

Les astronautes martiens pourront s’appuyer sur des lasers pour rester en contact avec les opĂ©rateurs terrestres. Ce type de système promet en effet d’envoyer de grandes quantitĂ©s d’informations et de donnĂ©es en un temps relativement court, contrairement aux diffĂ©rents systèmes radio.

Nous pourrions alors communiquer avec les astronautes quasiment en temps réel, et profiter de flux vidéo en haute définition.

La NASA a dĂ©jĂ  prouvĂ© la viabilitĂ© de ces communications laser avec une dĂ©monstration faite depuis l’orbite lunaire en 2013. L’agence travaille aujourd’hui Ă  peaufiner la technologie. Il est normalement prĂ©vu de faire plusieurs tests depuis la Station Spatiale Internationale (ISS) et dans le cadre des missions Artemis.

Enfin, il est prĂ©vu qu’une charge utile s’aventure prochainement dans l’espace lointain pour tester la technologie Ă  des millions de kilomètres de la Terre.

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Illustration d’un vaisseau utilisant des communications laser pour relayer des donnĂ©es de Mars Ă  la Terre.
Crédits : Goddard Space Flight Center de la NASA