Sciences

Les projets spatiaux ambitieux de la Nasa

ActualitéClassé sous :vol habité , Orion , Exploration humaine

Dans ses dernières projections à moyen terme, la Nasa prévoit de s'implanter dans le système martien pendant la décennie 2030. Alors que l'agence spatiale avait l'habitude, à chaque projection, de reculer de plusieurs années les missions habitées vers Mars, depuis quelque temps elle s'en tient à la décennie 2030. Pour y parvenir, elle s'appuie sur son futur lanceur lourd en développement et pas du tout sur les entreprises privées.

Orion, le véhicule d'exploration de la Nasa. Après un premier vol d'essai autour de la Terre, un second vol inhabité autour de la Lune est en préparation et sera réalisé en 2018. © Nasa

La Nasa, qui a reçu du président Obama la mission d'explorer un astéroïde et envoyer un équipage vers Mars dans les années 2030, vient de publier un nouveau calendrier de missions jusqu'en 2046. Il prévoit notamment à partir de 2018 un total de 41 vol du SLS (Space launch System), le futur lanceur lourd dont la Nasa a besoin pour ses missions habitées.

Lors de ses premiers vols, il sera configuré pour transporter une charge utile de 77 tonnes, mais à terme, il pourra lancer plus de 130 tonnes, par exemple à destination de la planète Mars. Le SLS sera 10 % plus puissant que la Saturne V des missions Apollo qui, en son temps, fut le lanceur le plus puissant au monde en activité.

La volonté de débarquer des Hommes sur Mars est toujours aussi forte mais cette destination est très compliquée à atteindre... et il est surtout difficile d'en revenir. C'est pourquoi la lune Phobos, avec sa faible gravité, apparaît comme une étape nécessaire avant d'envisager un atterrissage sur Mars. Une mission pourrait avoir lieu dès 2033 dans un scénario envisageant neuf lancements du SLS. Quant aux missions martiennes habitées, les deux premières sont planifiées en 2039 et 2043.

Phobos, un objectif bien plus facile à atteindre et un beau balcon au-dessus de la Planète rouge. © Nasa, université d'Arizona

D'abord la Lune

Ce futur lanceur lourd, dont le développement bat son plein, devrait réaliser un vol d'essai inhabité en 2018 sur une orbite circumlunaire, comprendre un vol en forme de huit autour de la Lune. Quant à la première mission habitée, elle est prévue en 2021 lors d'un vol à destination de la Lune, également sur une orbite circumlunaire. Suivront des lancements du SLS à raison de un par an jusqu'en 2027 pour une série de missions dites cis-lunaires, c'est-à-dire évoluant sur une orbite elliptique autour de la Terre et dont l'apogée se situe au-delà de l'orbite de la Lune.

Pendant cette période, on suivra particulièrement la mission de 2022 qui prévoit d'embarquer un équipage à bord du véhicule Orion auquel on ajoutera le module d'habitation Deep Space Habitat en prévision des missions futures de longues durées vers le système martien ou sur un astéroïde. Autre mission d'intérêt particulier, celle de 2025, qui enverra un équipage à destination de l'astéroïde capturé par la Nasa.

Une série de missions robotiques précéderont les expéditions habitées. En mars 2016 sera lancé l'atterrisseur Insight (pour l'étude sismologique de Mars), mission à laquelle participe le Cnes, et en septembre 2016, la mission de retour d'échantillons d'un astéroïde Osiris-Rex s'élancera à destination de sa cible. En 2020, le jumeau de Curiosity, Elysium, sera lancé. Cette mission a pu voir le jour en raison du retrait de la Nasa du programme ExoMars de l'Agence spatiale européenne. Il sera lancé à l'intérieur d'une fenêtre de tir s'ouvrant en juillet et se fermant en septembre et arrivera sur Mars en mars 2021. Autre lancement très attendu, toujours en 2020, celui de la mission ARRM (Asteroid Redirect robotique Mission) qui consistera à capturer un astéroïde et le ramener à proximité de la Lune. Si elle obtient le financement nécessaire, elle sera lancée en décembre. Enfin, en 2022, la Nasa devrait lancer une mission d'étude d'une ou des deux lunes de Mars.

L’absence remarquée du secteur privé

Seul regret, le secteur privé ne devrait pas prendre part à cette épopée. À l'exception de starts-up qui tenteront d'exploiter commercialement l'astéroïde capturé et de l'utilisation de matériel à des fins de démonstration ou pour amorcer un service commercial (module de Bigelow par exemple), la Nasa se passera de leurs services. C'est d'autant plus surprenant que depuis 2012, l'essor du secteur privé ne se dément pas avec le ravitaillement de la Station spatiale internationale et avec le lancement de satellites sur toutes les orbites. La Nasa qui a poussé à l'émergence de ces sociétés parie sur la complémentarité en les cantonnant à l'orbite basse, que ce soit pour ravitailler la Station ou la rotation des équipages de façon à mieux concentrer ses efforts sur l'exploration de l'espace.

À un milliard de dollars le coût du vol d'un SLS (sans compter la charge utile), la Nasa devra débourser 41 milliards. Certes, avec la fin programmée de l'utilisation de la Station spatiale internationale avant la décennie 2030, la Nasa retrouvera une certaine aisance financière mais elle aurait très bien pu réduire la facture. Comment ? Tout simplement en intégrant dans sa stratégie d'exploration les futurs lanceurs que le secteur privé s'apprête à lancer sur le marché, comme le très gros porteur de SpaceX (Falcon Heavy) et ses lanceurs partiellement réutilisables, ou encore le Vulcan d’ULA, sur lesquels elle aurait pu s'appuyer au lieu de construire son propre système.

Cette stratégie n'est peut-être pas la plus économique mais elle a le mérite de préserver des emplois américains en plus grand nombre que si le secteur privé devait s'arroger des pans entiers du programme d'exploration américain. Un argument auquel les sénateurs qui votent le budget de la Nasa sont très sensibles.

Cela dit, le SLS a sa place dans la gamme des lanceurs de la Nasa. Les vols habités ne sont pas la seule utilité potentielle de ce lanceur lourd. Avec une capacité de plus de 100 tonnes, il pourra lancer une très grande variété de charges utiles, comme de grands observatoires spatiaux ou des sondes d'explorations ambitieuses. Davantage de masse signifie plus de carburant pour des manœuvres, plus d'instruments embarqués et des atterrisseurs plus lourds que ce qui est réalisé aujourd'hui.