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Scénario de Mars Direct Janvier 2014/Avril 2016

Dossier - Mars Direct : scénario d'un voyage vers Mars
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On peut atteindre la planète rouge en seulement une décennie avec des engins relativement petits, lancés directement vers Mars avec des fusées de même technologie que celles qui ont envoyé l'homme sur la Lune il y a 40 ans. Pour réussir, il faut voyager léger et utiliser au maximum les ressources de l'endroit que l'on explore. Découvrez le scénario Mars Direct.

  
DossiersMars Direct : scénario d'un voyage vers Mars
 
  • Janvier 2014 :

Le nouveau lanceur « Ares », réalisé à partir d'éléments existants, se dresse sur le pas de tir à Cape Canaveral. La fusée rappelle un peu la vieille Saturne V qui a permis à l'homme d'aller sur la Lune. « Ares » a environ la même capacité de mise en orbite, mais profite des progrès technologiques de ces 20 dernières années. Les 4 moteurs principaux et les 2 boosters sont directement issus de la navette spatiale.

Ares 1. Crédits : The Mars Society

Mise à feu des moteurs. « Ares 1 », en s'arrachant avec fracas dans un immense jeu de feu et de fumée, donne le signal de départ d'une nouvelle ère spatiale. Loin au dessus de l'atmosphère, l'allumage du moteur à hydrogène et oxygène liquide de l'étage supérieur expédie vers Mars les 45 tonnes du véhicule de retour sur Terre (ERV= Earth Return Vehicule). Cette première mission est inhabitée.
Ce premier module comporte également un petit générateur électronucléaire monté sur un rover, une centrale chimique de production de carburant à partir de l'atmosphère martienne, et quelques petits rovers scientifiques. La cabine de l'ERV est équipée de tout ce qui est nécessaire à un équipage de 4 membres pour un voyage de 8 mois vers la Terre. Le décollage de Mars et l'élancement vers la Terre consommeront 96 tonnes de méthane et d'oxygène alors que l'ERV n'amènera de Terre que 6 tonnes d'hydrogène liquide nécessaires à la production du carburant sur place.

  • Septembre 2014 :

Voyageant à une vitesse moyenne de 27 km/s, l'ERV atteindra Mars après un voyage de 6 mois. Un freinage aérodynamique mettra le véhicule en orbite martienne. Cette phase de vol sera utilisée pour tester une dernière fois tous les équipements de bord et attendre une météo optimale pour un atterrissage dans les meilleures conditions.

Alors, à l'aube d'une belle journée sans nuage de poussière, avec des ombres au sol bien dessinées et un vent faible, l'entrée dans l'atmosphère sera commandée. L'ERV utilisera à nouveau son bouclier thermique jusqu'à ce que le véhicule atteigne une vitesse subsonique. A ce moment-là des parachutes seront déployés pour freiner la chute. A quelques mètres du sol l'allumage des rétrofusées permettra un atterrissage en douceur sur le sol rouge de Mars. La première mission de l'ERV peut alors commencer : remplir les réservoirs de carburant en utilisant l'air ténu de Mars.

Parachutes de freinage. Crédits : Nasa

Les contrôleurs sur Terre vont tout d'abord installer le générateur électronucléaire à quelques centaines de mètres de l'ERV à l'aide du rover sur lequel il est monté. Ce générateur, d'une puissance de 100 Kilowatt, fournira alors l'énergie au module de production de carburant.

L'air martien est composé de 95% de dioxyde de carbone. En combinant ce dioxyde de carbone avec l'hydrogène amené de la Terre, le module produira du méthane et de l'eau. Cette réaction de "méthanation" est une réaction chimique simple, mise en œuvre dans l'industrie dès 1890. Lorsque l'hydrogène liquide amené de la Terre aura été complètement consommé, une seconde unité de l'installation permettra la séparation de l'eau produite par la "méthanation" en hydrogène et oxygène. L'oxygène sera stocké comme comburant alors que l'hydrogène réalimentera la réaction de "méthanation" pour produire plus de méthane et d'eau.

Afin d'obtenir le rapport idéal oxygène/méthane, une troisième unité extraira l'oxygène du dioxyde de carbone martien. Six mois plus tard, en utilisant la ressource martienne la plus facilement accessible, son air, le module de production de carburant aura transformé les 6 tonnes d'hydrogène liquide en 108 tonnes de méthane et d'oxygène. Cette quantité de carburant sera suffisante pour propulser le véhicule de retour vers la Terre et fournir 12 tonnes de carburant aux véhicules de prospection.

  • Février 2016 :

Treize mois après son lancement, le véhicule de retour, réservoirs pleins, attend son premier équipage. Le deuxième volet de cette première mission consistera à repérer et préparer un terrain propice à l'atterrissage de la mission habitée. Dans ce but plusieurs petits robots équipés de caméras et de sismographes fourniront aux responsables sur Terre les données nécessaires au choix du site. L'endroit retenu sera équipé d'un transpondeur radar qui servira de balise de guidage pour un atterrissage en toute sécurité.

  • Avril 2016 :

Le lanceur « Ares 3 », coiffé d'un vaisseau baptisé « Beagle », en hommage au bateau qui emmena Charles Darwin dans son périple historique, se dresse à Cap Canaveral. Il y a quelques semaines, une fusée « Ares 2 » s'élançait dans le ciel de Floride, emportant sous sa coiffe un ERV de secours similaire à celui « d'Ares 1 ». Alors que « Ares 2 » file dans l'espace vers Mars, une immense foule attend avec impatience le décollage du vaisseau qui emmènera les 4 premiers hommes sur Mars.

La partie principale de "Beagle" est le module d'habitation, qui ressemble à un gros tambour. Constitué de deux ponts de 2,50 m de haut et de 8 m de diamètre, il offre une surface habitable d'environ 100m², et permet l'hébergement confortable un équipage de 4 personnes. Le module est équipé d'un système de support vie qui recycle l'oxygène et l'eau (similaire à celui de la station spatiale ISS) et est approvisionné en nourriture pour un voyage de 3 ans. De grandes quantités de rations de secours déshydratées sont aussi prévues. « Ares 3 » emmènera également un véhicule d'exploration pressurisé, permettant de travailler en manches de chemise, équipé d'un moteur à combustion interne brûlant du méthane et de l'oxygène.

Complètement approvisionné, « Beagle » a une masse de 25 tonnes. L'équipage sera constitué d'un biogéochimiste, d'un géologue/planétologue, d'un ingénieur de vol/pilote, et d'un homme à tout faire. Ce dernier sera le commandant de bord et aura une formation initiale d'ingénieur de vol. Il pourra également administrer des traitements médicaux de base et aura des notions dans les domaines scientifiques poursuivis par la mission.

À bord de "Beagle", l'équipage se prépare au voyage qui les ramènera sur Terre dans 2 ans et demi. Cette durée correspond environ à celle qui était nécessaire aux grands explorateurs des siècles passés pour faire le tour du monde.

Mise à feu et décollage « d'Ares 3 ». Après quelques minutes de vol, séparation et allumage de l'étage supérieur qui propulsera le vaisseau sur sa trajectoire martienne. Quatre hommes sont en route vers Mars.