Reference Mission

Reference Mission est l'un des derniers projets de la NASA. C'est peut être aussi l'un des plus ambitieux. Car son objectif est de taille : il consiste à envoyer trois équipages de six personnes sur la planète rouge (note : les dates données ici ne le sont qu'à titre indicatif, Reference Mission n'étant actuellement planifiée par aucune agence spatiale).

Déroulement de la mission

La mission proprement dite commence en fait en 2037, avec l'envoi sur Mars de trois vols cargo destinés à mettre en place l'infrastructure pour que les premiers humains puissent travailler et survivre sur la planète rouge et accessoirement revenir vivant sur Terre. Le premier vol comprend l'envoi d'un véhicule de retour terrestre (Earth Return Vehicle ou ERV). L'ERV se compose d'une capsule de rentrée atmosphérique, d'un module de propulsion et d'un module habitable qui sera occupé par l'équipage lors du retour sur Terre. Il sera placé en orbite basse autour de Mars et attendra ainsi 4 ans avant de servir pour le retour sur Terre du premier équipage en 2011.

Le deuxième vol a pour but d'envoyer un véhicule de remontée (Mars Ascend Vehicle ou MAV), qui permettra de rejoindre l'ERV en orbite au moment du départ. Ce module comprend un réacteur nucléaire de 160 kW qui sera déployé à 1 km du site, une usine chimique qui devra produire du méthane et de l'oxygène à partir de l'atmosphère martienne et une petite capsule dans laquelle prendra place l'équipage. L'oxygène et le méthane serviront à alimenter les moteurs de type RL10 (identiques à ceux des fusées Atlas et Titan) du MAV .

Le troisième lancement va permettre d'envoyer le module d'habitation/laboratoire en forme de canette de bière, ainsi que des réserves et des équipements non périssables. Ce troisième vol déposera également à la surface de Mars un second réacteur nucléaire de secours et un ou deux rovers d'exploration.

Des Hommes sur Mars !

Le premier équipage comptera six hommes et partira vers Mars à l'automne 2039. Les astronautes voyageront dans un module de transit (en fait un module d'habitation/laboratoire identique à celui déposé en 2037) propulsé par un moteur nucléaire. Pour les missions habitées, le voyage durera six mois et quatre propulseurs seront utilisés (contre trois pour les vols cargos dont le voyage durera 11 mois). L'équipage arrivera en 2010 et aura doublé lors de son voyage deux autres vols cargos lancés en 2039 sur une trajectoire lente (un MAV et un ERV).

Les premiers humains à toucher la surface de Mars auront donc à leur disposition deux centrales nucléaires (dont une de secours), le module d'habitation qui a servi au voyage et le module d'habitation/laboratoire déjà présent sur place. Les deux modules d'habitations seront connectés entre eux. Ils disposeront aussi de minirovers automatiques du type Pathfinder, de rovers non pressurisé pour les expéditions courtes et de rovers pressurisés pour les longues.

La mission durera approximativement une année et demie et elle comprendra plusieurs étapes : préparation et vérification des infrastructures et des équipements, exploration de la zone d'atterrissage dans un rayon de 10 km, analyse des résultats, excursions de longue durée (jusqu'à 100 jours) dans un rayon de 500 km avec le rover pressurisé, le tout entrecoupé de semaines de repos. La journée comprendra 8 heures de sommeil, 6 heures d'activité personnelle et 10 heures de travail. L'envoi d'un deuxième équipage ne surviendrait que dans une troisième opportunité de lancement.

Les problèmes techniques

Le principal problème de cette extraordinaire aventure humaine, c'est que les nombreuses technologies qui vont devoir être mises en œuvre n'existent pas encore. Le lanceur par exemple, devra pouvoir mettre en orbite plus de 200 tonnes, soit le double de la capacité de la plus puissante fusée existante à l'heure actuelle, le lanceur Russe Energia. Il faudra aussi développer le moteur nucléaire thermique du module de croisière. Il n'est pas sûr que l'opinion publique accepte facilement l'utilisation du nucléaire comme moyen de propulsion pour une fusée spatiale, ou l'emploi de réacteurs nucléaires pour l'alimentation en énergie de la base martienne (le petit générateur électrique au plutonium de la sonde Cassini-Huygens a donné naissance à des manifestations devant cap Canaveral). D'autant plus qu'il faudra procéder à des essais, et que le niveau zéro de rejets radioactifs sera très difficile à atteindre, à moins de dépenser une fortune.

L'usine chimique qui produira à partir de l'atmosphère de Mars le carburant pour la phase de retour (oxygène et méthane) doit aussi être mise au point. Des prototypes ont déjà été construits et ils ont donné des résultats satisfaisants sur Terre, mais il faudra s'assurer de leur bon fonctionnement sur Mars (voir l'expérience MIP de la mission Mars Surveyor 2001). Il sera également nécessaire de procéder à des remplissages de réservoirs sur Mars, une opération qui sur Terre exige des moyens sophistiqués.

Enfin, la mise au point de l'équipement et du matériel permettant la survie et l'autonomie de six hommes pendant plusieurs années (utilisation de ressources martiennes, recyclage des déchets, contrôle thermique) reste à faire.

Lanceur lourd

Le lanceur de la mission de référence de la NASA devra être particulièrement imposant pour permettre la mise en orbite de 200 à 225 tonnes en orbite basse et l'envoi de 65 tonnes sur Mars. Le troisième étage sera sans doute doté d'un moteur nucléaire (Crédit photo : droits réservés).

Fabrication de carburant

Le MAV (Mars Ascend Vehicle) comprend un réacteur nucléaire, une usine chimique de fabrication d'oxygène et de méthane à partir de l'atmosphère (on aperçoit les réservoirs de stockage) et une petite capsule (en haut) pour le retour sur Terre (Crédit photo : droits réservés).

Atterrissage du module d'habitation

Atterrissage du module d'habitation. Les premiers êtres humains qui fouleront le sol de la planète rouge se trouvent à bord. Nous sommes en 2010 (Crédit photo : droits réservés).

Module d'habitation et module laboratoire

Le module d'habitation et le module d'habitation/laboratoire posséderont les mêmes dimensions et seront arrimés entre eux. Au premier plan, on aperçoit un véhicule d'exploration pressurisé (Crédit photo : droits réservés).

 

Décollage de Mars

Retour sur Terre : avant de décoller, tous les systèmes ont été mis en mode automatique. Puis la capsule du MAV (dont les moteurs consomment le méthane et l'oxygène fabriqués in situ) décolle avec une vitesse de 5,0 km/s pour échapper à l'attraction martienne (Crédit photo : droits réservés).

Accostage avec l'ERV

L'équipage regagne l'ERV qui attend depuis 4 ans en orbite martienne. Les astronautes prennent ensuite place dans l'ERTH (Earth Return Transit Habitat), véritable réplique du module d'habitation, mais sous gravité zéro. Propulsé par les moteurs du Trans Earth Injector, le vaisseau commence alors son voyage vers la Terre. Le voyage durera de quatre à six mois (Crédit photo : droits réservés).

Atterrissage sur Terre

La rentrée atmosphérique aura lieu dans une petite capsule (Crédit photo : droits réservés).

 

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