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Objectif Mars

Amener des êtres humains sur Mars est une entreprise fort complexe. Il faut non seulement disposer d’un véhicule capable de les y emmener, mais aussi d’assurer la survie de l’équipage pendant toute la durée de l’expédition, entre 18 mois et 3 ans, et encore de les rapatrier sur Terre sains et saufs.

 

A la différence d’une station orbitale, il sera impossible de ravitailler le vaisseau spatial pendant le voyage, les moteurs et les hommes devront disposer de suffisamment de carburant pour faire l’aller-retour de manière parfaitement autonome. En comparaison, Christophe Colomb et ses caravelles disposaient de toute l’énergie requise pour la traversée grâce au vent, mais ils ont quand même souffert de la lenteur de la progression lorsqu’ils ont eu a affronter la zone de calme que nous connaissons sous le nom de pot au noir et les réserves se trouvaient presque totalement épuisées lorsqu’ils ont touché terre, malgré l’escale qu’ils avaient effectué aux Canaries; leur retour en Europe n’a été possible qu’après qu’ils aient fait le plein de vivres et d’eau douce dans les îles des Caraïbes.

 

Tous les projets d’aventure martienne s’inspirent plus ou moins de l’exemple de l’illustre navigateur. Tout d’abord, il est admis que le vaisseau ne partira pas directement de la Terre, mais qu’il devra faire escale en orbite avant son départ pour la planète rouge. En effet, l’étape la plus coûteuse en énergie est celle qui consiste à libérer la masse de l’engin de l’attraction terrestre et nous ne disposons pas d’autre moyen que les fusées que nous connaissons pour ce faire. Comme il est exclus que nous puissions nous satisfaire d’un espace aussi exigu que celui qu’offraient les modules Apollo pour remplir une mission d’une telle durée, entassés les uns sur les autres, les passagers deviendraient vite fous, il faudrait un lanceur de taille démesurée si nous voulions propulser une structure qui permette de rallier Mars d’une seule traite. Le poids du carburant qui ampute d’autant la charge utile embarquée rend cette option totalement irréalisable pour l’instant. Elle deviendrait certainement envisageable si nous disposions d’un moteur fonctionnant à l’antimatière, mais il n’est que pure fiction dans l’état actuel de nos connaissances scientifiques et techniques. Ce carburant devra probablement être lui même fabriqué dans l’espace vu sa dangerosité. Quelques milligrammes suffisent pour faire le voyage jusqu’à Mars. Cela donne une idée de la quantité phénoménale d’énergie libérée lorsque de l’antimatière rencontre la matière ordinaire.

Il faut donc plus imaginer que notre véhicule interplanétaire ressemblera plus à une station spatiale qu’aux capsules utilisées naguère. J’en veux pour preuve la NASA qui projette de reconvertir le module Tranquility de la Station Spatiale Internationale en vaisseau habité pour aller explorer un astéroïde à partir du moment où la fin de vie de la station correspond avec la date prévue pour la réalisation de ce nouvel objectif qui a été annoncé par Barack Obama au printemps 2010.

 

Et quelle est la caractéristique la plus visible des stations spatiales? Les panneaux solaires qui leur donnent un faux air de voilier futuriste. A terme, il deviendra d’ailleurs possible d’utiliser la lumière émise par le soleil comme du vent, de ses servir de la pression des photons à la place de celle de l’air pour déplacer des objets dans l’espace à moindre frais. En mai 2010, le Japon a lancé la mission Ikaros pour tester cette technologie. La voile carrée de 20m de côté et d’une épaisseur de 0,0075mm s’est déployée avec succès en juin et a depuis démontré sa capacité à diriger l’engin. Le lancement d’une sonde disposant d’une voile de 50m est d’ores et déjà prévu.

 

Il existe encore d’autres dispositifs expérimentaux qui se servent de la lumière pour propulser de petits objets, mais ils l’utilisent sous forme de laser pulsé, ce qui aurait pour avantage de ne pas avoir à transporter les moteurs qui fournissent la poussée et de les rendre réutilisables, mais pour inconvénient d’avoir à subir des à coups incessants au lieu d’une accélération linéaire, ce qui doit être fort désagréable pour un humain; il faudra peut être réserver ce mode de déplacement aux machines.

 

Pour ce qui est d’une voile solaire proprement dite, nous manquons encore du matériau assez solide, assez léger et assez fin qui pour tisser des toiles à la taille requise. En effet, une surface de 120 000 mètres carrés (soit un carré de 346m de côté) est nécessaire pour accélérer un objet d’un kilogramme d’un mètre par seconde par seconde (1msֿ²), voile comprise; les nanotubes de carbone sont les meilleurs candidats pour leur réalisation, mais la technique de fabrication pour qu’ils aient une longueur suffisante n’est pas tout à fait au point et leur coût est encore exorbitant.

 

Le manque de puissance des voiles solaires ne nous permettra sûrement pas de les utiliser pour déplacer des équipages humains d’une planète à l’autre, ce mode de propulsion lent devra être réservé au fret, par conséquent nous devrons nous contenter d’utiliser l’énergie solaire comme nous savons déjà le faire, c’est à dire de la transformer en électricité. La voile solaire pourrait alors trouver toute son utilité dans ce contexte, non pas en tant que moteur, mais en tant que support pour des cellules photovoltaïques souples, comme c’est le cas d’Ikaros, ou alors comme miroir géant qui servirait à concentrer la lumière sur des panneaux solaires, ce qui augmenterait considérablement la puissance de ces derniers, l’énergie fournie par les photons diminuant en fonction du carré de la distance au soleil. Dans ces conditions, elles pourraient aider à alimenter un moteur actuellement en service qui se satisfait de peu de carburant et qui utilise l’électricité comme source d’énergie: le moteur ionique.

 

Il a été testé avec succès en 1998 par la sonde Deep Space 1. La particularité de cette mission est qu’elle n’avait d’autre raison d’être que de tester de nouvelles technologies, essentiellement notre fameux moteur ionique alimenté par des panneaux solaires également révolutionnaires, mais aussi un système de navigation très évolué, « autonav » qui permet au système de prendre ses décisions lui-même et non plus de se contenter d’attendre et d’exécuter les ordres venus d’un opérateur humain situé à une distance ou le décalage entre l’émission et la réception des informations peut s’avérer fatale, il est de vingt minutes au minimum dans le cas de Mars. Il aurait peut être permis d’éviter la perte de la sonde Climate Orbiter qui s’est écrasée sur le sol martien suite à la confusion d’un ingénieur de la NASA entre les unités anglo-saxonnes et le système métrique. La sonde emportait aussi deux modules scientifiques innovants, PEPE (Plasma Experiment for Planetary Exploration) et MICAS (Miniature Integrated Camera And Spectrometer) dont la caméra s’est avérée très utile pour pallier une panne d’une partie des instruments d‘autonav.

 

La combinaison de ces deux dispositifs constitue le premier pas vers une conception biologique des machines. En effet, la voile solaire génératrice d’énergie tend à vouloir imiter la fonction que remplit la chlorophylle dans les végétaux et autonav n’est rien de moins qu’une ébauche de système nerveux. Les Etats-Unis et surtout le Japon semblent résolument décidés à suivre cette voie. La Chine et l’Inde qui ont tout deux pour ambition de se rendre sur la Lune ne tarderont certainement pas à leur emboiter le pas, seule l’Europe n’a pas l’air de comprendre l’importance de l’enjeu. A quoi sert-il de sauver le système bancaire à grands renforts de centaines de milliards d’Euros si ce n’est pas pour financer des projets qui garantiront la production de technologies innovantes à haute valeur ajoutée, dans le but de persuader les marchés que nous seront capables de rembourser la dette à l’avenir? L’absence d’une politique européenne cohérente est un énorme handicap pour le continent qui risque de devenir uniquement une destination de voyage pour les touristes fortunés des pays émergents qui voudront découvrir les charmes de l’ancien monde, comme nous allons en Egypte ou en Grèce pour nous imprégner de l’atmosphère de l’antquité.

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  1. Aucun commentaire pour l’instant.
  1. 30/01/2011 à 15:27

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