Bonjour ! Battons le fer tant qu’il est chaud : cette semaine, on va encore parler de Mars, dans un billet assez complémentaire des deux précédents déjà consacrés à ce sujet décidément très en vogue (ici et ).

C’est ainsi : la NASA a profité de l’effervescence autour de la découverte d’eau liquide sur la planète rouge et du film The Martian (Seul sur Mars en français) pour rendre public son « plan » concernant l’exploration de Mars dans les prochaines décennies. Le document, titré « Journey To Mars : Pioneering Next Steps in Space Exploration », décrit dans les grandes lignes le « voyage vers Mars » entrepris par la NASA. Même s’il a d’emblée été critiqué en raison de l’absence de réelles précisions, il vaut tout de même la peine que l’on se penche un peu dessus : après tout, c’est déjà un début.

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Les étapes du plan sont en fait au nombre de trois : « Earth Reliant », « Proving Ground » et « Earth Independent ». Comme c’est un peu nébuleux, elles sont résumées ci-dessous.

  • Earth Reliant : cette étape se déroule en ce moment même et concerne la recherche et les opérations à bord de la Station spatiale internationale (ISS), à quelques heures de la Terre, qui devrait fonctionner au moins jusque 2024. Cela comprend aussi le développement du transport commercial de marchandises et d’astronautes jusqu’à l’ISS : on en parle souvent ici, il s’agit par exemple des opérations menées par les capsules de SpaceX et d’Orbital ATK. En laissant des sociétés privées s’occuper de ces tâches, la NASA souhaite libérer des ressources pour se concentrer sur des opérations plus complexes, à savoir des opérations dans l’espace lointain dont il est question ci-après.
  • Proving Ground : comme son nom l’indique, il s’agit du « terrain d’essai » du programme, là où les choses sérieuses commencent vraiment. Il s’agit en effet d’opérations se déroulant à plusieurs jours de la Terre, et plus précisément dans l’espace cis-lunaire (dans les environs de la Lune, en gros). Cela comprend une série de missions nommées Exploration Missions (on en a déjà parlé : la première, inoccupée, prendra place en 2018, et la seconde en 2023), mais aussi l’Asteroid Redirect Mission (ARM), controversée, qui se déroulera en deux étapes : d’abord, en 2020, la capture d’un morceau d’astéroïde par un robot qui l’amènera dans les environs de la Lune, puis la visite de ce morceau par des humains dans les années qui suivront. Pour ce faire, la NASA développe le Space Launch System (qui sera décliné en trois versions, visibles ci-dessous) et la capsule spatiale Orion. De plus, elle met au point un système de propulsion électrique solaire à haute puissance (Solar Electric PropulsionSEP). Aussi appelé moteur ionique, ce type de propulsion a déjà été testé par la NASA (par exemple à l’occasion de la mission Dawn), mais aussi par l’agence spatiale européenne (la sonde lunaire SMART-1). Par rapport à l’énergie chimique, la poussée produite par ce type de moteur est faible mais très efficace et peut durer des années, permettant ainsi de transporter plus de masse avec moins d’énergie. La mise au point d’un moteur ionique à haute puissance permettrait à la NASA d’expédier du matériel ou des vivres vers une destination donnée (au hasard : l’orbite martienne) des mois ou des années avant l’arrivée d’un équipage, et l’un des objectifs premiers de l’Asteroid Redirect Mission est précisément de tester ce système. Pour certains, toutefois, déplacer un astéroïde n’apporterait rien à la mise au point du SEP et il serait plus efficace de tester ce mode de propulsion directement vers l’orbite martienne, d’où la controverse entourant cette mission. En vrac, cette phase suppose aussi un tas de trucs compliqués comme la conception d’habitats de longue durée pour l’espace lointain (à savoir des infrastructures fiables, capables de maintenir un équipage en bonne santé dans un environnement hostile pendant des années), ou encore l’entraînement à des opérations délicates telles que le rendez-vous spatial. Le tout en minimisant autant que possible les besoins en ravitaillement, bien sûr.
Schéma des trois versions du Space Launch System. C'est le Block 1 qui sera testé en 2018.
Schéma des trois versions du Space Launch System. C’est le Block 1 qui sera testé en 2018.
  • Earth Independent : l’objectif final des deux premières phrases est de permettre aux futurs astronautes de travailler pendant des mois, voire des années, dans des situations où un retour rapide vers la Terre est inenvisageable. A long terme, la NASA va même plus loin : son but n’est pas simplement de visiter Mars, mais d’y rester. Cela suppose entre autres la conception d’habitats, de véhicules, de systèmes permettant la récolte de ressources sur place (de quoi fabriquer du carburant, de l’oxygène, de l’eau…), ou encore de systèmes de communication performants. La NASA compte d’ailleurs sur les actuelles et futures missions robotiques pour nourrir sa réflexion et travailler sur ces questions (le rover Mars 2020, par exemple, qui transportera un instrument capable de fabriquer de l’oxygène à partir de l’atmosphère martienne).

Ce document récapitule également les décisions prises ou encore à prendre pour mener à bien ce programme, que l’on peut bien qualifier de titanesque. Là encore, le tableau est divisé en trois parties :

  • Les décisions déjà prises : continuer à utiliser l’ISS au moins jusque 2024, construire un lanceur lourd évolutif (il s’agit des trois versions du SLS), préciser le déroulement de l’Asteroid Redirect Mission (c’est fait, on en parlait ici), et pré-déployer du matériel et des infrastructures via des missions séparées (ce qui signifie que du matériel et des vivres attendront sagement en orbite martienne que le premier équipage arrive).
  • Décisions à prendre dans les prochaines années : développer une combinaison pour les activités extravéhiculaires (EVA) et des habitats spatiaux, sélectionner des systèmes de transport pour l’espace lointain, choisir les futures missions robotiques vers et sur Mars (rien n’est pour l’instant décidé après Mars 2020) et définir les futures Exploration Missions.
  • Décisions à prendre durant la prochaine décennie : sélectionner les missions humaines vers ou sur Mars, ou encore concevoir des habitats martiens et de quoi générer de l’énergie à la surface.
Joli récapitulatif des missions robotiques martiennes de la NASA.
Joli récapitulatif des missions robotiques martiennes de la NASA ou soutenues par la NASA jusque 2020.

En fait, on peut rapprocher ce document de celui dévoilé un peu plus tôt par la Planetary Society et nommé Humans Orbiting Mars. On en avait déjà parlé en avril mais aussi beaucoup plus récemment : il s’agit d’un document (conçu lors d’un séminaire réunissant tout un tas de personnalités liées au spatial) chargé de convaincre les décideurs politiques qu’envoyer des astronautes vers Mars avant la fin de la décennie 2030 est faisable, à condition de passer d’abord par des missions humaines en orbite martienne. Le groupe de pression part du principe qu’un « moment Kennedy » tel que celui qui a permis le programme Apollo ne surviendra plus. Dans les années soixantes, le budget de la NASA avait atteint plus de 4% du budget fédéral : par comparaison, aujourd’hui il tourne autour de 0,5%. Du coup, il faut faire avec les moyens du bord, et cela suppose pour commencer le respect des contraintes budgétaires actuelles de la NASA. Se voulant réaliste, le plan se base sur l’utilisation de technologies existantes ou en cours de conception (le SLS, Orion et la propulsion électrique solaire, par exemple). Plus généralement, ses auteurs insistent sur la nécessité de mettre au point une stratégie claire à même de convaincre les acteurs politiques, industriels, scientifiques et internationaux de la solidité du programme, et ainsi lui fournir une indispensable stabilité à long terme. D’ailleurs, c’est surtout en ce sens que le « Journey to Mars » de la NASA est critiqué : en effet, il ne propose « ni budget, ni calendrier, ni dates limites » (critique formulée par un député républicain en sous-commission consacrée à la question). Pour Jason Davis, de la Planetary Society, ce document n’est pourtant pas sans mérite : s’il manque de détails et ne contient finalement pas grand-chose de neuf, il rassemble enfin tout ce la NASA à pu dire à propos de l’exploration martienne depuis des années, ce qui n’est finalement pas si mal.

Voilà ! On va se quitter avec Cassini (que ferait-on sans elle ?) qui a survolé cette semaine Encelade, fascinante lune de Saturne qui, on le pense, abrite un océan liquide global sous sa croûte de glace. Et le meilleur reste encore à venir : le 28 octobre, elle la survolera à une altitude de 49 kilomètres et étudiera les panaches de matière détectés pour la première fois il y a dix ans près de son pôle sud, ce qui devrait permettre d’en savoir plus sur la composition de son océan.

Le pôle nord d'Encelade. Plutôt chaotique, si vous voulez mon avis. Crédits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Le pôle nord d’Encelade. Plutôt chaotique, si vous voulez mon avis. Crédits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute