L'humanité doit surmonter de nombreux obstacles avant que tout voyage de retour puisse commencer Mars. Il y a deux acteurs principaux NASA і SpaceX, qui travaillent en étroite collaboration sur des missions vers la Station spatiale internationale, mais ont des idées divergentes sur ce à quoi ressemblerait une mission avec équipage vers Mars.
Questions de taille
Le plus gros problème (ou limitation) est la masse de charge utile (vaisseau spatial, personnes, carburant, fournitures, etc.) nécessaire pour le voyage. La masse de la charge utile ne représente généralement qu'un petit pourcentage de la masse totale du lanceur. Par exemple, la fusée Saturn V qui a lancé Apollo 11 sur la Lune pesait 3000 140 tonnes. Mais il ne pouvait lancer que 5 tonnes (50% de la masse de lancement initiale) en orbite terrestre basse et 2 tonnes (moins de XNUMX% de la masse de lancement initiale) vers la Lune.
La masse limite la taille d'un vaisseau spatial sur Mars et ses capacités dans l'espace. Chaque manœuvre nécessite la dépense de carburant pour allumer les moteurs de fusée, et ce carburant doit maintenant être livré dans l'espace par des engins spatiaux.
Le plan de SpaceX pour son vaisseau spatial avec équipage est de faire le plein dans l'espace avec un camion-citerne lancé séparément. Cela signifie qu'il sera possible de mettre beaucoup plus de carburant en orbite qu'en un seul lancement.
Le temps compte
Un autre problème étroitement lié au carburant est le temps. Les missions qui envoient des engins spatiaux sans équipage vers les planètes extérieures suivent souvent des trajectoires complexes autour du Soleil. Ils utilisent des manœuvres dites de gravité pour voler efficacement autour de différentes planètes et gagner suffisamment d'élan pour atteindre leur objectif.
Cela permet d'économiser beaucoup de carburant, mais peut faire que ces missions prennent des années. Il est clair que c'est inacceptable. La Terre et Mars ont toutes deux des orbites (presque) circulaires, et une manœuvre connue sous le nom de Transition de Hohman, est le moyen le plus économique de voyager entre les deux planètes. En fait, si nous n'entrons pas dans les détails, le vaisseau spatial effectue un seul vol le long d'une orbite elliptique de transition d'une planète à une autre.
Le transit de Hohmann entre la Terre et Mars prend environ 259 jours (huit à neuf mois) et n'est possible que tous les deux ans environ en raison de la différence des orbites autour du Soleil de la Terre et de Mars. Un vaisseau spatial peut atteindre Mars en moins de temps (SpaceX dit six mois), mais, vous l'aurez deviné, il nécessitera plus de carburant.
Atterrissage en toute sécurité
Supposons que notre vaisseau spatial et son équipage se retrouvent sur Mars. La tâche suivante est l'atterrissage. Un vaisseau spatial entrant dans l'atmosphère terrestre peut utiliser la traînée générée par l'interaction avec l'atmosphère pour ralentir. Cela permet à l'appareil d'atterrir en toute sécurité sur la surface de la Terre (à condition qu'il puisse supporter le chauffage approprié). Mais l'atmosphère sur Mars est environ 100 fois plus fine que celle de la Terre. Cela signifie moins de potentiel de traînée, ce qui rend impossible d'atterrir en toute sécurité sans aucune assistance.
Certaines missions ont atterri sur des airbags (comme la mission Pathfinder de la NASA), tandis que d'autres ont utilisé des propulseurs (mission Phoenix de la NASA). Ce dernier, encore une fois, nécessite plus de carburant.
Vie sur Mars
Une journée martienne dure 24 heures et 37 minutes, mais c'est là que s'arrêtent les similitudes avec la Terre. L'atmosphère mince de Mars signifie qu'elle ne peut pas retenir la chaleur aussi bien que la Terre, de sorte que la vie sur Mars se caractérise par de grandes variations de température jour/nuit. Mars a une température maximale de 30℃, ce qui semble plutôt agréable, mais sa température minimale est de -140℃ et la température moyenne est de -63℃. La température hivernale moyenne au pôle sud de la Terre est d'environ -49℃. Nous devons donc être très prudents quant au choix de l'endroit où vivre sur Mars et de ce qu'il faut faire de la température la nuit.
La gravité sur Mars est de 38% celle de la Terre (vous vous sentirez donc plus léger), mais l'air est principalement composé de carbone (CO₂) avec quelques pour cent d'azote, il est donc complètement irrespirable. Nous devrons construire un endroit climatisé pour y vivre. SpaceX prévoit plusieurs vols de fret avant le lancement, y compris des installations d'infrastructure critiques telles que des serres, des panneaux solaires et – vous l'avez deviné – une installation de production air-carburant pour le retour de la mission sur Terre.
La vie sur Mars est possible, et plusieurs tests de simulation ont déjà été menés sur Terre pour voir comment les humains feraient face à une telle existence.
Vous pouvez lire à ce sujet ici: Les géologues modélisent les conditions du sol martien pour planter Mars dans le futur
Retour sur Terre
La dernière tâche consiste à commencer le voyage de retour et à ramener les gens sur Terre en toute sécurité. Apollo 11 est entré dans l'atmosphère terrestre à une vitesse d'environ 40000 47 km/h, ce qui est légèrement inférieur à la vitesse requise pour quitter l'orbite terrestre. Les engins spatiaux revenant de Mars auront des vitesses d'entrée dans l'atmosphère comprises entre 000 54 km/h et 000 XNUMX km/h, selon l'orbite qu'ils utilisent pour arriver sur Terre.
Ils pourraient ralentir en orbite terrestre basse à environ 28 800 km/h avant de rentrer dans notre atmosphère, mais, vous l'avez deviné, ils auraient besoin de carburant supplémentaire pour le faire. Mais ils ne pourront pas non plus simplement pénétrer dans l'atmosphère. Nous devons juste nous assurer de ne pas tuer les astronautes en les surchargeant ou de les brûler en les surchauffant.
Ce ne sont là que quelques-uns des défis auxquels est confrontée une mission vers Mars, et toutes les briques technologiques pour y parvenir sont déjà en place. Nous avons juste besoin de dépenser du temps et de l'argent et de tout mettre ensemble.
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