IMWU-nlVoici comment nous arriverons à Mars
NouvellesImage principale: Le système de lancement spatial de la NASA constituera un élément essentiel des missions sur Mars. Crédit: NASA / MSFC
Depuis l'aube de la science-fiction, nous sommes fascinés par Mars. Notre voisin planétaire a fait l’objet de certaines des plus grandes histoires spatiales de l’histoire, depuis l’invasion des Martiens dans La Guerre des Mondes jusqu’à l’être humain Le Martien.
Maintenant, après plus d'un siècle de rêves sur la planète rouge, de percées scientifiques et de recherches sur son potentiel d'exploration et de maintien de la vie, nous sommes prêts à partir. Eh bien, presque.
Plus tôt cette année, la NASA a publié un rapport d'avancement sur ses projets d'exploration de l'espace lointain, y compris une mission sur Mars, tandis que le président américain Donald Trump s'est engagé à verser 19,1 milliards de dollars pour aider la NASA à se rendre sur Mars..
Et pour y parvenir, il ne suffit pas de revendiquer Mars et de réaliser nos rêves alimentés par la science-fiction. De nombreux experts estiment que si nous ne commençons pas à chercher d'autres endroits dans notre système solaire pour exploiter les ressources, voire vivre, la race humaine est sur le point d'emprunter.
Ce sentiment d'urgence a été alimenté par des personnalités telles que Elon Musk et Stephen Hawking. Lors d'une conférence de presse en Norvège plus tôt cette année, Hawking a déclaré: “Je crois fermement que nous devrions commencer à chercher d'autres planètes pour une éventuelle habitation […] Nous manquons d'espace sur Terre et nous devons surmonter les limitations techniques qui nous empêchent de vivre ailleurs dans l'univers..”
Pourquoi ne sommes nous pas encore là?
Les missions sur Mars font l'objet de discussions au sein de la communauté scientifique depuis des décennies et la NASA a déjà développé de nombreuses technologies et le savoir-faire scientifique pour ce faire..
Nous avons demandé à l'astrophysicien et écrivain scientifique Andrew May, auteur de Destination Mars: Histoire de notre quête pour conquérir la planète rouge, pourquoi nous n'avions pas encore atterri sur le sol martien.
“En termes de "science de fusée" de base, la technologie qui a amené Apollo sur la Lune aurait pu être étendue à une mission sur Mars relativement facilement,” il expliqua.
“Le voyage est plus long, mais depuis Apollo, les vols spatiaux de longue durée ont fait l’objet de nombreuses expériences, avec des stations spatiales en orbite terrestre telles que MIR et la Station spatiale internationale (ISS). Donc, au niveau théorique, il n'y a rien de fondamental qui nous empêche d'aller sur Mars.”
Alors, pourquoi sommes-nous toujours coincés ici sur la vieille Terre ennuyeuse et ne partons pas en vacances dans le cratère Cassini? Nous nous sommes entretenus avec le Dr Phil Metzger, un physicien planétaire qui vient de prendre sa retraite du Kennedy Space Center de la NASA, où il a cofondé le KSC Swamp Works, qui effectue des recherches sur l'exploration du système solaire..
“Nous devons développer la technologie, telle que le véhicule de transfert Mars, pour transporter les astronautes au cours d'un long voyage aller-retour vers Mars..” il nous a dit. “Nous pourrions commencer à construire ce matériel maintenant, mais l'argent est un facteur.”
“Comme le budget est limité, nous devons trouver le moyen de faire les missions sur Mars de façon plus abordable, ce qui signifie que nous avons besoin de nouvelles technologies..”
Outre les coûts, nous devons également prendre en compte les implications du fait d’amener les missions plus loin que jamais auparavant..
“Aller sur la Lune comporte des risques, mais si quelque chose ne va pas, il existe généralement des «modes d'abandon» pratiques qui peuvent vous ramener chez vous en toute sécurité en un jour ou deux.,” dit Andrew May.
“Ce ne sera pas une option avec une mission sur Mars - une fois que vous êtes sur la trajectoire de transfert, vous êtes engagé dans un voyage d'au moins un an et demi..”
Selon May, la solution est des tests rigoureux. “Tous les systèmes doivent avoir une très grande fiabilité, avec de multiples redondances et sauvegardes,” il expliqua.
“Cela s'applique à tout, des moteurs de fusée et des ordinateurs au support vital et à la santé de l'équipage. Voilà donc tous les efforts de planification, de test et de réduction des risques.”
La NASA a un plan
La NASA a un plan détaillé pour se rendre sur la planète rouge. Journey to Mars divise les différentes phases d'essais et de planification scientifique dans le but de mettre les humains en orbite autour de Mars d'ici 2030. Doigts croisés.
La première phase s'appelle Earth Reliant et se concentre sur la recherche à bord de la Station spatiale internationale (ISS), notamment en testant les communications et en analysant les effets de longues périodes dans la santé des astronautes..
La prochaine étape est la phase Preuve au sol, qui consiste à mener des missions près de la Lune, qui vérifieront si toutes les technologies et l’ingénierie nécessaires pour vivre et travailler sur Mars sont viables..
C'est à ce moment-là que le système de lancement spatial sera testé et que la sonde Orion sera envoyée à des milliers de kilomètres sans pilote, au-delà de la lune, pour une mission d'environ trois semaines. La prochaine étape verra des astronautes à bord d'Orion pour une mission similaire.
Vient enfin la phase indépendante de la Terre, qui s'appuiera sur tout ce que la NASA aura appris jusqu'à présent, dans le but d'envoyer des êtres humains sur une orbite basse de la planète Mars d'ici 2030. Une grande partie de cette étape consiste à tester les techniques d'entrée, de descente et d'atterrissage.
“Comme le budget est limité, nous devons trouver le moyen de faire les missions sur Mars de façon plus abordable, ce qui signifie que nous avons besoin de nouvelles technologies..”
Dr Phil Metzger, ancien physicien de la NASA
Et il ne faut pas que nous surveillions de près les efforts de la NASA. L'organisation a des concurrents sous la forme de sociétés privées telles que SpaceX et Boeing d'Elon Musk, la première ayant pour objectif d'arriver sur Mars d'ici 2020..
Plutôt que de créer des frictions, beaucoup pensent que cette compétition poussera tout le monde à développer des solutions plus créatives, la NASA tirant les leçons des expériences d’entreprises privées et inversement..
Les défis à relever
C'est bien beau de discuter des projets audacieux de la NASA pour l'avenir. Mais nous voulions également explorer certaines des recherches et des essais pratiques actuellement en cours..
Nous nous sommes entretenus avec Kathryn Hambleton, de la direction de la mission Exploration humaine et opérations de la NASA, qui nous a dit: “Nous nous concentrons actuellement sur huit domaines principaux en ce qui concerne le développement technologique à bord de l'ISS en vue du Journey to Mars..”
“Beaucoup d’entre eux se soucient de la fiabilité, de l’efficacité et de l’indépendance. Nous n’avons donc pas besoin de missions de réapprovisionnement fréquentes ni de communications constantes avec la Terre..”
Ces huit domaines principaux comprennent le maintien de la vie, la surveillance de l'environnement, la santé de l'équipage, l'activité extravéhiculaire, la radioprotection et la sécurité incendie.
Dans l'espace, il n'y a pas de livraison le lendemain
Il n'est pas difficile d'imaginer avoir besoin d'un outil, de nourriture supplémentaire, de vêtements ou d'un équipement médical dans l'espace non prévu - et comme les missions de ravitaillement prennent plusieurs mois plutôt que plusieurs jours, toutes les éventualités doivent être prises en compte à l'avance..
L'un des moyens de lutter contre ces problèmes consiste à donner aux astronautes les outils nécessaires pour se fabriquer des objets. “Nous testons l'impression 3D afin de pouvoir imprimer les pièces de rechange et les outils nécessaires, au lieu de prendre autant de pièces de rechange que vous le penseriez éventuellement lorsque vous quitterez la Terre.,” Hambleton a expliqué.
Elle a ajouté que ce ne sont pas seulement les pièces importantes et le matériel médical qu'il convient de prendre en compte, mais également les produits usuels que beaucoup d'entre nous prenons pour acquis, comme les vêtements.
“Nous travaillons sur une solution pour les vêtements car à l'heure actuelle, les astronautes portent souvent des vêtements, puis s'en débarrassent.,” elle nous a dit. “Nous pouvons envisager un système de blanchisserie, ainsi que de meilleurs matériaux pour des vêtements qui peuvent être portés plus longtemps et contrôler mieux les odeurs, comme la laine..”
La NASA a également beaucoup réfléchi dans l'alimentation. Vous pourriez penser que vous pourriez manger quelques milliers de ces repas de style aérien à bord d'un vaisseau spatial à destination de Mars, mais l'espace sera tellement limité que des aliments encore plus compacts seront développés..
Les chercheurs doivent également voir comment la nourriture pourrait affecter le moral de l'équipage, car le goût et la variété jouent un rôle important dans le bien-être physique et mental.. “Nous devons nous assurer de disposer de suffisamment de nourriture dans l'espace pour mener à bien ce que nous prévoyons être une mission de trois ans.,” ajoute Hambleton. “Mais il doit pouvoir être stocké pendant cette période. Et n'oublions pas qu'il doit avoir bon goût aussi.”
Dans cet esprit, un système de production de légumes à bord du navire est testé à bord de l'ISS pour la production alimentaire, le contrôle de la température, la suppression du dioxyde de carbone et la fourniture d'oxygène..
Rester en bonne santé et heureux dans l'espace
La NASA a travaillé sur toutes sortes de solutions pour garantir que les astronautes restent bien mentalement et physiquement dans les missions spatiales à longue endurance, allant d'équipements de pointe à la gestion de la santé mentale en comprenant mieux les cycles veille-sommeil..
Pour ce qui est de la santé, Hambleton a expliqué que beaucoup d’attention avait également été donnée à la conduite à tenir en cas d’urgence..
“S'il y a une urgence médicale dans l'espace, les astronautes auront besoin de formation et d'équipement pour pouvoir diagnostiquer et traiter les blessures ou les maladies, nous devons pouvoir y faire face immédiatement. Si nous devons communiquer avec la Terre, il pourrait s'écouler 20 minutes.,” elle nous a dit.
C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles le renforcement des efforts de communication a été important pour la NASA..
Plus récemment, un système de communication appelé LEMNOS, qui désigne les services opérationnels de navigation et de mission améliorés au laser, a été mis au point, ce qui pourrait fournir une vidéo 4K Ultra-HD aux astronautes alors qu'ils communiquent avec leurs amis, leur famille et leurs collègues sur Terre avec un temps de latence minimal..
Pour se rendre sur Mars, il faut développer le vaisseau nécessaire pour emmener les astronautes jusque là dans un espace réduit, tout en leur laissant suffisamment d’espace pour vivre et se déplacer..
La NASA travaille sur HERA (Human Exploration Research Analog), un environnement autonome qui simule la vie dans l'espace..
Imaginez-le comme une maquette de vaisseau spatial avec trois étages, des espaces de vie, des espaces de travail et un sas simulé. Dans cet espace, les sujets du test s’acquittent de leurs tâches quotidiennes, atteignent leurs objectifs et vivent ensemble.
Commencer le compte à rebours pour toucher
Vous avez peut-être remarqué qu'il n'y a pas de phase du plan Journey to Mars qui décrit comment nous allons vivre sur Mars et commencer à construire une colonie. C'est parce qu'il n'y a pas encore de plan pour cela.
“Nous ne nous approchons pas de Mars en termes de colonisation, [nous] sommes concentrés sur les expéditions à long terme,” Hambleton a expliqué. “Nous voulons une présence humaine soutenue sur Mars, mais ce serait semblable à la Station spatiale internationale ou à des expéditions en Antarctique. Nous voulons des astronautes là-bas, mais nous les ramènerions chez eux en rotation régulière.”
C'est pourquoi il est important de ne pas se concentrer uniquement sur les efforts de la NASA.. “Des entreprises telles que SpaceX souhaitent atterrir beaucoup plus tôt sur Mars et utiliseraient des méthodes de développement plus lentes avec un risque plus élevé que la NASA ne peut employer. Il est donc possible qu'elles effectuent des missions d'atterrissage avant la NASA.,” Metzger nous a dit.
Faire marcher Mars à long terme
Si nous regardons plus loin que le plan actuel de la NASA et que nous souhaitons maintenir la vie sur Mars pour les expéditions à long terme, voire la colonisation, il est essentiel d'utiliser ce qui est à la surface plutôt que de s'attendre à ce que la planète martienne nous accueille.
“Nous devons créer des infrastructures sur Mars le plus rapidement possible et utiliser largement les ressources locales pour réduire la dépendance aux approvisionnements de la Terre.,” Mai nous a dit.
Metzger a expliqué certains des exemples les plus importants: “Nous pouvons développer une technologie permettant de fabriquer du carburant pour fusée en utilisant du carbone de l'atmosphère martienne et de l'hydrogène du sol glacé martien. Ensuite, nous n’avons plus besoin de gros engins spatiaux pour envoyer tous les agents propulseurs sur Mars et à la surface. Nous les faisons simplement où nous en avons besoin.”
Metzger pense que pour utiliser les ressources déjà présentes sur Mars de cette manière, nous devons commencer à développer et à tester la technologie le plus rapidement possible..
Il expliqua: “Nous devons commencer à construire des robots miniers pour extraire l’eau du sol; systèmes de traitement atmosphérique pour fabriquer du méthane à partir du dioxyde de carbone; la technologie de radioprotection pour réduire les risques pour la santé des astronautes; assainissement de l'eau pour extraire les perchlorates toxiques du sol, de sorte qu'il soit potable et utilisable en agriculture; et beaucoup plus.”
“Avec la bonne infrastructure, nous pouvons créer des espaces de conception pour les humains à travers le système solaire.“
Dr Phil Metzger, ancien physicien de la NASA
Metzger pense ensuite qu'une industrie robotique pourrait transformer Mars, voire même en faire une planète verte.. “Nous pourrions transformer le sol pour l'agriculture, construire des villes et changer la chimie de l'atmosphère,” il nous a dit. “Il pourrait se recycler pour laisser Mars vert. Les centrales électriques sur l'orbite de Mars pourraient même envoyer de l'énergie propre à la surface pour soutenir cette civilisation.”
Mais n'oublions pas qu'actuellement beaucoup de ces projets sont purement spéculatifs - nous ne saurons pas avec certitude ce que nous pouvons faire jusqu'à ce que nous y arrivions.
“Quant à savoir s'il y a suffisamment de ressources sur Mars pour soutenir la vie indéfiniment, y compris l'oxygène, l'eau, la nourriture, le carburant, l'électricité, les matériaux de construction et les repas, eh bien, sur le papier, la réponse est oui, mais nous ne le saurons pas avant. quelqu'un essaie,” Mai nous a dit.
Au-delà de mars
“Je pense qu'il est éthiquement nécessaire que notre civilisation dépasse les limites de notre seule planète,” Metzger nous a dit. Metzger et May pensent bien que s’installer sur Mars pourrait donner à la race humaine un avenir prometteur et prometteur..
“Globalement, je suis très optimiste quant aux possibilités,” Metzger nous a dit. “Avec la bonne infrastructure, nous pouvons transformer Mars, mais pas seulement Mars; nous pouvons créer des espaces de conception pour les humains à travers le système solaire et des réseaux de transport pour nous y emmener.”
En regardant dans l'avenir lointain, il a ajouté: “Ce sera l'âge d'or de la science dans le système solaire car nous construirons des observatoires et des collisionneurs de particules trop volumineux pour la Terre, car nous établirons des avant-postes scientifiques sur tous les grands corps planétaires du système solaire et le rendement économique des fonds de l'industrie spatiale la science nous pouvons rêver de poursuivre.”
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