Les Eagles, y arriver et en partir
Arrivé à proximité d’un Eagle (station spatiale rotative) depuis un autre Eagle ou depuis une des deux lunes martiennes, il faudra s’y amarrer. Le module de docking comprendra trois ports prévus à cet effet (voir article précédent descriptif de la station). Il y aura toujours (1) un port occupé par le convoyeur de secours, indispensable pour la sécurité et pour ce faire, équipé pour ne transporter que des personnes (dans des conditions d’autobus, mais le voyage sera court) à destination de Phobos et non Deimos (raison exposée ci-dessous) ; (2) un deuxième port pour un voyage dont les résidents seront libres de prendre l’initiative, en restant sur le grand plateau à faible gravité ; (3) un troisième port pour les visiteurs. Les véhicules pouvant utiliser ces ports seront tous des Lyobas car les Starships venant de la Terre s’arrêteront à Deimos pour décharger leur charge utile et se réapprovisionner en ergols.
Les Lyobas sont des convoyeurs de haute altitude, conçus par Pave Space, une startup Suisse (Gruyère) créée par des jeunes diplômés de l’EPFL. Les Lyobas de secours ont un gabarit hors norme (voir ci-dessous) mais tous sont beaucoup moins massifs et volumineux que les Starships. Avec leur capacité de transport de 60 tonnes, ils pourront acheminer tout ce dont la station aura besoin. Lorsqu’ils seront prévus pour convoyer des êtres humains, le volume habitable sera enveloppé d’un manchon de PEHD de 20 cm.
Port du Lyoba n°1, pour les situations d’urgence.
Le Lyoba de secours mérite qu’on s’y arrête, car un Eagle abritera une centaine de résidents : un canot de sauvetage qui ne pourrait en embarquer qu’une dizaine n’en serait pas un. Sa cabine sera donc d’un gabarit spécial : environ 5 m de diamètre sur 8 m de long, soit ~157 m³ — un peu plus de 1,5 m³ par personne, des conditions de métro aux heures de pointe, tenables quelques heures en apesanteur. La forme trapue n’est pas un hasard : elle raccourcit les distances intérieures et permet un embarquement en catastrophe — on entre vite, on s’arrime, on voit après. Pour ~165 m² d’enveloppe, il pèsera environ 31 t. Avec la structure (~10 t), les cent personnes et leurs effets (~10 t) et les consommables, on reste dans l’enveloppe de 60 t de charge utile : le canot de secours sera un Lyoba standard portant une cabine spéciale, non un véhicule nouveau.
Sa destination ne sera pas Deimos mais Phobos car la mécanique orbitale l’impose : l’alignement de Hohmann vers Deimos ne revient que toutes les 131 h — inacceptable en catastrophe — alors que Phobos, qui boucle son orbite en 7,65 h, rattrape un Eagle à ~32,4° par heure et lui offre ainsi une fenêtre de transfert toutes les ~11 h. Attente moyenne de 5,5 h (11 h au pire), suivie d’un vol de Hohmann d’environ 7,7 h pour ~665 m/s (soit ~21 % de la masse finale en ergols, Isp 360 s) : le refuge est atteint en ~13 h en moyenne, ~19 h au pire — douze fois plus vite qu’en visant Deimos. Et c’est précisément à Phobos que se trouvera l’un des deux exemplaires de la station de passage à 0,38 g, prête à accueillir les évacués. La logique sera celle du canot maritime : l’embarquement est le sauvetage. Dès que les cent résidents seront à bord — cabine pressurisée, blindée, autonome, amarrée à son port — ils seront en sécurité ; l’attente de la fenêtre se fera sous protection, sans que l’heure presse. En cas de déchirement ou d’explosion du tore, la séquence sera donc simple : fuir jusqu’au port, embarquer — espérons les cent —, se détacher du port, et alors seulement déclencher la propulsion vers Phobos.
Le canot sera armé en permanence par deux Optimus stationnés à bord — un équipage qui ne s’ennuie pas à quai, qui maintiendra le véhicule en alerte et encadrera l’embarquement de cent personnes par un seul sas en une dizaine de minutes, pourvu que la manœuvre soit régulièrement exercée. Il emportera de quoi tenir 48 à 72 h : pour cent personnes et par tranche de 48 h, environ 170 kg d’oxygène, 600 L d’eau, 120 kg de rations et l’épuration du CO₂ correspondante — à peine plus d’une tonne en tout, négligeable dans le budget de masse — ainsi que trois ou quatre postes sanitaires.
Port du Lyoba n°2, pour les missions « ordinaires » :
Ce Lyoba sera celui qui sera le plus utilisé puisqu’on ira partout avec lui en fonction des besoins et des décisions de l’Eagle. On l’utilisera bien sûr pour participer aux réunions sur Deimos, pour examiner et éventuellement commander les équipements venus de la Terre. Mais on l’utilisera aussi pour rendre visite aux Eagles voisins.
S’il est nécessaire d’aller mener une mission sur Mars, ce Lyoba descendra sur Phobos où les passagers trouveront un Starship pour continuer vers la surface. Un équipement complémentaire issu du stock de Deimos pourra les y rejoindre, si nécessaire, convoyé par l’un des Lyobas affectés à la liaison Phobos-Deimos.
Port du Lyoba n°3, pour les visiteurs.
Le troisième port pourra servir à des visiteurs venus d’un autre Eagle (nous avons vu dans l’article précédent que les visites seront peu fréquentes car il n’est pas si facile de se déplacer sur une même orbite). Les Lyobas venus d’autres Eagles feront leur déchargement ou leur chargement et repartiront vers leur Eagle d’origine, comme des taxis. Une règle de discipline s’imposera : ce port sera un créneau de rotation, non un parking, faute de quoi un visiteur attardé bloquerait le seul poste d’accueil de la station.
Partie basse de l’axe fixe, de haut en bas
Avant d’aller plus loin, rappelons les points stratégiques (pour cet article) de l’architecture de cet axe où l’on accoste. Seule la sphère carrefour de jonction tourne avec le tore ; la colonne qui la traverse, elle, est fixe ; le contact entre la colonne et la sphère se fait par roulements (magnétiques ou autres), et une porte tournante ménagée dans la colonne permet de passer de la partie fixe à la partie tournante.
Tous les cylindres de l’axe ont 6 m de diamètre. Sous la sphère carrefour s’alignent : un cylindre de 6 m, logis principal — stock, atelier, prises de recharge — des dix humanoïdes Optimus affectés à la partie en apesanteur de la station et aux travaux extérieurs ; deux cylindres de 6 m de stockage (fret, provisions) ; les deux cylindres du stockage des ergols des Lyobas — un pour le méthane, un pour l’oxygène — soit 2,5 m et 3 m (5,5 m au total), mais pas les réserves d’argon, voir ci-dessous ; la sphère de docking de 8 m et ses trois ports ; un cylindre de 2,5 m de sanitaires (hommes et femmes) ; en bout d’axe enfin, un cylindre de 6 m formant sas (airlock) pour les EVA, avec scaphandres, MMU (Manned Maneuvering Units) et outillage.
L’illustration du présent article montre la partie basse de l’axe fixe « déshabillé », si l’on peut dire. En effet comme le reste de la station spatiale, l’axe sera protégé des radiations. La protection sera moindre que celle du tore qui servira d’habitat, parce que la durée de présence physique humaine y sera moins longue. On se contentera donc d’une enveloppe de 20 cm de PEHD en évitant la jonction de la sphère mobile avec l’axe fixe, l’anneau en rotation libre tenant les haubans de liaison avec les tubes radiaux, les ports de docking, et la sortie pour EVAs.
Les réserves d’argon des quatre moteurs qui entretiennent la rotation du tore ne peuvent pas se loger dans l’axe, puisqu’il est fixe (sphère carrefour exceptée) et que le tore tourne avec ses tubes radiaux. Elles prendront donc place dans les tubes radiaux eux-mêmes, en amont de chacun des quatre moteurs qui les utilisera ; livré à la sphère de docking dans des réservoirs de volume maniable, l’argon sera acheminé vers elles en passant par la porte tournante de la sphère carrefour.
Régulièrement, des Lyobas viendront s‘approvisionner en ergols (méthane et dioxygène mais aussi argon) en provenance de Phobos puisque la production se fera par ISRU en surface de Mars et que Phobos en est plus proche que Deimos. Les stocks constitués sur Deimos seront dédiés aux retours sur Terre. De plus les déplacements d’un Eagle à l’autre, ou les déplacements vers Deimos pour les approvisionnements en biens terrestres, ou les descentes vers Phobos pour ensuite descendre vers Mars ou encore les réunions sur Deimos ou Phobos, doivent pouvoir se faire sans attendre. Les stocks doivent être placés au plus près de l’endroit où on les utilisera (donc au-dessus du module de docking pour le méthane et le dioxygène).
Trois ports disciplinés, un canot de secours toujours plein, un Lyoba de mission prêt à partir sans attendre, un dépôt placé au plus court des quais : tout, dans cette architecture de l’arrivée et du départ, converge vers une même condition — disposer d’ergols et savoir les conserver. Combien il en faudra, comment les garder liquides et très froids, et comment on les produira au sol : ce sera l’objet de l’article qui clôt cette série, « Les ergols, besoins, production au sol et stockage ».
Maintenant que nous avons décrit les Eagles et les possibilités de transport vers les lunes et de l’une à l’autre, nous allons retourner sur ces dernières. Nous tirerons les conséquences des avantages mais aussi des difficultés que présente la situation de chacune d’entre elles, par rapport aux Eagles, pour leur réaménagement après que les premiers Eagles ont été libérés dans l’espace.
Copyright Pierre Brisson
Illustration de titre: la partie basse de la station spatiale rotative proposée pour être positionnée en orbite aréostationnaire de Mars, réalisée par claude.ai sur instructions de Pierre Brisson.
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