Exploration spatiale - le blog de Pierre Brisson

Après 12 minutes de descente à partir de son orbite de 92 km d’altitude, et 15 minutes d’attente en raison d’un problème de communication, le centre de contrôle a confirmé que l’atterrisseur « Odysseus » de la société privée Intuitive Machines (« IM »), avait bien touché le sol lunaire à 17h23 CST le 22 février (soit 00h23 le 23 en Europe continentale). Le signal reçu était très faible. Une heure plus tard, à 01h25, Intuitive Machines postait le message suivant sur X « After troubleshooting communications, flight controllers have confirmed Odysseus is upright and starting to send data. Right now, we are working to downlink the first images from the lunar surface ». On espère maintenant que la mission, nommée « IM-1 », va pouvoir se dérouler comme prévu. On attend les photos, avec quand même un peu de déception!

Lire une mise à jour du 24 février en fin d’article

Depuis décembre 1972, aucun engin américain ne s’était posé sur la Lune. Intuitive Machine l’a fait. Cette mission IM-1 qui commence est l’exécution d’un contrat passé avec la NASA dans le cadre de la préparation de son projet ARTEMIS III et plus précisément de son programme CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Cette collaboration avec le secteur privé est un moyen intelligent pour l’Agence spatiale américaine d’utiliser les forces du NewSpace, synonymes d’innovation et d’agilité. Mais, au delà, les présentateurs d’IM et de la NASA ont beaucoup insisté pendant l’émission de télévision consacrée à l’atterrissage, sur la caractère commercial de la mission. IM-1 se veut être la première expression d’une activité privée commerciale lunaire. A noter que le lanceur choisi par IM, dans ce cadre privé commercial, était un Falcon-9 de SpaceX, dont on ne vante plus les mérites mais qui peuvent se résumer par coût bas et fiabilité.

Il faut d’abord remarquer que le site d’atterrissage (le cratère Malapert-A) choisi et atteint, se rapproche de celui qui est l’objectif d’Artemis III (une crête dominant le cratère Shackleton, au Pôle Sud de notre satellite naturel) tout en en restant un peu éloigné (300 km). La raison principale est que la surface où s’est posé IM-1 est beaucoup plus accessible car plus plane (le cratère, peu profond, a 69 km de diamètre), tout en ayant nécessité une modification de trajectoire permettant une mise en orbite polaire (comme il faudra en emprunter une pour accéder au Pôle Sud). L’autre raison est aussi que le terrain est très semblable à celui que l’on trouvera « plus haut ». Enfin un atterrissage près du pôle est particulier du fait que l’éclairage est très différent que celui qu’on a aux basses latitudes. Peut-être aussi qu’on n’a pas voulu avec ce premier vol préparatoire, « gâcher » le site d’Artemis-III car ce dernier est étroit, un pont émoussé de seulement quelques dizaines de km2, à la jonction des murs de plusieurs cratères très profonds.

Quelques informations sur Odysseus :

D’une hauteur de 4,6 m et d’une largeur (diamètre) de 1,6 m, sa masse à vide, est de 635 kg (elle était de 1900 kg lorsqu’il était plein d’ergols), sans compter les 130 kg de charges utiles qu’il a transportés. Conçu et réalisé par IM, largement par impression 3D, il est de type « Nova-C » (appellation de la société). Il est sans mobilité.

La charge utile est constituée de 6 instruments qui ont été conçus et réalisés par la NASA, et de quelques autres (le transport et le dépôt de ces derniers sur la Lune a servi notamment à réduire les coûts, toujours dans un esprit « commercial »). Les instruments de la NASA concernent surtout la facilitation de l’atterrissage et la communication. Ce sont les suivants :

1) un rétro réflecteur « LRA » (Laser Retro-Reflector Array) qui permettra de déterminer très précisément la position au sol. Il est conçu pour réfléchir la lumière laser émise à partir de l’orbite et en phase de descente/atterrissage. Totalement passif, il ne consomme aucune énergie. Il a été développé au Centre de recherche Goddard. La mission Peregrine en emportait déjà un exemplaire (perdu aujourd’hui, puisque cette mission menée par la société Astrobotic Technology, a échoué immédiatement après son lancement, le 8 janvier).

2) Un lidar « NDL » (Navigation Doppler Lidar). Son objet a été de permettre un atterrissage de précision et en douceur. Ce lidar (acronyme pour « Laser Imaging Detection And Ranging) est équipé d’un laser et de trois têtes optiques. Sa capacité de télédétection permettra de connaître la vitesse de descente avec une précision de 0,2 cm/s et la distance de la surface avec une précision de 30 centimètres. Il a été développé au Centre de recherche Langley. La mission Peregrine en emportait également un exemplaire, qui a été évidement perdu !

3) Un cubesat « Lunar Node – 1 ». C’est un cubesat de deux unités (« 2U », deux cubes). Il a été largué dans l’espace juste avant l’atterrissage (en principe à 30 mètres). Il doit tester le rôle de balise de navigation et de relais de télécommunications. Il a été développé au Centre de recherche Marshall. Il est équipé d’une caméra « EagleCam » fournie » par l’Université Embry Riddle-Aeronautical University de l’Ohio, qui est en connexion Wi-Fi avec l’atterrisseur. On parle d’« images à la troisième personne » pour bien signifier qu’elles sont prises par une entité indépendante de l’atterrisseur. C’est une première.

4) Une caméra « SCALPSS » (Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies). Son objet était d’observer au moment précis de l’atterrissage les effets de l’impact d’Odysseus avec le sol lunaire, notamment le panache de poussière. Cela permettra d’affiner la conception des atterrisseurs lunaires (et aussi martiens) sur la base de la consistance de cette poussière et de son déploiement en volume. L’instrument a été développée par le Centre de recherche Langley.

5) Un détecteur de photoélectrons ROLSES (Radio wave Observation at the Lunar Surface of the photoElectron Sheath). Son objet est de mesurer la densité et l’énergie des photoélectrons à la surface de la Lune au moyen d’un récepteur radio. Il doit permettre d’évaluer l’effet de ces électrons sur les antennes radio qui seront installées à la surface de la Lune. Il va aussi pouvoir effectuer quelques observations radio du ciel environnant. Il est développé par le Centre de recherche Goddard.

6) un détecteur pour mesurer le niveau des fluides et liquides dans le réservoir d’ergols, RFMG (Radio Frequency Mass Gauging). Il utilise un émetteur radio.

A noter que ces instruments, sauf les réflecteurs LRA, qui n’ont pas besoin d’énergie, ne fonctionneront que jusqu’à la fin du jour lunaire, il reste environ 9 jours terrestres. Cela met en évidence qu’un des gros problèmes de l’exploration et surtout de la vie continue sur la Lune est la durée des jours et des nuits, 14 heures chacune. En surface de la Lune, on dispose de l’énergie du Soleil pendant le jour mais pas pendant la nuit et on a besoin de beaucoup d’énergie pour contrer les effets de la nuit car étant donné qu’il n’y a pas d’atmosphère et donc aucune conservation de chaleur, il fait très froid dès le coucher du Soleil (moins 170°C). C’est pour cela que la mission Artemis III doit se poser sur l’un des pôles de la Lune. En effet les pôles sont les seuls endroits qui bénéficient d’un éclairage constant (et on a choisi le Pôle Sud car en plus on y a repéré des gisements de glace d’eau au fond de cratères qui sont dans l’obscurité perpétuelle…où la température atteint moins 240°C). NB : l’inclinaison de l’axe de rotation de la Lune sur le plan de l’écliptique est d’environ 1°5 seulement (contre 23°4 pour la Terre). Ceci implique un éclairage solaire quasiment constant en intensité. NB: voir commentaire posté par Christophe de Reyff (j’avais initialement indiqué l’inclinaison de l’axe de rotation de la Lune par rapport à son orbite, 5°2, ce qui pratiquement ne changeait pas grand-chose). Pour les autres localisations, la seule possibilité pour ne pas geler, est d’utiliser une source nucléaire suffisamment puissante pour fournir ce dont on aura besoin, non seulement pour chauffer les instruments (et plus tard les lieux de vie) mais aussi pour les faire fonctionner.

IM travaille à une solution (évidemment nucléaire) puisqu’elle évoque sur son site web son projet « Survive the Night » : « Nous poursuivons nos efforts en vue de développer des sources de chaleur et d’énergie pour empêcher les systèmes de geler pendant la nuit lunaire. L’application réussie de cette technologie permettra d’allonger la durée des missions sur la surface lunaire ».

Par ailleurs, IM-1 a embarqué quelques équipements non-NASA :

Un petit observatoire, « ILO-X », fourni par l’International Lunar Observatory Association (ILOA), précurseur d’un instrument plus important. Il prendra des photos de l’environnement lunaire et du ciel.

Une protection thermique faite avec un tissu « Omni Heat Infinity » fourni par Columbia Sportswear.

Un détecteur de radiations « Tiger-eye », conçu et réalisé par des étudiants d’université de niveau licence (Louisiane). Il s’agit d’un patch d’une certaine épaisseur qui va pouvoir mesurer les intensités selon la pénétration.

Une « œuvre d’art », « Moon Phases », de Jeff-Koons et une collection, « Lunaprise » de messages digitaux divers (« lunagrams »). Les textes et photos, choisis par « Galactic Legacy Labs », témoignent de notre humanité.

On arrive ainsi à une masse de 130 kg transportée.

Mais revenons à IM et ses rapports avec la NASA.

IM est une société d’ingénieurs « dynamisés » par leurs capacités à maitriser les technologies de pointe et qui ont voulu prendre leur indépendance par rapport aux grandes structures pour développer leurs idées. Elle a été créée en Décembre 2012 avec l’intention d’intervenir dans toutes sortes d’environnements où elle pourrait faire preuve d’inventivité, obtenir le maximum de résultats avec le moins « lourd », le plus efficace et le moins coûteux.

Elle bénéficiait de forts atouts à sa naissance et d’un biais certains pour l’espace ce qui fait bien d’elle une société NewSpace. En effet ses fondateurs et dirigeants sont trois hommes, Stephen Altemus, Tim Crain, Kam Ghaffarian, qui ont fait leurs preuves en ingénierie spatiale et en direction d’entreprise. Ils évoluaient et continuent d’évoluer dans l’environnement de la NASA avec laquelle les relations sont restées excellentes. Stephen Altemus était Directeur adjoint du Johnson Space Center, « JSC » (jusqu’en Juin 2013). Tim Crain était ingénieur principal de la division “Aeroscience and Flight Mechanics” du même JSC. Kam Ghaffarian, également ingénieur en astronautique, est un entrepreneur remarquable, qui a contribué à créer plusieurs sociétés du secteur NewSpace, notamment Axiom Space et Quantum Space. La société IM a été mise sur le Marché et elle dispose d’un solide capital.

Ses dirigeants ont « sauté » sur l’opportunité ouverte par la NASA lors de la création de son CLPS en 2018. Ils ont construit en regard, leur programme LPDS (Lunar Payload Delivery Services). Le CLPS est un moyen pour la NASA d’exploiter au mieux l’inventivité des sociétés du NewSpace. Elle lance des appels d’offres pour les services demandés et les soumissionnaires doivent « se débrouiller » pour rentrer dans le cadre et le prix fixés. Pour la préparation de la mission Artemis III, la NASA ne s’occupe que du résultat final : l’arrivée sur la Lune d’instruments qui lui conviennent.

Dans ce cadre IM a remporté trois contrats sur neuf. Les autres titulaires sont Astrobotic Technology (sus-mentionnée…qui a raté le lancement de sa mission Peregrine), Masten Space Systems et Firefly Aerospace. Chacun de ces contrats fait l’objet d’un lancement au choix du titulaire. IM-1 est la mission qui fait l’objet du premier de ses trois contrats (il y aura IM-2 et IM-3) et IM a choisi son lanceur chez SpaceX (naturellement le Falcon-9 puisqu’elle n’avait nul besoin d’un lanceur plus lourd). Le prix payé par la NASA à IM-1 est de 1 millions de dollars par kg déposé et Odysseus a pris à son bord 118 kg d’équipements de la NASA.

Le choix d’IM par la NASA a été fondé en partie sur l’expérience acquise par IM dans ses recherches en atterrissage autonome. Tim Crain a en effet été responsable de dynamique de vol (Flight Dynamics) pour le projet Morpheus de la NASA (2006 à 2014) qui visait à réaliser un atterrisseur lunaire robotique autonome intégrant une propulsion avancée au méthane-liquide, un atterrissage de précision et un système autonome de détection et d’évitement des dangers. Pour cet objet, Morpheus intégrait une ALHAT (Autonomous Landing and Hazard Avoidance Technology) dans son projet d’atterrisseur BRAVO. Par ailleurs IM a contribué à la validation du système Natural Feature Tracking (NFT) pour la mission OSIRIS-REx qui a permis un atterrissage de précision sur l’astéroïde Bennu. Ces atterrissages se distinguent des « controlled blind landings » utilisés jusqu’à présent par le fait qu’il reste sous contrôle jusqu’au bout.

Nova-C est évidement inspiré largement des travaux effectués pour Morpheus en utilisant une TRN (Terrain Relative Navigation) précisée par une ALHAT (comme pour Morpheus). Son moteur principal brûle du méthane dans de l’oxygène, les liquides étant pressurisés par de l’hélium gazeux (comme dans Morpheus). La poussée est de seulement 4 kN (le poids sur la lune d’une masse de quelques 700 kg est très faible, 112 kg, et l’atterrissage se fait presque à vide). La structure de l’atterrisseur est un cylindre hexagonal se posant sur six jambes d’atterrissage. Sa source d’énergie au sol est le Soleil et il capte son rayonnement par des panneaux qui peuvent générer 200 W d’énergie électrique.

Pour les Américains, l’aventure lunaire a repris. Elle va se faire différemment de la première phase illustrée par Apollo, avec des équipes différentes et des technologies différentes. A l’époque d’Apollo le NewSpace n’existait pas (ou, si l’on veut, la NASA elle-même était « NewSpace). Aujourd’hui il ouvre la porte à l’imagination la plus libre possible ce qui implique des risques d’échec. Mais, comme avec SpaceX, il ne faut pas regarder l’échec comme la manifestation d’une tare, mais comme un essai. Quand l’essai est raté, on en tire les leçons et on corrige. Et quand l’essai est réussi, on continue. Dans le cas présent, on continue!

Illustration de titre: le personnel de la société IM se réjouissant de l’atterrissage à l’extérieur de la salle de contrôle après l’annonce officielle. Capture d’écran.

Mise à jour (24 février):

L’on sait le 24 (après la conférence de presse du 23), qu’Odysseus a heurté le sol avec une de ses « pattes » et bien que ce choc ait eu lieu à une vitesse latérale très réduite (2 miles/hour), cela l’a déstabilisé et il s’est couché sur le sol. Heureusement il n’y a pas de charges utiles de ce côté et donc les diverses expériences prévues devraient avoir lieu. Le seul problème, et il n’est évidemment pas négligeable, est le débit des antennes car l’une d’entre elles est pointée vers le sol. La situation est compliquée par la position des panneaux solaires (le long du vaisseau, dont au moins un ne recevra pas de lumière. Cependant un autre doit pouvoir être mieux éclairé par les rayons du Soleil dans les jours qui viennent, ce qui fournira l’énergie suffisante au fonctionnement des instruments.

Une bonne nouvelle: l’EagleCam devrait pouvoir être expulsée, à une trentaine de mètres, car elle est bien orientée après la chute. Elle pourrait ainsi prendre des photos de l’atterrisseur ce qui permettrait de mieux comprendre la situation.

liens:

https://www.intuitivemachines.com/

https://www.huffingtonpost.fr/science/video/la-mission-im-1-reussit-son-decollage-et-fonce-vers-la-lune-si-tout-va-bien_229860.html

https://twitter.com/Int_Machines?ref_src=twsrc%5Etfw%7Ctwcamp%5Etweetembed%7Ctwterm%5E1758023146760733062%7Ctwgr%5E30f4d401c13128baeae8a1b2cfaaf70380483e7e%7Ctwcon%5Es1_&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.huffingtonpost.fr%2Fscience%2Fvideo%2Fla-mission-im-1-reussit-son-decollage-et-fonce-vers-la-lune-si-tout-va-bien_229860.html

https://www.cieletespace.fr/actualites/im-1-reussit-son-envol-vers-la-lune

https://en.wikipedia.org/wiki/Intuitive_Machines_Nova-C

https://fr.wikipedia.org/wiki/Commercial_Lunar_Payload_Services#:~:text=Commercial%20Lunar%20Payload%20Services%20(litt%C3%A9ralement,des%20engins%20spatiaux%20(astromobiles).

https://en.wikipedia.org/wiki/Intuitive_Machines_Nova-C

https://www.cite-espace.com/actualites-spatiales/im-1-une-nouvelle-mission-privee-vers-la-lune/

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experiment/display.action?id=IM-1-NOVA-03

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20160014508/downloads/20160014508.pdf

https://iloa.org/ilo-x-precursor/

https://www.factoriesinspace.com/lunaprise

Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :

Index L’appel de Mars 24 01 26

Cet index reprend l’intégralité des articles publiés dans le cadre de la plateforme letemps.ch

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44 réponses

  1. Les durées des jours et nuits lunaires sont bien chacune de 14,75 jours, soit 14 jours et 18 heures environ.
    Il y a aussi une petite confusion entre l’inclinaison du plan de l’orbite de la Lune par rapport au plan de l’écliptique qui est bien de 5,2° et l’inclinaison de son axe de rotation par rapport à son orbite qui est de 6,7°, donc seulement de 1,5° par rapport au plan de l’écliptique.
    C’est cette première inclinaison de son orbite de 5,2° qui fait que nous pouvons voir la Lune passer dans le ciel bien plus haut ou bien plus bas que le Soleil, ces 5,2° pouvant s’ajouter ou se retrancher des 23,4° de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, ce qui donne 28,6° et 18,3° par rapport à l’équateur terrestre.

    1. C’est le système « classique » qui a dysfonctionné, pas le Lidar NDL qui était embarqué « en double ». Ce qui ne devait être qu’une expérience a ainsi sauvé la mission.

      1. oui toutefois ces vaisseaux a atterrissage automatique vont devoir encore progresser sur l analyse du site d atterrissage pour ne pas se renverser : cela ne devrait pas etre tres difficile.

        1. C’est exact. Nous venons d’en avoir une démonstration. En réalité les derniers mètres (1 à 10 ou 15) sont extrêmement important. Odysseus avait pourtant une procédure d’évitement embarquée. Il sera intéressant de savoir pourquoi elle n’a pas marché. Pas assez précise (le lidar NDL a une précision de 30 cm, pour éviter des rochers ce n’est pas beaucoup)? Atterrisseur pas assez réactif (il y a aussi une inertie du fait de la vitesse).

          1. le lidar ca fonctionne avec des rayons laser ? c est bien cela ? mais a faible hauteur disons quelques dizaines de centimetres la poussiere generee par la retrofusee ne peut elle pas gener le lidar ?

          2. Je ne sais pas. La question n’a pas été évoquée dans la conférence de presse d’hier. En tout cas c’est ce système qui a permis l’atterrissage en raison de la défaillance du système classique de TRN (avec caméra) qui n’était pas activé (du fait d’une erreur humaine avant le lancement).
            De ce fait le NDL a confirmé son utilité et son TRL (Technology Readiness Level) est monté au maximum. Son avantage, outre sa précision, est sa masse. Tim Crain parlait du 1/3 de la masse du système classique de TRN (Terrain Relative Navigation). Il a ajouté que cela présentait un intérêt pour les futures charges utiles (il reste deux missions IM à effectuer avec le même atterrisseur Nova-C).

  2. La différence entre 1,5° et 5,2° correspond tout de même sur la Lune à un cercle polaire de seulement 91 km de diamètre effectivement contre 315 km.
    Strictement parlant, l’éclairage rasant du Soleil n’est pas permanent au pôle même. Il y a une nuit de 5 jours à 2 m d’altitude et de 3 jours à 10 m d’altitude (théoriquement, pour des horizons sans obstacles).
    Rappelons que la sonde indienne Chandrayaan-3 est arrivée le 23 août passé à environ 626 km du pôle sud, et que la sonde IM-1 Odysseus y est arrivée vendredi, à 9.6° ou à 291 km du pôle sud, dans le cratère Malapert-A de 24 km de diamètre, un cratère « satellite », situé un peu au nord du cratère principal Malapert (69 km de diamètre) dont le centre est à 5,1° ou à 155 km du pôle sud.
    On sait maintenant que la sonde a basculé à l’atterrissage, d’où l’importance de viser une surface aussi horizontale et plane que possible, mais il suffit pour cela d’un trop gros caillou mal placé sous un pied, ou d’une couche de régolithe de résistance inégale sous l’une des assiettes équipant les cinq pieds.

  3. En tous cas nous sommes proches maintenant d envoyer des equipages sur la lune ce qui va permettre de verifier ce qu il se passe au niveau d un groupe humain demeurant plusieurs semaines ou plusieurs mois sur ce site au sujet de l action prolongee d une faible gravite sur le metabolisme phosphocalcique. Ainsi nous saurons si cette faible gravite a une incidence sur les voyages vers Mars:sujet que nous abordions la semaine derniere.

    1. Nous n’avons en effet jamais été aussi proches. Mais je crains qu’il ne faille encore attendre au moins 4 ans pour un premier atterrissage habité et le double pour des séjours de plusieurs semaines …

    2. Il serait intéressant de savoir quelle différence il peut y avoir (dans les effets sur le corps humain)entre une gravité lunaire, une gravité martienne et une gravité terrestre. Du fait du refus de principe des agences-spatiales d’étudier la gravité artificielle, nous n’en avons aucune idée. C’est quand même dommage car ce serait une préparation indispensable à la vie sur Mars, ou sur la Lune.
      .
      Le métabolisme phosphocalcique n’est pas le seul qu’il convient d’étudier dans des conditions de faible gravité. Il y aussi l’équilibre sanguin (appauvrissement en globules rouges), l’afflux de sang dans le cerveau, les troubles de l’érection…
      .
      Mais rien à faire la seule chose qui semble intéresser les agences, c’est l’apesanteur! C’est à désespérer!

    1. effectivement les agences ne semblent pas accorder pour l instant beaucoup d importance a la gravite artificielle : peut etre ce besoin est il considere comme trop « lointain » ? un jour ou l autre il devront s y interesser : il suffit de voir l etat des cosmonautes ayant sejourne des mois en apesanteur lors de leur retour sur terre; il faut pratiquement les transporter sur une civiere!

  4. L’étude des effets de l’apesanteur sur le corps humain réservera certainement des surprises quand on passera aux choses sérieuses. L’important est aussi de trouver au plus vite des drogues ou comportements susceptibles de les contrer. Il me semble qu’Elon Musk voulait que les hommes restent en apesanteur pendant tout le voyage. On ne pourra pas escamoter la moindre menace, qu’il s’agisse de la diminution du nombre de globules rouges, de l’afflux de sang dans le cerveau, du problème osseux ou de la maîtrise de l’atterrissage sous peine de voir arriver des cadavres sur mars. Les gens qui travaillent sur tout cela ne sont pas aveugles et vont certainement prendre le temps d’écarter tout risque connu avant de mettre des vies humaines en jeu.

    1. « L’important est aussi de trouver au plus vite des drogues ou comportements susceptibles de les contrer ». Selon le dicton: « mieux vaut prévenir que guérir ». Comme cela a été largement évoqué la semaine dernière, pourquoi s’acharner à « guérir » les effets néfastes sur le corps humain d’un long séjour en apesanteur, plutôt que se donner les moyens d’éviter de mettre les astronautes dans cette situation alors qu’on sait en principe comment le faire?!

  5. De nombreux problèmes se posent quand on veut remplacer la gravité par la force centrifuge et de toute manière faire progresser nos connaissances en médecine sera toujours utile. Les systèmes en rotation ne demandent-ils pas un supplément de masse et de volume (donc de coût) et être assemblés loin du sol? Mais rien n’est acquis, il s’agit de réfléchir à la direction que doit prendre la recherche. On peut aussi penser qu’il faut avancer sur les deux plans: gravité artificielle et prévention médicale des effets de l’apesanteur. Ah, si on pouvait comprendre comment opère la gravité naturelle!
    La protection du corps contre les radiations ou les températures extrêmes sera peut-être plus simple:
    https://www.numerama.com/sciences/1630596-les-petits-secrets-des-futures-combinaisons-spatiales-pour-eviter-de-mourir.html

    1. « On peut aussi penser qu’il faut avancer sur les deux plans », oui, … mais justement ce n’est pas du tout ce qui est fait jusqu’à maintenant; là est le problème!

  6. Je reste très sceptique sur l’usage d’une gravité artificielle par rotation. À moins d’avoir des structures de plusieurs centaines (voire bien plus) de mètres de diamètre, des systèmes trop petits en rotation créeraient un gradient de gravité vite très sensible sur une courte longueur même entre la tête et les pieds. Quiconque a expérimenté des loopings en aviation se souvient des effets pénibles tout juste supportables durant quelques secondes. On remplacerait l’absence de gravité par un gradient de gravité permanent sur le corps probablement autant néfaste pour la santé dans la durée, et cela sans parler des forces de Coriolis, soit des poussées latérales incontrôlées lors de déplacements. Je crois que l’avenir de la gravité artificielle passera par l’accélération créée grâce à une poussée constante dont une des conséquences sera aussi de raccourcir les temps de voyage.

    1. L’option d’une accélération continue est complètement irréaliste pour des questions à la fois d’énergie à mettre en jeu et de masses d’ergols à emporter. J’ai fait des calculs détaillés à ce sujet, sous différentes hypothèses, qui le montrent et que je tiens à votre disposition si cela vous intéresse.
      Quant aux problèmes que vous soulevez pour l’option de création d’une gravité artificielle par rotation, il est généralement admis qu’une vitesse de 2 rotations par minute est tout-à-fait acceptable pour un être humain. Avec cette valeur, un rayon de l’ordre de 85 m permet d’établir une accélération égale à celle de la gravitation sur Mars, ce qui devrait être suffisant. Avec le système « en étoile » que j’ai proposé, c’est réalisable (pour référence, la structure en poutrelles de l’ISS mesure plus de 100 m). Peut-être même qu’on pourrait se contenter d’un lien souple (câble), à condition de le mettre sous tension à l’aide de rétrofusées par exemple avant de lancer la rotation. La masse représentée par le système de liaison serait ainsi réduite. Et de toutevfaçon, cette option mérite au moins d’être étudiée et expérimentée, ce qui n’est pas du tout le cas jusqu’ici!

      1. P.S.: « accélération créée grâce à une poussée constante ». Si la poussée est constante, alors l’accélération ne le sera pas, en raison de la diminution de masse du vaisseau résultant de la combustion des ergols (j’ai examiné et chiffré tous ces aspects dans le cadre des calculs mentionnés plus haut, trop longs et compliqués à présenter ici)!

    2. Oui ce serait l ideal mais cela va consommer beaucoup d energie d une part et d autre part arrive a la moitie du voyage il va falloir freiner et l equipage va se retrouver « colle au plafond » !

    3. Pour ceux qui souhaiteraient en savoir plus sur la possibilité de créer une gravité artificielle par mise en rotation d’un engin spatial, je conseille la lecture du rapport suivant, très complet sur ce sujet:
      « Study of artificial gravity systems for long duration space missions »
      REPORT: Final Degree Project
      Oscar Santın Blanco
      Bachelor’s degree in Aerospace Vehicle Engineering
      September 2020 Terrassa, Spain

  7. Et puis pour des voyages longs comme Mars il faut envisager les problemes poses par la medecine spatiale : diagnostique eventuellement chirurgie traitements etc … … : la telemedine est possible avec la longueur des communications , les analyses medicales en voie seche possible a bord , les radios eventuellement possibles a bord, echographies possibles a bord mais scanner irm impossible et chirurgie et telechirurgie impossible a cause des longueurs de communication etc etc etc

    1. Avec les progrès des « robots médicaux » commandés par intelligence artificielle, je ne pense pas qu’il y ait de quoi trop se préoccuper à ce sujet. Bien sûr, on ne pourra pas forcément en toutes hypothèses sauver un astronaute gravement malade ou blessé lors d’un voyage spatial, … pas plus qu’on ne peut dans tous les cas sauver un patient gravement atteint sur Terre! Un voyage vers Mars restera de toute façon une aventure présentant des risques plus élevés que ceux que l’on court dans la vie courante, mais pas beaucoup plus élevés que ceux couramment acceptés dans le cadre de nombreuses professions ou activités ici-bas.

      1. Un patient gravement atteint sur Terre dispose s’il le faut, et si lui ou son Etat en ont les moyens financiers, de l’ensemble des médicaments, de l’infrastructure hospitalière et des donneurs d’organes de la planète. Un astronaute à proximité de la Terre (Lune comprise) aussi. Pas un équipage volant vers Mars. Les risques médicaux d’une telle mission sont en réalité considérablement plus élevés, a fortiori pour des voyages qui se compteraient en années.

        Et ce indépendamment de l’environnement spatial par lui-même problématique.

        1. Bien sûr que les personnes qui entreprendront ce voyage, surtout les tout premiers, prendront de gros risques de santé. Mais enfin, au temps de Magellan ou même de Christophe Colomb, les hommes n’étaient pas aussi « frileux ». Ceci d’autant plus qu’aujourd’hui on peut prendre certaines précautions (médicaments, quelques atténuations de l’effet des radiations).
          .
          Bien sûr, on ne pourra pas tout prévoir ni prendre (et conserver) tous les médicaments dont on pourrait avoir besoin. Le risque est donc indéniablement très important. Mais c’est à l’humanité et ensuite à chaque homme responsable (les astronautes qui partiront), de décider s’ils veulent ou non le prendre. Comme souvent, il faut peser l’avantage au regard des inconvénients. Et si certains veulent prendre ce risque, personne n’a le droit de le leur interdire.

          1. Je suis désolé de vous contredire, mais au contraire aucun lancement spatial ne peut se faire sans autorisation gouvernementale (en vertu du traité de l’espace de 1967 qui s’applique indistinctement à tous les pays de l’ONU).

            Si un Etat considère non éthique de laisser partir des volontaires dans des conditions qu’il juge déraisonnables, il ne donnera pas l’autorisation. On aurait bien tort de sous-estimer ce problème. Nous sommes en 2024, pas à l’époque de Magellan.

            Il faut faire attention aux industriels qui promettent « la Lune » en sachant très bien qu’ils n’auront pas les autorisations.

        2. « Un patient gravement atteint sur Terre dispose s’il le faut, et si lui ou son Etat en ont les moyens financiers, de l’ensemble des médicaments, de l’infrastructure hospitalière et des donneurs d’organes de la planète », comme vous le dites: « SI »! Votre vision est très « occidentale »; dans beaucoup de pays, l’accès aux traitements est très limité pour une grande partie de la population. Sans compter que pour ce qui est de ressources provenant « de l’ensemble de la planète », encore faut-il avoir suffisamment de temps devant soi pour pouvoir espérer en bénéficier. Comme je l’ai écrit et que le souligne Monsieur Brisson, seuls des volontaires entreprendront le voyage vers Mars, conscients qu’ils courent des risques plus élevés qu’en restant « tranquillement » sur Terre. Mais pour eux, « le jeu en vaudra la chandelle », comme sur Terre beaucoup de personnes acceptent de prendre des risques relativement élevés dans le cadre de leur profession ou même simplement pour des activités qui leur procurent un plaisir recherché.

          1. Non, ma vision n’est pas « très occidentale ». A moins qu’on veuille mélanger l’astronautique avec n’importe quoi.

            Evidemment que tous sur Terre n’ont pas accès à tous les soins. Mais ce n’est pas non plus tout le monde qu’on envoie dans l’espace. Il faut comparer ce qui est comparable. A même pathologie, la même personne court un risque considérablement plus élevé dans une mission dans l’espace profond, que si elle reste à proximité de la Terre. Et ce indépendamment du risque spatial (qui s’y ajoute).

            Je confirme donc ce que j’ai écrit, et il faut être conscient de ce problème.

            Je répond séparément sur la question des volontaires, sur laquelle beaucoup d’idées fausses semblent circuler

  8. « Odysseus » est en grande partie fonctionnel, mais il semble qu’il se soit couché latéralement à l’atterrissage sur notre satellite. Après déjà la « culbute » précédente de la sonde lunaire japonaise, on n’ose imaginer les conséquences d’un pareil atterrissage « fantaisiste » dans le cas d’un Starship HLS dont le polygone de sustentation est très réduit par rapport à sa hauteur donc particulièrement sensible à un risque de renversement!

  9. Je suis tout à fait d’accord avec Christophe de Reyff quand il écrit « Je reste très sceptique sur l’usage d’une gravité artificielle par rotation » ou encore sur l’idée d’une accélération constante. Si l’on expérimente peu sur ces questions c’est parce qu’on a le sentiment qu’on va vers des difficultés avec ces idées (rayon de rotation, taille de l’engin…) Tandis que faire des recherches pour contrer les effets de l’apesanteur sur notre corps ou le cancer dû aux radiations c’est absolument nécessaire et cela pour bien des raisons autres. Encore une fois il me semble qu’Elon Musk prévoit que les martionautes effectuent leur voyage en restant en apesanteur. Au risque de faire de la peine aux médecins sur ce blog, il faut reconnaître que nos connaissances en biologie humaine et thérapeutique sont bien faibles. Quant aux « robots médicaux  » je pencherais pour les programmes d’assistance au diagnostic ou proposant des remèdes. De toute façon, l’informatique est un outil. Elle rend l’homme plus fort et plus efficace mais elle n’est pas totalement infaillible. Avec un marteau, vous pouvez enfoncer le clou ou vous écraser le doigt. « on ne pourra pas tout prévoir ». Que ce soit pour les médicaments ou tout évènement néfaste, j’espère qu’on va tenter de tout prévoir, amener à l’avance sur mars le maximum prévisible de matériel pour éviter des morts. Je repense à ce film sur les mathématiciennes noires de la NASA où le futur cosmonaute menaçait de ne pas partir si la spécialiste en qui il avait confiance n’était pas sûre que ses calculs lui assurerait la vie sauve. J’ai la plus grande admiration pour Christophe Colomb (il était peu soutenu) mais, les voyageurs qui partiront vers mars auront des pays entiers derrière eux, voire une planète entière, palpitant au moindre de leur souci.

    1. La technique et la science ne sont pas des affaires de religion, où il est question d’avoir la foi ou pas (ou d’être ou pas « sceptique »). J’ai donné plus haut une référence d’une étude qui fait de manière très complète et détaillée le tour des questions que pose la création d’une gravité artificielle par mise en rotation de tout ou partie d’un vaisseau spatial (entre beaucoup d’autres traitant du même sujet et aboutissant à des conclusions similaires). Elle montre que c’est tout-à-fait envisageable, et cela de manière réaliste avec des techniques aujourd’hui à disposition. Reste, je le répète une fois encore, à (enfin!) tester « en vraie grandeur » cette approche, seule manière de vérifier que la pratique s’accorde bien avec la théorie.
      Par contre, les calculs que j’ai moi-même effectués (ainsi, parmi d’autres, qu’une étude réalisée sous l’égide de la NASA dont je ne retrouve malheureusement pas la référence) montrent déjà à eux-seuls que l’idée d’une accélération permanente pour créer une gravité artificielle est, elle, complètement irréaliste et impraticable.
      Bien entendu par ailleurs que TOUT sera fait pour donner aux futurs « martionautes » tous les moyens nécessaires pour les garder en vie et en bonne santé (quand je parlais de « robots médicaux », c’est pour utiliser un terme générique, cela va du simple algorithmes de diagnostics à éventuellement de véritables robots-chirurgiens par exemple). Mais, au risque de le répéter une x-ième fois, il est évident qu’une mission habitée d’exploration martienne restera toujours une aventure relativement risquée, ce risque étant accepté en toute connaissance de cause et en ayant pris toutes les précautions pouvant raisonnablement être mises en oeuvre pour le réduire au maximum.
      Enfin, pour l’anecdote, je n’ai pas en ce qui me concerne une énorme admiration pour Christophe Colomb. Voilà précisément l’exemple à ne pas suivre. Cet aventurier est parti sur la base de calculs erronés (en utilisant entre autres un rayon de la Terre incorrect, alors que sa valeur à peu près exacte était déjà connue à son époque), avec des moyens insuffisants (si le continent américain n’avait pas, par chance, existé, son expédition se serait perdue corps et biens), et il n’a jamais eu la clairvoyance de reconnaître qu’il s’était trompé et avait en fait fait « sans le vouloir » une grande découverte!

  10. et bien c est a dire que pour des missions courtes style appolo la sante n est pas un probleme, mais pour des missions longues type Mars c est tres different car un probleme de sante sur un ou plusieurs membres de l equipage peut nuire a la bonne execution de la mission et a l image produite alors sur la population.

    1. Ah bon?! Elon Musk n’a au contraire cessé de présenter le Starship comme devant être LE système de transport interplanétaire « généraliste » des prochaines décennies (y compris sur de nombreuses illustrations, avec Mars en arrière plan ou montrant le vaisseau posé en surface de la planète), prévu aussi bien pour aller sur la Lune que sur Mars, … et même au-delà d’après lui (même si je pense que, là, il rêve complètement), mais bien sûr avec des versions adaptées pour satisfaire aux exigences spécifiques des différentes missions.

  11. Je ne parlais pas de la « capsule » elle meme qui se pose sur MARS mais du vaisseau spatial lui meme; en effet le lanceur lui meme est un lanceur lourd qui peut permettre d associer en orbite terrestre plusieurs starship avant de partir pour Mars.

    1. Selon une geometrie a definir par exemple une « roue »assemblee elle meme en orbite comme du mecano. l Chaque starship serait ensuite fixe sur la partie tangentielle de la roue .Et lors du voyage la rotation de la roue permettrait de generer une legere gravite.A l arrivee certains starship se liberent et atterrissent sur Mars.Pour le retour ils decollent de Mars et vont se reclipser sur la roue. Ainsi nous resolvons nos diificultes. Enfin en reve !!!!

      1. Si vous avez pris connaissance de ma proposition, que j’ai présentée à une réunion des Mars Societies européennes et dont Monsieur Brisson a rappelé la semaine dernière la référence de la publication sur son blog, vous aurez constaté qu’elle est du même genre, mais nettement plus réaliste et plus simple à assembler en orbite avec un nombre limité de lancements. Mais, je le répète, ce n’est ABSOLUMENT pas la vision d’Elon Musk.

    2. Jusqu’ici, voir en particulier les vidéos réalisées par SpaceX (entre plusieurs autres, par exemple: https://www.youtube.com/watch?v=VyWE2bA4h6A), c’est bien ce que vous appelez la « capsule » (!), soit le vaisseau Starship qu’Elon Musk voit faire le trajet Terre-Mars et retour, … et seul! A ma connaissance, Elon Musk n’a jamais envisagé de variantes à plusieurs vaisseaux connectés ou connectés à une autre structure. Ce serait contraire à sa vison d’un vaisseau « à tout faire », partant de la Terre (avec l’aide du « booster » Super-Heavy), effectuant le trajet Terre-Mars, se posant sur la planète rouge, en repartant lors de la prochaine fenêtre de lancement et revenant se poser sur Terre pour y être réapprovisionné et « repartir pour un tour ». C’est cela la vision d’Elon Musk et aucune autre!

  12. Oui je viens de consulter votre projet: c est excellent mais la aussi on sort de la vision de Elon MUSK; Bon ce n est pas grave parce que tout cela nous permet de reflechir et d echanger des idees.

    1. Si j ai bien compris li s agit de mats telescopiques mais de quelle longueur?comment ces mats seraient ils « motorises »?et donc l ensemble tounerait sur lui meme a raison disons de 2 tours/minute je pense : c est bien a condition de bien mettre au point les mats telescopiques car lors de leur rotation/acceleration /freinage il vont etre soumis a des contraintes qui pourront provoquer des deformations et grippages .(ces mats vont faire une cinquantaine de metres en longueur de facon a atteindre environ 0.5 g?

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À propos de ce blog

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l’Association Planète Mars (France), économiste de formation (University of Virginia), ancien banquier d’entreprises de profession, planétologue depuis toujours

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