Buzz Aldrin, le deuxième homme à avoir marché sur la Lune (1969), a un projet martien. Il dit qu’il y pense depuis « toujours » (cf son livre « Mission to Mars: My Vision for Space Exploration » 2013) et comme il a maintenant 94 ans, il veut consacrer ses dernières forces à pousser les Etats-Unis à le réaliser. Il en a fait part à la BBC en juillet 24 (1er lien ci-dessous). Il ne veut pas que l’objectif Mars soit une aventure non-durable (« flags and footprints »), comme le programme Apollo qui, à son grand regret, s’est terminé abruptement par un abandon des missions habitées sur la Lune. Il s’agit pour lui non pas de faire « trois petits tours et puis de s’en aller », mais bel et bien de s’y installer : « I want to be remembered as the man who led the world to Mars for a permanent settlement ». Il voudrait qu’une première mission habitée parte avec cet objectif en 2029, 60 ans après « sa » mission Apollo 11. L’installation de l’homme pourrait se faire 10 ans après, l’année du 70ème anniversaire de cette mission.
Ses deux motivations sont scientifiques et civilisationnelles :
Son premier argument est qu’on ne pourra pas faire beaucoup de science avec une seule mission et qu’il faut réduire les coûts en créant une base que d’autres missions pourront utiliser.
Son deuxième argument est la survie de l’humanité. Il partage en cela la motivation d’Elon Musk, de faire de Mars, une “Planète-B” (il dit :“Elon’s plans for Mars are certainly ambitious, and I am delighted that he has many people talking about large numbers of people living their lives on Mars”).
Son plan est assez complexe :
Dans un premier temps, son idée est de créer deux bases, l’une sur la Lune, l’autre au point de Lagrange L4 ou L5 du système Lune-Terre. Ce seront des sites de tests pour les futurs véhicules et technologies martiennes.
Pour la suite, sa proposition est de construire deux cyclers (navettes) robotisés qui parcourront en permanence une orbite Terre-Mars-Terre. Le principe du cycler est évidemment de réduire le coût du vaisseau spatial. Buzz Aldrin y ajoute la possibilité d’un voyage plus rapide.
Le problème premier du cycler c’est qu’il ne va pas rencontrer Mars ou la Terre à chaque fois qu’il franchira l’orbite de l’une ou l’autre planète. Une étude détaillée des trajectoires des cycles Terre-Mars a été menée par Ryan Russell et Cesar Ocampo de l’Université du Texas (Austin). Ils ont identifié 24 cycles Terre-Mars avec des périodes de deux à quatre périodes synodiques et 92 cycles avec des périodes de cinq ou six périodes synodiques. De là vient la première raison de plusieurs cyclers ayant des dates de départ différentes (mais une orbite identique).
Les orbites de Buzz Aldrin sont beaucoup plus longues qu’une orbite de Hohmann qui est tangentielle à l’orbite de Mars et à celle de la Terre. Le but des orbites d’Aldrin est d’obtenir, à l’intérieur d’un même parcours d’orbite, un voyage assez court pour aller sur Mars depuis la Terre avec un arc d’ellipse beaucoup plus plat et une vitesse vers le (ou à partir du) périapside (où évolue la Terre) nettement plus élevée. On rejoint le concept de « free return » mentionné par Robert Zubrin dans son livre « The Case for Mars », la différence étant que dans le cas du projet de Robert Zubrin, on utilise une trajectoire de Hohmann.
La seconde raison de deux cylers est de les combiner afin de permettre un aller sur une trajectoire « outbound » (courte) et un retour sur une trajectoire « inbound » également courte, ceci sans attendre que l’un ou l’autre des cyclers revienne après avoir effectué la totalité du parcours de son orbite (mais seulement la fraction se situant à proximité du périapside). Cela évite la longueur du free return de Robert Zubrin. Dans chaque sens, le voyage de la Terre à Mars ou de Mars à la Terre (outbound) prendrait 146 jours (4,8 mois). Les cyclers (1 ou 2) passeraient les 16 mois suivants au-delà de l’orbite de Mars.
A chaque passage du « bon » cycler à proximité de la Terre, les astronautes seraient envoyés à sa rencontre dans un vaisseau dédié, avec les ergols, les consommables nécessaires à la vie dans le cycler et les équipements nécessaires pour la vie sur Mars. Ils descendront sur Mars à partir de l’orbite propre au cycler, avec un autre (petit) vaisseau dédié (« lander »). Au retour, ils rejoindront le « bon » cycler (à partir de Mars ou de Phobos) avec le même vaisseau dédié et, à l’approche de la Terre, ils monteront à bord de la navette qui viendra les chercher depuis la surface de la Terre.
Pour Aldrin le confinement pendant le voyage ne serait pas un problème car le module d’habitat interplanétaire serait nettement plus grand qu’un module de l’ISS. Quand il a lancé son projet, il comptait sur les modules de Bigelow. Aujourd’hui (après la faillite de Bigelow), il y a des successeurs, notamment Sierra Space.
Les astronautes utiliseraient les lunes de Mars, Phobos et Deimos, comme des bases pour accéder à la planète.
Au sol de Mars, on déploierait plusieurs habitats dérivés des habitats dans l’espace. Les modules seraient disposés dans une configuration permettant jusqu’à six connexions distinctes (hexaèdre), ce qui offrirait de nombreuses possibilités d’extension.
Pour le financement, les activités commerciales humaines en orbite terrestre basse et sur la Lune devraient permettre de réduire considérablement le coût des voyages vers Mars. Une part importante des investissements dans les vols spatiaux habités commerciaux bénéficiera aux missions vers Mars.
Mon opinion :
Sur les motivations, je suis à 90% d’accord. Ma seule réserve est le nombre d’habitants sur Mars. Compte tenu des contraintes environnementales, je ne pense pas que la planète puisse permettre à une population nombreuse d’y vivre. Je ne crois pas à la possibilité de la terraformation (effets sur la planète impossible à évaluer d’avance ; effets différés extrêmement longs ; trop coûteuse ; absolument non rentable pour quelque investisseur que ce soit). Il pourrait probablement y avoir plusieurs milliers de personnes sur Mars vivant dans des bulles viabilisées mais certainement pas un million dans cinquante ans comme l’a dit Elon Musk (ou semble le vouloir Buzz Aldrin). Selon moi, il faut voir Mars comme une sorte d’Islande avec des conditions plus rudes. Reykjavik compte 240.000 habitants (sur 370.000 pour l’ensemble du pays) et il me semble impossible d’atteindre une agglomération de cette importance sur Mars. 100.000 habitants sur toute la planète (principalement dans une seule base pour des raisons de sécurité) serait certainement un grand maximum avec les technologies d’aujourd’hui ou de demain.
Sur le plan de Buzz Aldrin, mon opinion est plus mitigée.
On peut certes faire certains essais sur la Lune. D’abord tester la possibilité pour le Starship de se poser puis de repartir (problème de sol non préparé et d’équilibre du vaisseau à la verticale du sol). Ensuite on pourrait valider une source d’énergie interne au vaisseau pour le fonctionnement des équipements et du support vie et ensuite valider une solution pour se protéger des radiations (peut-être tester le creusement et la viabilité d’une base souterraine).
Mais je ne vois pas l’intérêt d’installer une base à un point de Lagrange. Peut-être Buzz Aldrin veut-il tester la vie en apesanteur ? S’il s’agit bien de cela, je pense qu’il a déjà été fait dans l’ISS et qu’il faudrait plutôt s’efforcer de créer une gravité artificielle à bord du vaisseau. Mes lecteurs auront peut-être des idées sur ce point.
Je suis d’accord sur la nécessité de ne pas « consommer » un vaisseau spatial à chaque voyage mais de le réutiliser. Dans cet esprit, je ne vois pas, dans un premier temps, ce que le cycler apporterait par rapport au Starship. Cependant on peut concevoir que le cycler (plus facilement que le Starship) soit équipé d’une protection lourde contre les radiations constituée, par exemple, avec du régolithe lunaire en utilisant pour l’acheminer, un accélérateur électromagnétique dont la piste de lancement serait installée sur le sol de notre satellite, comme le concevait Gerard O’Neill. Par ailleurs, ce même cycler pourrait être aussi équipé de réacteurs nucléaires qui resteraient hors atmosphère terrestre après activation (mais l’essentiel de l’énergie serait dépensé pour la mise en place du cycler sur son orbite autour du Soleil après l’avoir arraché à la gravité terrestre).
Ce qui me gêne le plus dans le principe du cycler c’est qu’il ne s’arrête pas pour prendre des passagers mais qu’il faille le rejoindre (« hyperbolic rendez-vous ») alors qu’il se déplace très vite. Le risque de manquer la destination n’est-il pas énorme ? N’oublions pas qu’aujourd’hui les vaisseaux spatiaux comme les lanceurs ne se déplacent que grâce à une combustion chimique. Que se passerait-il si la jonction entre un vaisseau spatial « classique » à propulsion chimique, manque sa cible ? Le vaisseau spatial devra revenir sur Terre mais on ne conduit pas une fusée comme on conduit une voiture, surtout que dans l’hypothèse de Buzz Aldrin on serait en dehors de l’emprise de la gravité terrestre (ou du moins soumis à une gravité extrêmement faible). Le calcul serait extrêmement délicat et l’erreur extrêmement grave. Pour contourner ce problème, Aldrin a proposé ce qu’il a appelé un « semi-cycler », c’est-à-dire un cycler qui ralentirait en approchant de Mars ou de la Terre et se mettrait en orbite autour de lui/elle, avant de reprendre son orbite autour du Soleil. Mais alors on consommerait plus d’ergols.
Par ailleurs l’influence de la gravité terrestre ou martienne ne sera pas neutre lorsque le cycler s’approchera au plus près de la masse de la planète. Les corrections de vitesse pour reprendre l’orbite nécessiteront du carburant, d’autant plus que les différentiels seront importants.
Enfin, utiliser un cycler, n’empêchera pas que, pour le rejoindre depuis la Terre, on doive utiliser un lanceur ET un vaisseau spatial. Un lanceur seul (même SuperHeavy) n’arrivera jamais jusqu’au cycler et ne pourra pas « faire la course » avec lui pour le rejoindre (d’autant plus qu’il y aura beaucoup de masse et de volume à transporter).
Autre point : Buzz Aldrin nous parle d’utiliser la lune de Mars, Phobos, comme base. L’idée est bonne dans la mesure où il est évidemment beaucoup plus facile de s’y poser et d’en repartir. Si je comprends bien, les voyageurs quitteraient le cycler dans un vaisseau secondaire pour aller se poser sur une des lunes de Mars puis reprendraient un autre vaisseau pour aller se poser en surface de Mars. Cela est compliqué et suppose une installation lourde sur Phobos. Les conditions de vie y étant extrêmement rudes (quasi apesanteur, radiations maximum) il me semble difficile d’imposer à un équipage d’y séjourner pendant une longue durée. Et il faudra entretenir les installations !
Pour ce qui est des habitats sur Mars, je n’ai rien à dire de négatif si ce n’est que, étant sur Mars, on pourrait aussi envisager de creuser des habitats dans une falaise ou dans une butte. C’est-à-dire apporter sur Mars un tunnelier plutôt que des habitats en pièces détachées. Ceci n’exclurait pas qu’il faille quand même apporter de quoi viabiliser les cavités creusées mais les volumes et les masses seraient moindres car le tunnelier serait utilisable pour creuser plusieurs cavités.
Dernier point, concernant le financement. Je suis d’accord avec Buzz Aldrin pour dire que toutes les ressources de la société astronautique devront être utilisées pour financer le voyage vers Mars, surtout au début où l’économie d’échelle n’aura pas pu se concrétiser puisque les vols sont limités par des fenêtres de lancement très espacées (les 26 mois).
La proposition de Buzz Aldrin me semble intéressante mais me parait très lourde. Je préférerais une flotte de starships allant directement sur Mars en utilisant une trajectoire de Hohmann. Ce serait plus sûr et moins couteux (ceci en supposant réglés les problèmes qui se posent encore, notamment celui de la source d’énergie utilisable à bord et celui de la gravité artificielle).
Illustration de titre : les orbites du projet de Buzz Aldrin. Attention, elles ne sont pas à l’échelle.
Liens:
https://www.skyatnightmagazine.com/space-missions/mars-buzz-aldrin-martian-exploration
https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_cycler
https://buzzaldrin.com/space-vision/advocacy/cycling-pathways-to-occupy-mars/
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19710025641/downloads/19710025641.pdf
https://www.techradar.com/news/buzz-aldrin-on-how-why-and-when-we-go-to-mars
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/le-plan-de-buzz-aldrin-pour-coloniser-mars_101951
https://www.geekwire.com/2016/apollo-moonwalker-buzz-aldrin-lays-complicated-plan-settle-mars-2040/
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17 réponses
Il est très réjouissant de voir un astronaute comme Buzz Aldrin s’efforcer encore à son âge de « ranimer la flamme » des grandes aventures spatiales humaines; une forme de legs aux futures générations (car il est peu probable qu’il en voie lui-même la réalisation). Et sa proposition est intéressante, mais je partage dans l’ensemble les réserves sur celle-ci exprimées par Monsieur Brisson (« La proposition de Buzz Aldrin me semble intéressante mais me parait très lourde »). Le système des « cyclers » ne me semble pas de toute façon devoir/pouvoir entrer en ligne de compte dans la première phase des missions à destination de la planète Mars tout au moins. Pour des raisons de sécurité entre autres, il est plus prudent de garder le « bus de retour en orbite de parking » autour de la planète rouge. Cela offrirait en particulier un habitat de repli au cas où les martionautes devraient abandonner prématurément leur base au sol pour une raison ou une autre.
Je suis moins d’accord par contre avec la proclamation de foi (!) : «Je préférerais une flotte de Starships allant directement sur Mars en utilisant une trajectoire de Hohmann», sauf pour ce qui est de la trajectoire à suivre. Il n’étonnera aucun des lecteurs qui suivent mes commentaires sur ce blog que je ne suis pas du tout convaincu de la justesse de l’approche suivie par SpaceX! Comme un astronaute expérimenté tel que Buzz Aldrin l’a bien compris (et en connaissance de cause avec son historique du programme Apollo), la conception rationnelle d’un système de transport spatial à destination de la planète rouge est de séparer les différentes fonctions – mise en OTB préalable, transfert vers et au retour depuis Mars, atterrissage et séjour sur la planète rouge – avec des engins dédiés pour chacune d’entre elles, pas un vaisseau monolithique « à-tout-faire ». Et il est pour le moment prématuré de prétendre que le Starship, lui, au moins existe, en tout cas pour ce qui est d’un Starship martien. Deux ans après la date annoncée d’une première mission martienne (!), on n’a pas encore vu ne serait-ce qu’une mise en OTB de ce vaisseau, sans compter les autres problèmes – ravitaillement en apesanteur, alimentation en énergie, système de support de vie fiable sur la durée … – et aucun astronaute n’a encore voyagé à son bord. Cela ne veut pas dire que le concept de SpaceX soit inévitablement voué à échouer (après tout, on peut aussi arriver à planter un clou en utilisant un tournevis, même si c’est loin d’être l’idéal 🙂 ), et je serais le premier à me réjouir si un Starship devait effectivement arriver à emmener des Hommes sur Mars et les ramener sur Terre sains et saufs dans un avenir « proche », mais la démonstration de cette faisabilité reste encore complètement à faire, et il restera de toute manière que l’approche n’est pas la meilleure et probablement à terme sans avenir (un peu comme l’a été la défunte navette spatiale).
Je pense aussi que la solution modulaire serait préférable au vaisseau monolithique. Mais je pense aussi que l’on doit faire avec ce que l’on a et que si le Starship peut aller sur Mars ne serait-ce que quelques fois (comme on a utilisé la navette autrefois), nous devons utiliser le Starship. On verra après mais au moins on aura commencé (« amorcé la pompe »). Et si on a commencé et démontré que l’homme peut vivre sur Mars, on continuera.
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NB: Le Starship a déjà atteint l’Orbite Terrestre Basse (OTB ou LEO). C’est volontairement que SpaceX ne l’a pas maintenu à cette altitude car elle voulait être certaine que le vaisseau redescende avant d’avoir atteint les côtes australiennes.
planter un clou avec un tourne vis ca je n ai jamais essaye!!!
Mais refexion faite ca peut marcher si le tournevis est long et si son manche est volumineux et solide !
Et si les services d urgences fonctionnent!
Heureux de voir que vous avez compris 🙂 !
Bonjour
Interessant mais cela me parait un peu complique: je pense que les solutions les plus simples sont toujours les meilleures.
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Changer de « taxi » plusieurs fois ne me parait pas pratique complique et risque: les voyages ecourtes seront possibles des que nous aurons mis au point la propulsion nucleaire tout comme la mise au point des minireacteurs nucleaires reglera les problemes de fourniture d energie:en attendant il faut faire avec ce que l on a…c est deja pas si mal
J’ai oublié dans mon premier commentaire de mentionner que le système des « cyclers » me fait irrésistiblement penser, toute proportion gardée évidemment (!), au « télécanapé » de l’Expo 64 (pour ceux de ma génération qui ont eu la chance de vivre cette exceptionnelle manifestation, dont la « resucée » de ’02 ne représentait qu’un pâle reflet) 🙂
OUMUAMUA est peut etre un cycler intersideral !!!
Avi Loeb disait que c’était une balise qui s’était décrochée.
Un cycler doit avoir une orbite fermée entre deux corps célestes. Or l’astéroïde 1I/‘Oumuamua, du fait de sa vitesse dépassant la vitesse de libération du Système solaire, est sur une orbite hyperbolique (excentricité de plus que 1,195) qui donc ne se referme nulle part. C’est bien un objet interstellaire.
C’est vrai qu’Oumuamua est énigmatique. Vous écrivez que son orbite ne se referme pas, pourquoi ne va-t-il pas en ligne droite? Et surtout qu’est-ce qui l’a propulsé? Qu’est-ce qui lui a donné à l’origine cette trajectoire et cette vitesse si élevée capable de le faire échapper à l’attraction du soleil? Que sait-on de son passé, de sa trajectoire d’avant son arrivée dans notre système? Il semble donc que ce genre d’objet interstellaire soit loin d’être unique. Vu sa vitesse et son arrivée quasi imprévisible, je pense qu’il est très difficile de se faire une idée de ses composition géologique, température, radioactivité…et dangerosité!
S’il était possible d’y installer des instruments, il pourrait faire une sorte de sonde « voyager » susceptible de nous apporter de nouvelles connaissances. Mais cela demanderait de sacrés calculs comme pour le rendez-vous avec le cycler « il ne s’arrête pas pour prendre des passagers. (« hyperbolic rendez-vous ») alors qu’il se déplace très vite ».
Et si un tel corps de grande dimension percutait la terre? C’est une des raisons d’avoir au moins quelques couples sur Mars!
La terraformation prendrait des siècles? Cela n’exclut pas de la commencer ni de tenter la culture de cette mousse qui serait capable de survivre sur Mars.
Il serait peut-être intéressant de trouver au plus vite des grottes, des cavités naturelles pour ne pas avoir à envoyer des tunneliers aux premiers voyages et aussi plus sécurisant pour les martionautes pionniers. Mars ayant/ayant eu de l’eau pourrait en posséder. Les habitats artificiels devront être testés avant leur utilisation par des hommes
Bonjour Martin.
Vous posez des questions auxquelles on ne peut pas répondre. On a eu très peu de temps pour examiner Oumouamoua. Sa lumière réfléchie avait une source très petite (peut-être une centaine de mètres) et relativement très éloignée.
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On a simplement constaté sa vitesse et cette vitesse était telle à l’endroit où il se trouvait (juste après son passage pres du Soleil), qu’elle ne pouvait avoir été générée par le système solaire et plus précisément le Soleil.
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Vous posez la question de la trajectoire en ligne droite. Cette trajectoire n’est pas possible pour quelque corps que ce soit, à cause de la gravité. Même la lumière est déviée par la gravité quand elle est extrême (les trous noirs).
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Sur Oumouamoua, lisez mon article au moment de la parution du livre de l’astrophysicien Avi Loeb. Et n’oubliez pas les commentaires avec des interventions très pertinentes de Christophe de Reyff.
Voir l’article en question de M. Brisson et les 67 commentaires, en date du 27 février 2021 :
https://www.explorationspatiale-leblog.com/oumouamoua-breve-rencontre-avec-un-objet-extraterrestre/
On trouve ici un tableau avec les dates, les distances et les vitesses de cet intriguant Oumuamua :
https://en.wikipedia.org/wiki/ʻOumuamua#Trajectory
Et ici on peut visualiser où il se situe actuellement, à plus de 43 UA d’ici, soit déjà bien au-delà de l’orbite de Neptune (30 UA) :
https://ssd.jpl.nasa.gov/tools/sbdb_lookup.html#/?sstr=3788040&view=VOP
En zoomant, on voit très bien son passage au périhélie.
C’est ce que je craignais. Comme pour le voyage vers Mars il reste bien des progrès à faire dans nos connaissances et moyens d’action. Espérons pour le futur! Il faudrait un engin suffisamment rapide pour lui courir après. Merci pour votre réponse
Bonjour
les programmes LUNE et MARS vont peut etre s accelerer?
Je n’en doute absolument pas. Vous lirez mon article sur ce thème, Samedi.
Les liens de Mr Christophe de Reyff sont du plus haut intérêt, notamment le premier vu la richesse des interventions. La même perplexité concernant Oumouamoua se retrouve aussi chez les débatteurs de space.com
https://forums.space.com/search/311104/?q=Oumuamua&o=relevance
Je suis tout aussi dubitatif sur son éventuelle nature artificielle