Les premières personnes à visiter Mars pourraient y arriver dans cinq ans, si un plan audacieux à partir d’un financement privé porte ses fruits.

La semaine dernière (le Guru à un peu de retard…), la Fondation Inspiration Mars, une nouvelle organisation sans but lucratif, a annoncé un projet pour une mission vers Mars dont le lancement serait prévu le 5 janvier 2018 pour une arriver sur la planète en août de la même année  (date modifiée pendant que j’écris ces lignes) en mai 2019.

Dennis Tito (ci-contre), qui est devenu en 2001 le premier touriste de l’espace à visiter la Station spatiale internationale, dirige la fondation. Le voyage sera financé principalement par des dons philanthropiques, mais Tito s’est engagé personnellement à couvrir financièrement les deux premières années de développement de la mission, peu importe combien cela coutera.

Les trajectoires orbitales, présentées par l’équipe dirigée par Michael Loucks, montrent les plans d’un vaisseau spatial quittant la Terre pour se diriger vers Mars, la survoler (sans se poser), puis revenir au bercail, le tout en 501 jours. L’engin passera au-dessus de Mars, à une distance d’environ 160 kilomètres, transportant un équipage de deux personnes, probablement un homme et une femme mariés qui seront payés pour faire le voyage.

Ci-dessous : le plan du voyage de retour choisi par la Fondation Inspiration Mars.

Les gestionnaires du projet n’ont pas encore décidé des critères de sélection pour les membres de l’équipage. Mais les personnes sélectionnées devront avoir une connaissance pratique des systèmes spatiaux, être à l’aise dans un environnement isolé et confiné et posséder de solides compétences en communication.

En route vers Mars, le couple va vivre dans un habitat gonflable de 17 mètres cubes, où ils vont manger des aliments réhydratés, boire de l’eau recyclée et respirer de l’air recyclé. Ils seront également chargés de contrôler et de maintenir le vaisseau spatial, y compris leurs propres systèmes de survie.

Selon Taber MacCallum directeur technique d’Inspiration Mars :

Nous voulons éliminer autant d’automatisation que nous le pouvons.

Le délai pour la mise en place du voyage est serré, mais l’équipe pense que ce sera possible parce que le plan est basé principalement sur des technologies existantes ou des véhicules qui sont déjà en développement, y compris les fusées et les véhicules conçus par la firme privée de vol spatial habité, SpaceX, la première entreprise commerciale à commencer à faire des visites régulières à la Station Spatiale Internationale.

La fenêtre de lancement, en 2018, coïncide avec un minimum, prédit, d’activité solaire, lorsque les niveaux de rayonnement solaire devraient être au plus bas. Mais le vent solaire permet de dévier les rayons cosmiques galactiques, les particules chargées, provenant de l’extérieur du système solaire, qui peuvent également être dommageables pour les humains. Un soleil moins actif signifie un faible vent solaire et donc plus de rayonnement cosmique dans l’espace profond. Pour l’instant, nous n’en savons pas assez sur les risques de l’espace pour dire si les blindages actuels peuvent garantir la sécurité des astronautes.

Le Dr Jonathan Clark, qui a supervisé médicalement le saut supersonique à partir de la stratosphère du parachutiste Felix Baumgartner, précise que l’équipage sera certainement exposé à un rayonnement entrainant un risque de 3 % de développement d’un cancer. Ce sont les limites d’exposition qu’a définies la NASA, accumulés par les astronautes dans toute leur carrière. C’est une préoccupation, mais pas bloquante, en partie parce que l’équipe utilisera une approche sans précédent de la médecine personnalisée pour adapter le programme de support de vie aux astronautes.

Ce qui reste préoccupant c’est un évènement soudain, comme une éruption solaire qui pourrait les exposer à un taux important de rayonnement en même temps ou qui pourrait endommager les ordinateurs de bord et entrainer une urgence en vol.

Même si les 490 premiers jours se déroulent sans accroc, la partie la plus dangereuse de la mission sera encore de revenir. La sonde sera tellement rapide, lors de son retour sur Terre, qu’elle devra passer 10 jours en orbite de notre planète afin de réduire sa vitesse. Elle atteindra ainsi une vitesse record de 14 kilomètres par seconde quand elle pénètrera dans l’atmosphère, selon une étude de faisabilité menée par Tito et son équipe (PDF) ici : Feasibility Analysis for a manned Mars free-return mission in 2018.

Absolument tout utiliser pour se protéger du rayonnement cosmique

L’homme et la femme, à bord de la mission Mars Inspiration en route pour la planète rouge, devront donc faire face à des conditions exigües, à l’atrophie musculaire et à l’ennui potentiel. Mais, comme le Guru le précisait plus haut, leur plus grand risque sanitaire provient de l’exposition aux rayons cosmiques. La solution ? Tapisser les parois du vaisseau spatial avec de l’eau, de la nourriture et avec leurs propres excréments.

Toujours selon McCallum, les déchets humains solides et liquides seraient entreposés dans des sacs et accrocher aux parois du vaisseau pour être utilisés comme “coupe-feu”, ils seraient au préalable déshydratés afin que l’eau puisse être recyclée pour être bu. Les stocks de nourriture pourraient être utilisés comme bouclier. Ils seront stockés tout autour des parois de l’engin spatial, ceux-ci ne ferait que bloquer le rayonnement, et ne deviendraient pas une source radioactive.

Les détails de cette mission ne sont pas encore clarifiés, mais l’équipe a annoncé qu’elle allait utiliser les toutes dernières technologies de la NASA et de la Station spatiale internationale.

Une idée, qui est déjà en cours d’examen par l’agence Advanced Concepts, qui finance la recherche sur la technologie spatiale, est un projet appelé Murs d’eau, qui combine survie et traitement des déchets avec des systèmes de protection contre les rayonnements.

L’eau a longtemps été suggérée comme matériau de blindage pour les missions spatiales interplanétaires. L’eau est meilleure protectrice que les métaux, parce que les noyaux des molécules d’eau (3 atomes, davantage par volume que le métal) bloquent les rayons cosmiques.

Le blindage à l’eau a également un autre avantage, vous pouvez le boire. Ce double usage est indispensable à bord d’un vaisseau spatial, où l’espace est compté. Appliquant ce raisonnement, le concept des murs d’eau implique des sacs en polyéthylène (ci-contre) qui utilisent l’osmose pour traiter l’eau potable à partir des excréments.

Le revêtement des parois d’un vaisseau spatial, avec des couches de ces sacs, crée un écran liquide de protection de 40 centimètres d’épaisseur. Tous les sacs seraient initialement remplis avec de l’eau potable. L’équipage remplirait ensuite les sacs avec d’autres déchets au cours du voyage vers Mars.

Le traitement basé sur l’osmose est beaucoup plus simple que les systèmes automatiques de survie à bord de la Station spatiale internationale, le rendant moins susceptible de tomber en panne au cours de ce long voyage vers Mars.

Cependant, il y a quelques problèmes à régler. Les sacs d’urine transformée en eau ont été testés en orbite sur le dernier vol de la navette spatiale Atlantis, en 2011, et se sont avérés être 50 % moins efficaces en microgravité que dans les tests basés au sol.

De plus l’équipe doit aussi trouver une solution pour que les cosmonautes, en direction de la planète Mars, ne soient pas constamment exposés à l’odeur résiduelle et à la vue de leurs propres excréments.

 
Le concept du mur d’eau comprend également des sacs qui traitent le dioxyde de carbone de l’air, régule la température et cultive des algues (ci-contre) pour de la nourriture supplémentaire, bien que la NASA ne les ait pas encore testés dans l’espace.

Inspiration Mars envisage également d’avoir un réservoir d’eau externe et une couche d’aluminium sur l’engin lui-même, pour une protection supplémentaire.

Cependant, la matière organique et l’aluminium ne seront pas une défense suffisante contre l’éclatement de particules projetées de temps en temps à partir du soleil pendant une tempête solaire. Il leur faudrait plus de 3 mètres de béton, et encore, pour les protéger efficacement. Selon les responsables de la mission Inspiration Mars, ils devraient être en mesure de garder l’étage supérieur de la fusée, de leur véhicule de lancement, attaché à l’engin spatial pour l’ensemble du voyage et la diriger vers le soleil en cas d’éruption solaire.

à suivre…

Le détail de la recherche sur le mur d’eau : Water walls architecture : massively redundant and highly reliable life support for long duration exploration missions. L’étude de faisabilité d’un voyage vers Mars de la fondation Inspiration Mars :Feasibility Analysis for a manned Mars free-return mission in 2018. Le site de l’Inspiration Mars Foundation.