Elon Musk a tenu son pari. Mardi 6 février à 15h45 heure de Cap Canaveral, sa nouvelle fusée Heavy Falcon a fait rugir le feu par ses 27 moteurs et effectué avec brio son vol de qualification, devenant le plus puissant lanceur américain depuis la regrettée Saturn V des missions Apollo. Comme une horloge, le lanceur—constitué de trois fusées Falcon accolées—a gagné une altitude de 50 kilomètres et Mach 7, avant que ne se détachent les deux boosters latéraux, et 90 kilomètres avant la séparation du dernier bloc propulseur du premier étage et l’allumage du second étage. Ce dernier, propulsé par un seul moteur, a continué la mise en orbite, avec éjection de la coiffe à 115 kilomètres d’altitude et 4 minutes de vol : la décapotable Tesla d’Elon Musk, avec un mannequin d’astronaute (Starman) casqué au volant, est alors apparu sur l’écran du centre de contrôle avec la Terre en arrière-plan, sa radio de bord jouant Space Oddity, le tube de David Bowie, sous les acclamations de la foule au centre de contrôle.

Au bout de 7 minutes, la phase de propulsion était achevée, le second étage et son insolite charge utile ayant atteint 170 kilomètres d’altitude et la vitesse de mise en orbite.
Entre temps, les trois corps cylindriques du premier étage retombaient vers la Terre : les deux boosters latéraux vers le point de départ à Cap Canaveral, et le corps central vers une péniche dans l’océan Atlantique. Les deux premiers mettaient à feu trois de leurs moteurs pour freiner leur descente et de façon synchronisée, tel un ballet de l’espace, se posaient comme des fleurs sur le pas de tir 14, huit minutes après leur décollage. Seul le corps principal qui devait se poser sur la barge a raté son approche (un seul moteur sur trois s’est allumé) et s’est écrasé en mer.

Et ce n’était pas fini : après six heures en orbite terrestre, le second étage s’est rallumé, envoyant la décapotable et son mannequin en direction de la planète Mars. Le propulseur en a même fait de trop, et il est fort à parier que l’engin passera Mars en trombe pour s’enfoncer dans la ceinture des astéroïdes et y diffuser le tube de David Bowie.
Nous reviendrons dans un prochain blog sur le sens et la portée de ce premier test réussi, avec sa pointe d’humour et de poésie, de la nouvelle fusée Heavy Falcon…

La nouvelle fusée Falcon Heavy de SpaceX—société spatiale dirigée par le fantasque et génial Elon Musk—est sur son pas de tir de Cap Canaveral, prêt à partir dans une semaine… pour Mars !
Pour ce test inaugural de la plus puissante fusée jamais construite depuis la légendaire Saturn V des vols Apollo et la Navette, le milliardaire vise en effet la planète rouge. Il en a les moyens, puisque le lanceur développe une poussée de 2.300 tonnes (pour une masse au décollage de 1.400 tonnes) soit 3/4 de la poussée de la Saturn V ou de la Navette Spatiale. Le Falcon Heavy peut donc mettre 64 tonnes en orbite basse, ou lancer 17 tonnes vers Mars (ou poser environ 3 tonnes à la surface de la planète rouge).

Pour ce vol inaugural, rien n’est dit que ce complexe assemblage de 27 moteurs Merlin (3 fusées Falcon liées ensemble, avec 9 moteurs chacun) fonctionnera. Le 24 janvier, l’impressionnante grappe de moteurs fut mise à feu sur le pas de tir durant 10 secondes, le temps de voir si tout fonctionnait, et le Falcon Heavy passa ce premier test avec succès. Désormais, le lancement est officiellement sur les tablettes pour le mardi 6 février.

Elon Musk lui-même a averti journalistes et public que c’est un premier vol d’essai et qu’il y a un fort risque qu’il échoue: c’est la règle du jeu. En tout cas il espère que le décollage se passera bien, et a mis sur pied plusieurs événements pour observer le lancement: 195 $ par personne (buffet et champagne inclus) pour assister au lancement depuis l’ancien centre de contrôle des vols Apollo, à cinq kilomètres du pas de tir, ou bien 115 $ depuis le centre des visiteurs avec DJ et jeux de plage. Comptez sur Elon Musk pour mettre l’ambiance.

Mais le véritable clou du spectacle, si tout le vol se déroule à la perfection, consistera en un second allumage du second étage qui mettra alors le cap sur Mars, avec pour charge utile… la propre voiture décapotable d’Elon Musk, diffusant par radio, tout au long du chemin, le tube de David Bowie, Space Oddity. Comme quoi on ne s’ennuie pas avec l’excentrique milliardaire…

La nouvelle est tombée en cette fin janvier : la NASA est décidée à mettre fin à la longue aventure de la Station Spatiale Internationale (ISS) en 2025. Cela laisse encore sept ans aux ingénieurs et aux scientifiques pour faire fructifier la Station, mais met un terme aux rallonges à répétition du programme. La motivation principale, c’est de transférer le gros du budget des vols pilotés vers le nouvel objectif américain : une petite station d’exploration à proximité de la Lune (Deep Space Gateway) dont l’assemblage pourrait commencer dès 2022, avec le retour d’astronautes américains autour de l’astre des nuits. Pour les supporters d’une exploration interplanétaire, humaine, c’est un bon signal, quoique la planète Mars n’est pas encore officiellement sur les tablettes. Mais il fallait d’abord prendre la courageuse décision d’arrêter l’ISS. C’est désormais chose faite.

De l’eau sur Mars : ce n’est un secret pour personne qu’il y en a à la pelle, sous forme de glace, aux deux pôles—suffisamment, si elle fondait, pour couvrir toute la planète rouge (si elle était une boule lisse sans relief) d’une mer profonde de plusieurs dizaines de mètres. En l’état, vue la topographie martienne, cet océan se rassemblerait dans le grand bassin de l’hémisphère nord.

Ce qu’un nouveau travail de recherche, dirigé par Colin Dundas de la US Geological Survey et ses co-auteurs, vient de mettre en évidence, c’est qu’il y a énormément de glace également aux latitudes moyennes de la planète, centrée vers 55° nord et sud, c’est-à-dire aux latitudes correspondant sur Terre à l’Écosse et au Danemark. L’étude a été conduite sur des images à haute résolution, prises par le satellite martien MRO, sur huit sites où le terrain a été érodé en falaises qui montrent une vue en coupe du sous-sol. Or y apparaît, sous moins d’un mètre de sol, une couche de glace épaisse de plus de 100 mètres. Il s’agirait de neige compactée, à l’époque où le changement climatique martien, bien modélisé d’après les calculs des « cycles de Milanković » de la planète rouge, aurait favorisé les précipitations neigeuses sur les hautes à moyennes latitudes plutôt que directement aux pôles.

C’est une aubaine pour l’exploration humaine de Mars. L’accès à des ressources en eau pour la base serait automatique et facile près des pôles, mais gâché par la nuit hivernale très longue à ces endroits. Que des ressources similaires existent par 55° de latitude rend la colonisation beaucoup plus facile, avec des heures d’insolation satisfaisantes en toutes saisons. Même pas besoin de moyens sophistiqués pour atteindre la glace : il n’y a qu’à creuser quelques décimètres seulement. Quant à l’intérêt scientifique, il est tout aussi important, car carotter cette centaine de mètres de glace donnera un aperçu du climat martien sur le dernier million d’années—l’âge à laquelle cette glace a dû se former…

Avec Elon Musk, il faut s’accrocher. Ses projets évoluent à la vitesse grand v, et un an après avoir présenté en octobre 2016 son vaisseau pharaonique ITS (International Transport System) de 10 000 tonnes, propulsé par 42 réacteurs au décollage (voir notre blog de l’époque), voilà que l’excentrique ingénieur revoit son projet à la baisse.

Dans sa nouvelle mouture baptisée BFR (Big Falcon Rocket ou Big Fucking Rocket pour les initiés), le premier étage passe de 6 700 tonnes, 78 m de longueur, 12 m de diamètre et donc 42 moteurs, à un « modeste » 3 000 tonnes, 58 m de longueur, 9 m de diamètre et 31 moteurs, dont la puissance unitaire a elle aussi été revue à la baisse, de 350 à 175 tonnes de poussée chacun. Le second étage ou « vaisseau » n’a plus que 7 moteurs « bridés » au lieu des 9 gros moteurs du projet initial, et ne pèse plus que 1 300 tonnes au lieu de 2 100 tonnes. Résultat des courses : ce sont 150 tonnes de charge utile plutôt que 300 tonnes qui peuvent être lancés en orbite basse. Cela reste tout de même comparable à la Saturne V des missions Apollo, c’est-à-dire que ce sera le plus gros lanceur du monde.

Le reste de l’architecture est inchangé : le premier étage est récupéré, se reposant à la verticale sur son pas de tir, tout comme le second étage —le vaisseau spatial en lui-même.

Les raisons du changement d’échelle : le réalisme technique d’abord, des moteurs moins puissants étant plus faciles à construire. Le réalisme économique ensuite : un engin du nouveau calibre proposé trouvera plus d’applications, en orbite terrestre basse et en banlieue lunaire, que la première version qui avait uniquement la colonisation de Mars comme objectif. Ainsi Elon Musk pense rendre sa fusée rentable dès sa mise en service, de par sa versatilité.

Son calendrier reste des plus ambitieux, puisqu’il lancera la construction du premier exemplaire avant l’été 2018, accomplira les premiers tests atmosphériques de son engin dans la foulée, et—fidèle à ses ambitions martiennes—lancera un premier vol non-piloté vers Mars en 2022, et le premier vol avec passagers vers la planète rouge en 2024.

Pour se concentrer totalement sur son projet, Elon Musk et sa société SpaceX arrêtent tous travaux de développement de la capsule Dragon—le petit vaisseau intérimaire qui devait se poser sur Mars à l’horizon 2020—et annoncent même que leur ligne précédente de fusées à succès (les Falcon 9 et Falcon Heavy) sera elle aussi mise à la retraite pour faire place au nouveau-venu. Plus que jamais avec Elon Musk, c’est une affaire à suivre…

Le vice-président des Etats-Unis, Mike Pence, était en visite à Cap Canaveral en Floride ce 6 juillet 2017, saisissant l’occasion pour faire un discours sur la politique spatiale américaine. Il a déclaré que sous l’administration Trump, la NASA refocaliserait ses efforts sur les vols pilotés—avec la bénédiction du National Space Council. Cette dernière instance avait disparu de la scène publique depuis 1993 (au terme du mandat de George Bush père), et reprend du service à partir de cet été, dirigée comme autrefois par le vice-président des Etats-Unis, en l’occurrence Mike Pence.

À Cap Canaveral, celui-ci a réitéré le désir de l’administration de retourner sur la Lune et « de mettre des traces de bottes américaines sur le sol de Mars ». Paradoxe : l’administration fait des coupes dans le budget des vols pilotés, notamment dans celui de la capsule Orion et du lanceur lourd SLS en cours de développement. Au congrès, certains représentants républicains n’hésitent pas d’ailleurs à monter au créneau pour solliciter un budget plus élevé, afin de sauvegarder les deux projets.

Alors, encore des mots, toujours des mots, rien que des mots de l’administration Trump ?

Pendant ce temps-là, la société privée SpaceX d’Elon Musk opérait, le 5 juillet, à son dixième lancement de satellite de l’année avec sa fusée Falcon… Pendant que le secteur public se gargarise, le visionnaire privé avance avec des bottes de sept lieues…

Volonté de ne pas courir trop de lièvres à la fois et retards techniques pris par les principaux constructeurs de fusées font que le calendrier des grands travaux martiens, pour préparer une mission habitée, a glissé d’au moins deux ans. Les observateurs désabusés pourront commenter que c’est désormais la routine…

Empêtrée dans un programme sans queue ni tête d’exploration pilotée de l’espace profond, la NASA a reporté le premier vol d’essai—Exploration Mission 1—de son nouveau lanceur lourd SLS (Space Launch System, en attendant un nom plus sexy), qui devait propulser une cabine Orion sans équipage autour de la Lune en novembre 2018. Le vol est désormais reporté à une date indéterminée en 2019. La seconde mission (Exploration Mission 2) doit réitérer la mission circumlunaire, cette fois avec équipage : initialement prévue en octobre 2021, elle est désormais reportée à avril 2023. Six ans pour mettre au point un vol type Apollo 8 que la NASA de l’époque avait improvisée en un mois : sans commentaire…

Les raisons de ces glissements de programme ? Dommages infligés à l’usine de Louisiane par un ouragan, problèmes de soudure dans la construction du premier étage, et retards dans la construction et la livraison par l’Europe du module de service de la cabine Orion…

Côté entreprise privée et donc SpaceX d’Elon Musk, c’est aussi un glissement de calendrier qui a déjà été annoncé pour le vol—très audacieux—vers Mars d’une cabine inhabitée Dragon, censée se poser sur la planète rouge après freinage rétrofusée en mode supersonique, ce qui n’a jamais été tenté auparavant. Annoncé d’abord pour 2018, on sait que le vol a été reporté à la fenêtre de tir suivante de 2020. Outre les retards pris par SpaceX dans le développement de sa fusée Heavy Falcon qui sera utilisée à l’occasion et qui n’a toujours pas volé (on parle aujourd’hui de la mi-septembre), l’entreprise d’Elon Musk a accumulé les retards sur d’autres projets comme la mise au point de la cabine Dragon elle-même pour des vols pilotés vers la Station spatiale Internationale, avec pour client la NASA. Celle-ci met la pression sur SpaceX pour que leur commande soit prioritaire.

Pour que la pilule passe auprès des fans martiens, des rumeurs suggèrent que pour compenser le glissement, ce sont deux Dragons plutôt qu’un qui partiront vers Mars en 2020. Un seul, ce serait déjà pas mal…

À l’heure où l’automobile Curiosity continue son exploration du cratère Gale et de ses sédiments lacustres, il est bon de saluer à nouveau la performance de son prédécesseur, le robot Opportunity, qui en est à sa 14ème année de travail sur Mars (il n’était censé fonctionner que 3 mois minimum). On se serait contenté d’un petit kilomètre parcouru sur son site équatorial de Planum Meridiani : il en est à 44,4 kilomètres—plus qu’un marathon. Bien sûr quelques instruments donnent des signes de faiblesse, dont la mémoire de l’ordinateur, de sorte que l’engin doit transmettre ses données au jour le jour.

Cela fait près de six ans qu’il butine autour d’un gros cratère d’impact de 22 km de diamètre : Endeavour Crater. Après avoir exploré une fraction de sa circomférence, Opportunity s’apprête à descendre la pente, entre deux promontoires nommés Cape Tribulation et Cape Byron pour explorer une petite ravine ayant toute l’apparence d’un ancien écoulement d’eau liquide. C’est encore un bonus pour les planétologues qui seront très heureux de découvrir in situ et en gros plan ce couloir d’érosion…

Où va donc se poser ExoMars ?

Le rover européen ExoMars, qui sera la seconde tentative d’atterrissage sur Mars de l’ESA après le crash de Schiaparelli en octobre 2016, peaufine sa préparation. Son lancement a été retardé de 2018 à 2020, car beaucoup de travail reste à faire, et son arrivée sur Mars est désormais prévue en avril 2021.

Cela laisse notamment du temps supplémentaire aux ingénieurs et aux géologues pour bien choisir le site, à la fois dans l’optique des manœuvres d’atterrissage que pour l’intérêt géologique au sol, sachant que le rover a une autonomie de deux kilomètres. Bien sûr on peut espérer plus, mais à défaut, il convient tout d’abord de viser juste.

En 2015, la région d’Oxia Planum près de l’équateur de Mars, fut choisie par l’ESA parmi quatre finalistes, les trois autres étant Mawrth Vallis (un peu plus haut en latitude), Hypanis Vallis et Aram Dorsum.

Oxia Planum répond en effet bien aux exigences d’un terrain relativement plat, et d’après la télé-reconnaissance depuis orbite, serait abondant en argiles divers et variés qui seraient la trace d’écoulements d’eau en surface—ou d’une eau qui aurait imbibé le sous-sol martien— dans un très lointain passé. Les sites finalistes de l’ESA ont tous un âge estimé autour de 4 milliards d’années, alors que les sites visités jusqu’alors par Curiosity et les autres sondes de la NASA ne sont âgés de 3,7 milliards d’années, voire beaucoup moins. L’époque antérieure, visée par ExoMars, était apparemment beaucoup plus humide et donc intéresse les géologues et les biologistes au plus haut point.

Comme Oxia Planum, Mawrth Vallis satisfait cet objectif de vieux terrain bourré d’argile. Il avait perdu la « finale » contre Oxia en raison de sa topographie un peu plus tourmentée, sa latitude un peu décalée vers le nord, ce qui réduit la précision de l’atterrissage à cause des trajectoires, et aussi à cause d’une distribution plus mouchetée de ces argiles intéressants, qui ne représentent que 50 % du terrain (le reste est du vulgaire basalte), contre 80 % pour Oxia Planum.

Que Mawrth Vallis ait été promu ce mois-ci au même rang qu’Oxia Planum pour la destination d’ExoMars montre une certaine audace, certainement doublée d’un lobbying efficace, car pour remporter un choix de la sorte, il faut faire valoir bien des arguments. D’ici le lancement en juillet 2020, il reste trois ans pour choisir… et espérer qu’ExoMars arrivera ensuite à destination.

Le premier vol privé vers Mars n’aura pas lieu lors de la fenêtre de tir de 2018, comme l’avait annoncé Elon Musk et sa société SpaceX en septembre dernier. L’entrepreneur avait décidé de monter avec ses fonds propres une mission automatique de sa cabine propulsée Dragon vers la planète rouge, avec atterrissage à la clef—l’idée étant de renouveler l’opération tous les deux ans. Mais la multiplicité des programmes dans lesquels s’engage SpaceX et les retards de développement ont eu raison de cet ambitieux calendrier et le vol a été reporté à 2020.

C’est en particulier l’intérêt de deux touristes millionnaires pour un vol vers la Lune fin 2018, utilisant le même lanceur Falcon Heavy et la même cabine Dragon, et qui serait un vol payant, qui a sans doute motivé en partie ce glissement de calendrier. D’autant que la NASA, principal client de SpaceX, verrait d’un mauvais œil que leur prestataire se disperse dans autant de projets, alors qu’elle compte à juste titre être prioritaire dans le développement, les tests et la mise en service du Dragon pour emporter ses propres astronautes vers la Station Spatiale Internationale, également fin 2018. Quant au lanceur nécessaire à ces opérations—le Falcon Heavy de SpaceX—son vol inaugural n’aura lieu que cet été : tout problème majeur lors du test ferait de nouveau glisser le calendrier.

Ce n’est que partie remise, en 2020 donc, pour la tentative d’atterrissage sur Mars de la lourde cabine Dragon, pesant près de 5 tonnes à vide, plus 1 tonne de fret à définir, soit six fois plus que le plus lourd des engins posés à ce jour sur Mars (la tonne que représentait la sonde Curiosity de la NASA). Du coup, 2020 sera un cru exceptionnel pour l’exploration de Mars avec la même année les missions d’atterrissage Dragon de SpaceX, Mars Rover 2020 de la NASA (le jumeau amélioré de Curiosity), l’ExoMars de l’Agence Spatiale Européenne, et un atterrisseur Chinois avec sa propre automobile ! Quatre grandes missions martiennes à suivre…