Encore de la glace sur Mars

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.

Falaises de glace aux moyennes latitudes photographiées par le satellite martien MRO. (MRO, Colin M. Dundas et al.)

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.

L’une des falaises de glace, dues au changement climatique, a été observée dans le cratère Milankovic—quel à propos!—à proximité du volcan Olympus Mons. Installer une base à mi-chemin serait une aubaine pour les futurs explorateurs…

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…

Test de forage martien en Islande, conduite par la doctorante Ali Bramson (université de l’Arizona).

Objectif Lune… ou à peu près

Directive lunaire signée, avec l’astronaute Harrison Schmitt derrière le document, et Buzz Aldrin à droite.

Donald Trump vient de signer en ce 11 décembre 2017 une directive de son Conseil de l’Espace, enjoignant la NASA et les Etats-Unis à reprendre des vols habités vers la Lune, et éventuellement vers Mars. On connaît le projet concocté par la NASA qui consiste à assembler une mini-station orbitale entre la Terre et la Lune, censée desservir les projets—éventuels eux-aussi—de poser hommes ou robots à sa surface. Un projet aussi flou que le financement ou le calendrier du projet, que Trump et son Conseil se gardent bien de préciser. Autant dire : du vent.

Le « Deep Space Gateway », station orbitale proche de la Lune et sans but précis

La cérémonie de signature de la directive était d’autant plus pénible à voir qu’y était invité Harrison « Jack » Schmitt, dernier astronaute Apollo à avoir marché sur la Lune, il y a 45 ans jour pour jour. « Aujourd’hui, nous nous engageons qu’il ne sera pas le dernier » déclara Trump, avant d’ajouter que des astronautes pourraient aussi se poser ailleurs, et se tournant vers Schmitt : « Qu’en penses-tu, Jack, on va trouver d’autres endroits là-haut ? »
« Oui, on devrait » se hasarda à répondre Schmitt, avant de répéter le credo de l’administration : « Apprenons de la Lune. »
À en écouter leurs responsables gouvernementaux, on n’est pas près d’aller sur Mars.

Elon Musk et sa roadster Tesla dont il va devoir se séparer…

Par contraste, dans le secteur privé, Elon Musk et sa société SpaceX ne ratent pas une occasion d’y aller. Comme au mois de janvier ils vont finalement tester en vol pour la première fois leur nouvelle fusée poids-lourd Falcon Heavy (sans charge utile attitrée), et qu’il y assez de propergol dans le second étage pour propulser une lourde masse hors du champ de gravité terrestre, pourquoi ne pas envoyer quelque chose vers Mars ? Il est évidemment trop tard pour concevoir une sonde, sans budget de surcroît, de sorte que l’idée est venue au fantasque Elon Musk d’y envoyer sa propre voiture de sport—une roadster Tesla pimpant rouge—et cela uniquement pour le fun. Histoire de faire jaser. On peut imaginer la tête que ferait une intelligence extraterrestre, si elle découvrait l’improbable décapotable de Musk dérivant dans l’espace. Au moins y verrait-elle une manifestation de l’humour terrestre, alors qu’à la vue de la future station lunaire de l’administration Trump, ni sur la Lune, ni trop loin quand même, elle aurait sans doute du mal à décider si c’était une autre blague ou non…

Elon Musk revoit sa copie

Écorché du nouveau vaisseau « BFR » : le second étage de 1300 tonnes pouvant mettre 150 tonnes de charge utile en orbite. (© SpaceX)

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 premier étage ou « booster » ne comprend plus que… 31 moteurs à méthane et oxygène liquide.

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.

Le nouvel engin de SpaceX pourrait même desservir la Station Spatiale Internationale (gros engin à vitres panoramiques, à droite, avec une capsule Dragon au centre, pour comparaison).

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…

Thomas Pesquet sur Mars

Le réalisateur Alain Tixier, l’astronaute Thomas Pesquet et moi-même à Lanzarote, entre deux prises de vue.

Un décor martien en chasse un autre : après mes pérégrinations dans l’Arctique (cratère d’impact de Haughton), dans le désert de l’Utah, en Islande et dans la plaine des sables de l’île de la Réunion, dans le cadre de simulations de séjour sur Mars ou de tournages de documentaires martiens, voici les Canaries ! Cette fois-ci, il s’agit d’un film documentaire d’Alain Tixier (ex-Ushuaïa), produit par Grand Angle Productions pour la chaîne Arte, avec pour vedette l’astronaute Thomas Pesquet. Dans ce programme traitant de son vol dans la Station Spatiale Internationale et son retour sur Terre, il a été question de Mars—un objectif auquel Thomas Pesquet n’est pas insensible…

Une randonnée sur Mars ? Thomas Pesquet en haut d’un volcan (en rouge) avec deux membres de l’équipe.

Le champ de lave de Timanfaya dans l’ile de Lanzarote, où nous avons tourné, possède des endroits très martiens, avec des cônes aux versants rubiconds, mais leur accès est interdit au public, car faisant partie d’un Parc National très protégé. Mon endroit favori est un spectaculaire tunnel de lave dont le toit est à moitié effondré et qui rappelle les sinuous rilles de la Lune, comme le sillon Hadley d’Apollo 15, sauf qu’au lieu d’avoir trois milliards d’années, il n’a que trois siècles. Le champ de lave de Timanfaya fut en effet mis en place par une éruption fissurale de grande ampleur en 1730, qui nécessita l’évacuation de l’île (entre 1 et 5 kilomètres cube de lave, les estimations divergent).

Mon chenal préféré—un tunnel à moitié effondré—dans le champ de lave de Timanfaya.

Un film à découvrir sur Arte, donc, au mois de décembre. Je vous préciserai la date dès qu’elle sera communiquée.

Retour automatique d’échantillons

Dans le cadre de son analyse « à mi-mandat » du plan décennal d’exploration planétaire de la NASA (qui date de 2011), un comité représentant les Académies américaines a souligné tout le bien qu’il pensait d’un retour d’échantillons de la planète Mars par un système de sondes automatiques. Maintes fois proposée, une telle mission rapporterait quelques centaines de grammes ou quelques kilogrammes de sol et de roches. Le comité propose de saisir la fenêtre de tir de 2026 pour poser sur Mars une plateforme munie d’un rover pour récupérer les échantillons, et d’un propulseur pour les remonter en orbite martienne. Là un vaisseau automatique attendrait le colis pour le rapatrier sur Terre.

Le « cache » à échantillons du rover de 2020 (Nasa/JPL/Caltech)

L’idée serait que les échantillons soient déjà ramassés sur Mars par le rover « Curiosity-2 » dont le lancement est prévu en 2020. En 2026, le nouveau rover n’aurait pour mission que d’aller chercher le colis préparé par son prédécesseur et le charger à bord de l’étage de remontée. Les partisans de cette stratégie insistent sur la date de 2026, car il resterait assez de sondes en orbite martienne munies de systèmes de télécommunications (par exemple le MRO de la NASA et le TGO de l’ESA) pour coordonner les manœuvres. Au-delà de cette date, la vétusté de ces satellites pourrait être rédhibitoire et impliquer le lancement d’une autre pièce du puzzle—le chaînon de télécommunications—ce qui augmenterait les coûts.

On notera au passage qu’aucun budget n’est estimé pour une telle mission : or ce fut chaque fois l’obstacle à la réalisation du projet. D’autre part, faire l’économie d’un satellite de télécommunications en serrant le calendrier est un argument pour le moins fallacieux, car on peut deviner que ce n’est pas là que se cache le coût d’un tel projet. Et comme ce dernier ne peut que prendre du retard, vu sa complexité, cela réintroduira certainement, et a posteriori, la nécessité d’un nouveau satellite de télécommunications. L’argument est d’autant plus bizarre qu’il laisse entendre que la NASA n’a pas besoin de nouveau satellite pour étudier Mars dans les six ans à venir (lequel pourrait, comme ses prédécesseurs, servir de relai de télécommunications).

Il n’en demeure pas moins que rapporter sur Terre des échantillons martiens collectés par le rover de 2020 serait bigrement intéressant. Le tout, c’est de s’en donner les moyens et ne pas faire entrer en ligne de compte de faux arguments…

Le vice-président Pence parle de Mars…

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.

Le vice President des Etats-Unis Mike Pence à Cap Canaveral le 6 juillet, devant la capsule Orion… que son administration sous-finance. Cherchez l’erreur…

 

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 ?

La veille du discours de Pence, à Cap Canaveral, décollage du Falcon9 de SpaceX.

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…

Reports en cascade

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…

La super fusée SLS de la NASA ne connaîtra son premier vol qu’en 2019… au plus tôt (NASA/MSFC)

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…

Red Dragon de SpaceX devait partir pour Mars en 2018. Il faudra désormais attendre 2020… (SpaceX)

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…

Opportunity explore une ravine

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.

Le parcours d’Opportunity depuis 2014, parvenu sur le rebord du cratère d’impact Endeavour.

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…

Depuis orbite, les données spectrales caractérisent la composition du rebord du cratère. Entre Tribulation et Byron, Opportunity descendra la pente vers les mots « Endeavour Crater » où se trouve la ravine…

NASA : la Lune sur la route de Mars

Les orientations du programme spatial piloté de la NASA se sont peu à peu décantés au mois d’avril 2017 et l’agence a accouché d’un projet qui consiste à bâtir une mini station orbitale autour de la Lune, tout en ne s’intéressant pas… à la Lune. On en arrive au summum de l’incohérence, ou plutôt de la logique industrielle qui consiste à continuer de fabriquer des modules pour ne pas en faire grand chose, pourvu qu’elles remplissent un carnet de commandes.

La NASA, avec le soutien, sinon du Président des USA, sinon du Congrès, avait développé ces dernières années un gros lanceur de classe Saturn V (le SLS, Space Launch System) et un nouveau véhicule de classe super Apollo (Orion), qui pourra véhiculer 4 ou 6 astronautes en orbite terrestre ou vers la Lune. Le vol inaugural de l’ensemble est prévu fin 2018 sans équipage ou peut-être fin 2019 avec équipage, avec un contournement de la Lune de style Apollo 8 ou Apollo 13.  Mais la finalité de ce hardware a toujours baigné dans le flou le plus total.

Le « Deep Space Gateway », une station spatiale autour de la Lune… sans finalité aucune.

Aujourd’hui, l’idée serait de construire des modules de type Station Spatiale Internationale qui seraient assemblés en orbite lunaire pour y accueillir des astronautes, toujours sans vision de ce qu’ils pourraient bien y faire. Le nom même de l’ensemble est évocateur—ou plus précisément non-évocateur : Deep Space Gateway, ou « Portail d’entrée à l’espace profond ». On construit une porte, mais sans savoir où elle va. La logique voudrait que la station circumlunaire serve d’étape pour une mission qui se poserait sur la Lune. Mais ce n’est même pas imaginé par la NASA à l’heure actuelle. L’agence américaine rêve sans doute que l’Europe sera très contente de financer et de construire quelque chose pour justifier leur incohérence, à savoir un module lunaire pour se poser sur la Lune et une base pour y séjourner Encore faudrait-il que l’Europe en ait les moyens.

L’ébauche de programme piloté de la NASA jusqu’en 2026 avec leur nouvelle fusée SLS et la construction du Deep Space Gateway en orbite lunaire…
…puis à partir de 2028 la construction d’un nouvel ensemble, le Deep Space Transport, à vocation martienne.

Là où on frise le surréalisme, c’est qu’après avoir construit une station qui ne sert à rien, on enchaînerait tout de suite avec la construction d’un second ensemble en orbite lunaire, le Deep Space Transport… pour voler vers Mars. Comment finance-t-on les deux ensembles en même temps ? À quoi sert le premier, si l’objectif est le second ?  Et pourquoi construire le second autour de la Lune, s’il n’a rien à y faire ?

Le Deep Space Transport de Boeing : en route vers Mars en 2030… après dix ans perdus à faire autre chose.

En attendant de voir ce programme rocambolesque se clarifier, on en arrive toujours à la même question concernant le programme piloté de la NASA : y a-t-il un pilote à bord ?

La science ? Après tout, qu’est-elle, sinon une longue et systématique curiosité ? André Maurois