Alors que la caméra du vaisseau spatial russo-européen ExoMars a envoyé la première image de la planète rouge sur Terre, les États-Unis travaillent à l'envoi d'une expédition habitée à part entière sur Mars. Pourquoi les Américains en ont besoin, combien coûtera un tel projet et si la Russie envisage d'y participer sont des questions qui appellent une réponse.
La tâche d'un survol habité de Mars a été fixée par le président Barack Obama en 2010. Puis il a dessiné le plan d'action suivant devant la NASA: d'ici 2025, effectuer un vol habité vers un astéroïde proche de la Terre, au milieu des années 30 - vers Mars, après quoi une mission d'atterrissage suivra. Jusqu'à présent, nous pouvons dire que la NASA dans son ensemble s'inscrit dans le calendrier prévu. Dans le même temps, l'agence prévoit non seulement un survol de la planète rouge, mais une visite de son satellite naturel Phobos.
À ce jour, l'agence a identifié six éléments de base requis pour un vol vers Mars, dont l'atterrissage. Il s'agit du lanceur lourd SLS, de la sonde Orion, du module vivant Transheb (pour le vol sur la route Terre-Mars-Terre), d'un atterrisseur, d'un étage de décollage et d'un système de propulsion solaire-électrique (SEP). Selon l'une des estimations préliminaires, 15 à 20 tonnes de fret et d'équipements devront être livrées à la surface de la planète rouge pour assurer le premier atterrissage de personnes à sa surface. Cependant, les représentants de la NASA ont annoncé le chiffre de 30 tonnes ou plus, compte tenu du fait que le poids de la seule étape de décollage projetée sera de 18 tonnes et que le poids de l'atterrisseur sera d'au moins 20 tonnes. Pour envoyer ces éléments dans l'espace, au moins 6 lancements d'un porteur lourd/super-lourd SLS d'une capacité d'emport de 70 à 130 tonnes seront nécessaires. Dans un effort pour économiser du temps et de l'argent dans le développement et la production de ce "camion lourd", la NASA a utilisé la technologie et l'équipement laissés par les navettes, y compris les moteurs, le réservoir de carburant et les propulseurs à propergol solide "navettes".
Les éléments du complexe martien se rassembleront en un faisceau non pas en orbite proche de la Terre, mais au point de Lagrange L-2. Il est situé à un million et demi de kilomètres de la Terre, derrière la face cachée de la Lune, à 61 500 d'impact. La NASA appelle L-2 rien de plus qu'un "site de test", soulignant ainsi que non seulement l'assemblage, mais également les tests de la technologie martienne y seront effectués.
Les médias américains et internationaux ont évoqué à plusieurs reprises, notamment en référence à certaines sources de la NASA, la possibilité d'un retour des Américains sur la Lune en vue de l'expédition martienne. Cependant, ce n'est pas une question maintenant. Comme l'a déclaré l'un des principaux experts américains dans le domaine de la politique spatiale, John Logsdon, au journal VZGLYAD, la création d'un atterrisseur lunaire n'est pas incluse dans les plans de la NASA. Il n'est toutefois pas exclu que l'Agence spatiale européenne (ESA) décide du vol vers la Lune. Et dans le cas où l'ESA construirait un atterrisseur, les États-Unis pourraient participer au projet lunaire européen, en fournissant éventuellement SLS pour livrer ce module à un satellite naturel de la Terre.
Trois pas vers Mars
Les lanceurs les plus puissants de l'histoire de l'astronautique
La NASA a qualifié sa première étape de « s'appuyer sur la Terre ». Cela comprend la pratique des opérations nécessaires et l'accumulation de l'expérience requise en orbite terrestre basse à l'aide de l'ISS. De plus, dans le cadre de cette étape, l'agence développe des moyens et des méthodes d'utilisation des ressources martiennes improvisées (ISRU) pour obtenir du carburant et d'autres matériaux nécessaires. L'activité est assez gratifiante si l'on considère que l'étage de décollage de 18 tonnes nécessitera 33 tonnes de carburant, et la NASA entend bien l'extraire du dioxyde de carbone et de l'eau disponibles sur la planète rouge.
La deuxième étape est appelée "site d'essai", qui, comme déjà noté, est situé au point L-2. À l'aide d'un dispositif automatique, il est prévu de capturer un astéroïde voisin, qui sera transféré à ce point, où il sera examiné par l'équipage du vaisseau spatial Orion.
La troisième étape s'appelait « indépendante de la Terre ». Nous parlons déjà de l'étude directe et du développement de la planète rouge. Il comprend la vie sur Mars, l'utilisation intensive des ressources martiennes et la transmission régulière d'informations scientifiques vers la Terre à l'aide de systèmes de communication avancés.
Il vaut la peine de s'attarder sur le rôle d'"Orion" plus en détail. Malgré le fait qu'il ressemble extérieurement à une version agrandie du vaisseau spatial jetable classique de classe Apollo (parfois l'Orion est appelé en plaisantant "Apollo sous stéroïdes"), le nouveau "taxi" pour les astronautes de la NASA sera réutilisable - il est prévu d'utiliser le même descente véhicule navire jusqu'à dix fois. Dans le même temps, "Orion" se distinguera par une "capacité de passagers" accrue et pourra embarquer jusqu'à 7 membres d'équipage.
Mais ce n'est pas la caractéristique principale d'Orion. Selon Charles Precott, vice-président d'Orbital ATK, qui développe des propulseurs à combustible solide à cinq segments pour le SLS, le navire fera partie du complexe martien interplanétaire. Ses systèmes, dont un système de survie (réfrigérant) et de protection contre les rayonnements, seront intégrés à ce complexe pour augmenter sa fiabilité.
Statistiques de réussite des lancements spatiaux dans différents pays
La ressource estimée d'"Orion" n'est pas inférieure à 1000 jours. Il est conçu pour entrer dans l'atmosphère terrestre à des vitesses plus élevées, comme lors du retour de L-2 ou de Mars. De plus, le navire deviendra un abri supplémentaire pour l'équipage en cas de problème. Precott a donné l'exemple d'Apollo 13, dont l'équipage, après l'explosion du réservoir d'oxygène du module de commande lors du vol vers la Lune, a été sauvé en grande partie grâce au système de refroidissement et de propulsion de l'atterrisseur lunaire. Ce module, bien qu'il n'ait pas été conçu pour fonctionner pendant le vol le long de la route Terre-Lune-Terre, dans une situation critique a rempli avec succès des fonctions inhabituelles pour lui.
Le premier vol d'essai d'Orion a eu lieu automatiquement en décembre 2014, lorsqu'il a été lancé depuis le lanceur Delta IV Heavy. Le prochain est prévu pour septembre 2018, Orion (toujours sans équipage) volera en orbite circumlunaire déjà avec l'aide du transporteur SLS, dont ce sera d'ailleurs le premier lancement. Et le premier vol habité du vaisseau spatial - directement vers la Lune - est prévu pour 2021-2023.
Peurs et réalité
Les équipages volant en orbite terrestre basse sont protégés du rayonnement cosmique par le champ magnétique terrestre. Les astronautes se dirigeant vers la Lune et Mars notamment sont privés de cette protection. Cependant, selon Scientific American, citant les données du rover Curiosity, le danger des radiations de l'espace lointain n'est pas assez grand pour devenir un obstacle à la mise en œuvre de l'expédition martienne. Ainsi, les astronautes qui passent 180 jours pour se rendre sur Mars, le même montant pour en revenir, et passent également 500 jours à la surface de la planète rouge, recevront une dose totale de rayonnement de l'ordre de 1,01 sievert. Selon les normes de l'ESA, un astronaute ne devrait pas recevoir plus d'un sievert lors de tous ses vols. Cette dose, selon les médecins, augmente le risque de cancer de 5%. La NASA a des normes plus strictes: le risque de cancer d'un astronaute pendant toute la durée de son activité professionnelle ne doit pas dépasser 3%. Cependant, selon Don Hassler, l'un des membres de l'équipe de recherche Curiosity, 5% est "un chiffre parfaitement acceptable".
S'exprimant lors de la conférence People to Mars (H2M) à Washington en mai, Scott Hubbard, ancien responsable des projets de la NASA sur Mars et maintenant professeur à l'Université de Stanford, a cité le médecin en chef de la NASA Richard Williams disant qu'« il n'y a actuellement aucun risque pour la santé de l'équipage qui empêcherait une mission habitée vers Mars. Williams admet qu'il existe un risque pour la santé des astronautes, mais la NASA est prête à l'accepter, d'autant plus que l'agence développe constamment de nouvelles façons de l'atténuer. Par exemple, la NASA expérimente actuellement un matériau à base de nanotubes de nitrure de bore hydrogéné (BNNT) qui présente des propriétés anti-rayonnement très prometteuses.
Pourtant, selon Andy Weier, l'auteur du livre "Le Martien", sur la base duquel le film du même nom a été réalisé, son héros aurait certainement un cancer lors de son séjour à la surface de la planète rouge. Qui est le plus proche de la vérité - scientifiques ou écrivains de science-fiction, le temps nous le dira.
Quand, pour combien et avec qui
La NASA adhère actuellement au calendrier suivant pour l'exploration habitée et l'exploration de Mars. De 2021 à 2025, au moins cinq missions habitées vers l'espace lunaire sont prévues, dont la "capture" et l'étude de l'astéroïde. En 2033, les astronautes devraient atteindre Phobos, et en 2039, ils devraient fouler la surface de Mars pour la première fois. Une deuxième expédition atterrira sur Mars en 2043.
Pour soutenir "l'assaut" habité de la planète rouge de 2018 à 2046, au moins 41 porte-avions de type SLS devront être lancés. Il n'est pas exclu qu'à cela il faudra ajouter des lancements de porte-avions déjà exploités des types Delta-4 et Atlas-5 (si ce dernier reçoit des moteurs américains au lieu de russes et est toujours en opération). Ils serviront principalement au lancement de véhicules automatiques vers Mars et Mars, qui se verront confier la fonction de « mineurs » d'informations scientifiques pour aider les expéditions habitées.
Bien entendu, le nombre de porte-avions et leurs types peuvent varier en fonction des modifications apportées à la configuration des missions habitées martiennes. Il existe une option dans laquelle seuls 32 porteurs de type SLS sont nécessaires (sans compter cinq pour les expéditions circumlunaires précitées): dix pour soutenir une mission habitée vers Phobos, douze pour le premier atterrissage d'astronautes sur Mars, et dix de plus pour le second..
La question est: combien tout cela coûtera-t-il et les États-Unis « supporteront-ils » seuls ces dépenses ? L'envoi d'astronautes sur Mars ne coûtera qu'une fraction de ce qui a été dépensé pour le développement et la production de l'avion de chasse F-35 de sixième génération, selon un groupe d'experts de la NASA, ainsi que des représentants de l'industrie et du monde universitaire aux États-Unis. gestion des États-Unis, à terme le programme F-35 pourrait coûter mille milliards de dollars) et ne dépassera pas 100 milliards de dollars. C'est la même chose que les États-Unis ont dépensé jusqu'à présent pour le programme ISS. D'ici 2024, le vol de la station sera terminé, et la NASA ne dépensera plus près de 4 milliards de dollars par an pour son fonctionnement. Ainsi, dans les dix années qui séparent la fin de l'orbite de la station autour de la Terre et le début de la mission vers Phobos, le montant des fonds économisés s'élèvera à environ 40 milliards de dollars, et les Etats-Unis devront trouver 60 dollars supplémentaires. milliards pour mettre en œuvre ses plans martiens.
Parlant du coût de la mission sur Mars, les experts soulignent qu'il peut être encore plus réduit si des participants internationaux sont impliqués dans le projet. La question évidente est: est-ce que la Russie en fait partie, qui est actuellement l'un des plus gros partenaires des Etats-Unis dans le domaine spatial et dispose d'un potentiel spatial sérieux (notamment dans le domaine des vols habités) ? Mais si les États-Unis ont de tels projets pour la Russie, ils sont pour le moment tenus secrets.
À la fin du mois de mai de cette année, le journal Space News a exposé le point de vue du chef de la NASA, Charles Bolden, sur l'avenir de la coopération internationale dans l'espace. Il a parlé de l'importance de l'interaction en dehors de l'atmosphère avec l'Europe, le Japon et la Chine. En ce qui concerne la RPC, Bolden a mentionné qu'il allait la visiter à la fin de l'été, soulignant que tôt ou tard les États-Unis et la Chine commenceraient certainement à coopérer étroitement dans le domaine spatial. La liste des partenaires spatiaux potentiels comprend même des pays comme Israël, la Jordanie et les Émirats arabes unis. Mais Bolden n'a pas dit un mot sur la Russie. Peut-être n'y avait-il tout simplement aucune raison à cela, mais une autre explication est possible: les relations fortement aggravées entre Moscou et Washington, ainsi que le manque de technologie et de technologie de la Russie pour l'espace lointain (pour y accéder, les États-Unis pourraient mis à part les divergences politiques générales) ne contribuent pas à l'intérêt de l'Amérique à poursuivre son partenariat avec notre pays après la fin du vol de l'ISS.
Il reste à ajouter qu'en plus du programme d'État américain sur Mars, il existe également un programme privé, que SpaceX entend mettre en œuvre. Le chef de cette entreprise, Elon Musk, a annoncé son intention de faire atterrir le vaisseau Dragon à la surface de la planète rouge en 2018, et d'y envoyer des gens en 2026.
S'exprimant lors de la conférence People to Mars et expliquant pourquoi l'Amérique lutte pour la planète rouge, Charles Precott a déclaré: « Les sauts dans l'espace ne se produisent que lorsque les intérêts stratégiques du pays sont derrière eux. Nous allons sur Mars parce que nous voulons montrer au monde notre capacité à faire quelque chose que personne n'a jamais fait auparavant, démontrer notre leadership spatial et garantir notre accès au marché spatial mondial, qui atteint 330 milliards de dollars de revenus annuels. » Comme vous pouvez le voir, l'explication est assez simple. Et la question se pose involontairement: la Russie n'a-t-elle vraiment pas de tels intérêts stratégiques qui peuvent être réalisés à l'aide d'un projet coûtant deux JO de Sotchi ?
