Une approche pratique de la mission de retour d’échantillons sur Mars | Dmshaulers

La mission Mars Sample Return (MSR) de la NASA a échoué, entachée par un coût estimé à 10 milliards de dollars, un calendrier de 16 ans et des risques excessifs en matière de mission et de programme. Si la mission doit continuer, il faudra trouver une approche beaucoup plus simple et moins coûteuse.

Heureusement, une telle approche est disponible. Le plan actuel de la mission MSR est si coûteux, complexe et risqué parce qu’il n’a pas été traité comme une mission à réaliser aussi rapidement et à moindre coût que possible, mais comme une activité destinée à unir la communauté internationale de l’exploration spatiale en fournissant au plus grand nombre joueurs que possible quelque chose à faire. Ainsi, le script MSR actuel fournit des rôles principaux, entre autres, à l’équipe de la mission Perseverance, à l’équipe de développement de l’hélicoptère JPL sur Mars, à l’équipe de développement du Mars Ascent Vehicle (MAV), aux nombreuses nations de l’Agence spatiale européenne, à la communauté de la propulsion avancée, les développeurs de technologies de rendez-vous et d’amarrage autonomes, les technologues d’atterrissage de précision, les développeurs d’atterrisseurs martiens, les orbiteurs martiens, la bureaucratie de la protection planétaire et peut-être même le programme Artemis, le programme Deep Space Gateway.

Le moyen de rendre la mission moins chère, plus rapide et moins risquée est de retirer la plupart de ces foules de l’action.

Cela peut être fait de deux manières. Le plus simple est simplement de voir ce que nous pourrions faire en utilisant un seul lancement du système d’atterrissage de grue céleste Curiosity/Perseverance pour livrer un échantillon de mission de retour sur la planète rouge.

La grue aérienne actuelle peut livrer 1 000 kilos sur la surface martienne. Comme le montrent les chiffres de la première colonne du tableau ci-dessous, cela est tout à fait suffisant pour livrer un MAV à deux étages sur Mars qui, s’il était alimenté par des propulseurs hypergoliques NTO/MMH disponibles dans le commerce, serait capable d’envoyer un missile de 40 kilogrammes. le vaisseau spatial d’abord sur l’orbite basse de Mars, puis directement vers la Terre sans avoir besoin d’un rendez-vous orbital avec un autre véhicule.

De plus, un rover de taille Spirit de 180 kg capable de collecter des échantillons pourrait également être transporté, éliminant ainsi le besoin d’effectuer un rendez-vous précis en surface et d’obtenir des échantillons de Perseverance, qui pourrait ou non être opérationnel le moment venu. Le vaisseau spatial de 40 kg pourrait comprendre 5 kg d’échantillons, une capsule passive de 10 kg faite de matériaux légers – lui conférant une vitesse terminale suffisamment faible pour rendre inutile un système de parachute – et un système de propulsion, de navigation et de guidage de 25 kg pour l’envoyer sur sa route.

On peut noter que 477 kg de la charge utile livrée sur Mars constituent le propulseur nécessaire pour rentrer chez lui. Cela suggère que d’importantes économies de masse – ou une augmentation de la capacité de charge utile de retour – pourraient être réalisées en utilisant la technologie pour produire du carburant méthane/oxygène de haute performance à partir de matériaux locaux sur Mars. Cette alternative est présentée dans la deuxième colonne du tableau. Le propulseur méthane/oxygène peut être fabriqué à partir de dioxyde de carbone et d’eau, tous deux disponibles sur Mars. Cependant, pour éliminer le besoin d’exploiter la glace ou le pergélisol martien, je recommande d’apporter de l’hydrogène et d’utiliser simplement du CO2 martien (qui fournit 95 % de la masse propulsive), qui peut être acquis n’importe où sur Mars simplement en faisant fonctionner une pompe d’épuration.

Paramètres de retour des échantillons de Mars

Bien que l’utilisation de méthane/oxygène produit localement ajoute de la complexité à la mission, elle quintuple la quantité d’échantillons pouvant être restitués. Cela démontrerait également une technologie clé pour permettre aux missions humaines sur Mars de suivre. Quoi qu’il en soit, la mission peut facilement être accomplie par retour direct, sans le risque programmatique extrême de nécessiter le développement à temps d’un orbiteur européen doté d’une propulsion avancée, ni le risque technique de placer un rendez-vous autonome et un amarrage sur l’orbite de Mars en le chemin critique de la mission.

Tout cela est simple, à condition que la NASA renonce à l’exigence extrêmement coûteuse et frivole de rompre la chaîne de contact avec la surface imposée à la mission MSR par des bureaucrates irrationnels de la protection planétaire. Des milliards de tonnes de roches martiennes éjectées par des impacts de météores ont déjà voyagé sur Terre, et 500 kilogrammes de matériaux non stérilisés continuent d’atterrir sur notre planète chaque année.

Dans ces circonstances, prendre des mesures héroïques pour mettre en quarantaine quelques kilos d’échantillons martiens ramenés par le MSR revient à peu près à ordonner à la patrouille frontalière de fouiller chaque voiture de tourisme venant du Nord pour s’assurer que personne n’importe de bernaches du Canada. Faire plaisir aux protectionnistes planétaires nécessite d’ajouter un orbiteur, un lanceur et une technologie autonome de rendez-vous et d’amarrage à la mission MSR, ce qui fait exploser le coût au point de priver le reste du programme d’exploration de Mars de l’existence. Ces coûts ont rendu impossible l’envoi d’autres engins spatiaux sur Mars, comme des missions de détection de vie par exemple. Maintenant, il menace également de se suicider.

La NASA doit décider si elle souhaite un programme d’exploration efficace de Mars ou une bureaucratie de protection planétaire dotée de pouvoirs suffisants. Il ne peut pas avoir les deux.

Robert Zubrin est ingénieur aérospatial et président de la Mars Society. Son dernier livre, Le nouveau monde sur Mars: Que pouvons-nous créer sur la planète rouge, a été récemment publié par Diversion Books.

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