Voyage sur Mars

Sur le site www.voyage-sur-mars.fr vous allez tout savoir sur le voyage sur Mars, aussi bien les modalités et planning des premières expéditions, le temps de voyage nécessaire, mais aussi ce qu’impliquera la vie sur Mars, et les innovations dues à toutes ces énergies développées pour la colonisation humaine sur la planète rouge.

Combien de temps un voyage vers Mars prendrait-il ? 

Contrairement à l’idée du  » point and shoot « , un vrai voyage vers Mars semble très rond comme le montre la figure ci-dessus pour une trajectoire typique de  » coût minimum « . C’est d’ailleurs ce qu’on appelle une orbite de transfert Hoeman, et c’est le principal séjour du voyage spatial interplanétaire. Cela dépend des détails de l’orbite que vous prenez entre la Terre et Mars. La durée typique de l’approche de Mars la plus proche de la Terre tous les 1,6 ans est d’environ 260 jours. Encore une fois, les détails dépendent de la vitesse de la fusée et de la proximité des planètes, mais 260 jours est le chiffre que j’entends le plus souvent donner ou prendre 10 jours. Certaines orbites de transfert à grande vitesse pourraient faire le voyage en aussi peu que 130 jours. 

Pour une discussion plus détaillée, voir les notes de cours de physique 6 par le professeur Craig Patten à l’UC. San Diego. Je vais saisir les commentaires pertinents ci-dessous : 

 9 neuf mois pour le voyage sur Mars solid line

Combien de temps cela prend-il ? Il faut un an à la Terre pour orbiter autour du Soleil et il faut environ 1,9 an à Mars (disons 2 ans pour un calcul facile) pour orbiter autour du Soleil. L’orbite elliptique qui vous transporte de la Terre à Mars est plus longue que l’orbite terrestre, mais plus courte que celle de Mars. Par conséquent, nous pouvons estimer le temps qu’il faudrait pour terminer cette orbite en faisant la moyenne des longueurs de l’orbite de la Terre et de l’orbite de Mars. Par conséquent, il faudrait environ un an et demi pour compléter l’orbite elliptique supérieure (parties solides et pointillées !). Puisqu’il serait agréable de passer un peu de temps sur Mars, nous ne sommes intéressés que par le voyage aller simple (« solid line ») qui représente la moitié de l’orbite, et qui prendrait la moitié du temps de l’orbite complète, soit environ neuf mois. Il faut donc neuf mois pour arriver sur Mars. Il est possible d’arriver sur Mars en moins de temps, mais cela vous obligerait à brûler vos moteurs de fusée plus longtemps, en utilisant plus de carburant. Avec la technologie actuelle des fusées, ce n’est pas vraiment faisable. 

Une porte ouverte à un voyage sur Mars tous les 26 mois

Au cours des neuf mois qu’il faut pour se rendre sur Mars, Mars se déplace sur une distance considérable dans son orbite, à environ 3/8 du tour du Soleil. Vous devez planifier à l’avance le départ pour vous assurer, qu’au moment où vous atteindrez la distance de l’orbite de Mars, Mars sera bien là au même moment que vous, que votre vaisseau spatial ! En pratique, cela signifie que vous ne pouvez commencer votre voyage que lorsque la Terre et Mars sont bien alignées. Cela n’arrive que tous les 26 mois. C’est-à-dire qu’il n’y a qu’une seule fenêtre de lancement tous les 26 mois. 

Rester sur Mars avant de repartir, c’est obligatoire

Après avoir passé 9 mois sur le chemin de Mars, vous voudrez probablement y passer un peu de temps. En fait, vous DEVEZ passer du temps sur Mars ! Si vous continuiez votre orbite autour du Soleil, la Terre ne serait plus là où vous l’avez laissée quand vous êtes revenu à votre point de départ ! 

La problématique du carburant

Pour sortir de votre orbite elliptique autour du Soleil et entrer sur l’orbite de Mars, vous devrez à nouveau brûler du carburant. Si vous voulez explorer la surface de Mars, vous aurez également besoin de carburant pour sortir votre atterrisseur de la surface de Mars. Lors du premier voyage vers Mars, il est nécessaire d’apporter tout ce carburant avec vous sur Mars. (Peut-être qu’un jour, nous pourrions fabriquer du carburant pour fusée sur Mars). En fait, vous ne pouvez poser qu’une petite partie du vaisseau sur Mars, car il vous faudrait énormément de carburant pour tout faire atterrir à la surface et le soulever à nouveau. Par conséquent, vous quitterez probablement une partie du navire, y compris tout le ravitaillement pour le voyage de retour, en orbite autour de Mars, pendant qu’une partie de l’équipage ira explorer la surface. 

Le voyage sur Mars dure donc minimum 21 mois

Tout comme vous devez attendre que la Terre et Mars soient dans la bonne position avant de vous rendre sur Mars, vous devez également vous assurer qu’ils sont dans la bonne position avant de rentrer chez vous. Cela signifie que vous devrez passer 3-4 mois sur Mars avant de pouvoir commencer votre voyage de retour. Au total, votre voyage vers Mars prendrait environ 21 mois : 9 mois pour y aller, 3 mois pour y aller et 9 mois pour y retourner. Avec notre technologie actuelle de fusée, il n’y a pas d’autre solution. La longue durée du voyage a plusieurs implications. 

La quantité de vivres implique plusieurs navettes obligatoirement

Tout d’abord, vous devez apporter suffisamment de nourriture, d’eau, de vêtements et de fournitures médicales pour l’équipage, en plus de tous les instruments scientifiques que vous voudrez emporter. Vous devez aussi apporter tout ce carburant ! De plus, si vous restez dans l’espace pendant neuf mois, vous aurez besoin de beaucoup de blindage pour vous protéger du rayonnement solaire. L’eau et le ciment font un bon blindage, mais ils sont très lourds. Au total, on estime que pour un équipage de six personnes, il vous faudrait 3 millions de livres de provisions ! La navette peut soulever environ 50 000 livres dans l’espace, de sorte qu’il faudrait 60 lancements de la navette pour transporter tout votre matériel dans l’espace. Dans l’histoire de la navette, il n’y a eu qu’environ 90 lancements, et il y en a moins de dix par an…. Donc, avec la navette, il faudrait six ans pour transporter le matériel dans l’espace. Pour cette raison, vous auriez probablement besoin de développer un système de lancement qui pourrait soulever plus de 50 000 livres dans l’espace. Même avec un meilleur lanceur, il est peu probable que vous puissiez lancer la mission Mars d’un seul coup. Vous devrez le lancer en plusieurs morceaux et les assembler en orbite. 

Attention aux muscles terriens sur la planète Mars

Deuxièmement, vous allez rester dans l’espace pendant une longue période de temps, et il y a des conséquences physiologiques à être en apesanteur pendant de longues périodes de temps. D’abord, vos muscles n’ont pas besoin de travailler aussi fort. En réponse à une utilisation moindre, vos muscles commencent à rétrécir ou à s’atrophier. Rappelez-vous que votre cœur est aussi un muscle et qu’il est plus facile de pomper le sang dans votre corps en apesanteur dans l’environnement spatial, de sorte que votre cœur s’affaiblit également. Au cours d’un voyage spatial prolongé, vos muscles pourraient devenir si faibles qu’il vous serait difficile de vous tenir debout une fois que vous serez de retour dans un environnement où vous serez soumis à la gravité. 

Tout comme vos muscles doivent faire moins de travail pour vous déplacer dans l’espace, vos os n’en ont pas autant besoin. La fonction principale de votre squelette est de supporter le poids de votre corps. Lorsque vous êtes en apesanteur dans l’espace, votre corps se rend compte que les os ne sont pas utilisés aussi souvent et qu’ils commencent à perdre du calcium et à devenir plus fragiles. Il s’agit là d’effets graves qui peuvent nuire à la capacité des astronautes d’effectuer des expériences et des tâches lorsqu’ils arrivent sur Mars, où ils seront de nouveau soumis à la gravité. 

Afin d’étudier ces effets physiologiques de l’apesanteur de longue durée, vous devez faire des expériences sur des personnes qui ont été en apesanteur pendant de longues périodes. À l’heure actuelle, la station spatiale russe Mir est l’un des endroits où les astronautes peuvent séjourner pendant de longues périodes, et les recherches sur ces effets sont en cours. Mais comme vous aurez besoin de mener beaucoup plus d’expériences et d’un endroit pour assembler la mission, il sera probablement nécessaire de construire une station spatiale plus grande qui servira de point de départ à la mission vers Mars.