Par Fleur Olagnier. Le 12 janvier 2018

À quand le retour sur la Lune ? Les premiers pas sur Mars ? Bientôt cinquante ans après l’exploit d’Armstrong, Aldrin et Collins , les projets d’exploration humaine du Système Solaire émergent enfin, portés par les agences spatiales internationales, des organismes privés à la croissance infernale ou d’ambitieuses organisations. Du Village lunaire à la colonie martienne, le point sur les initiatives en cours.

photo ISS
Les astronautes Robert Curbeam Jr. (Nasa) et Christer Fuglesang (Esa), en opération de maintenance sur la Station spatiale internationale (ISS) dans le cadre de la mission STS-116, fin 2016, au-dessus de la Nouvelle-Zélande. Progressivement assemblée dans l’espace depuis 1998, l’ISS est utilisée pour réaliser des expériences scientifiques en apesanteur, permet d’observer la Terre et l’Univers et sert de garage et de station service spatiale aux vaisseaux de transport
crédit: Nasa

« Des missions plus ambitieuses »

Cette année, la Station spatiale internationale (ISS) fête ses 20 ans. Depuis le début de son assemblage, navettes spatiales et astronautes se relaient à 400 km d’altitude pour construire et entretenir ce laboratoire de l’espace. Mais bien que les aventures de Thomas Pesquet et de ses pairs fassent rêver la planète entière, une des missions initiales de l’ISS reste inachevée. En 1984, James Beggs, alors administrateur de la Nasa, avait en effet identifié un rôle crucial pour la station : servir de base de départ pour des missions « plus ambitieuses ». Toutefois, le dernier homme à avoir marché sur la Lune, Eugene Cernan, a foulé le sol de notre satellite pour la mission Apollo 17, en 1972… L’objectif est donc clair : poursuivre l’exploration humaine du Système Solaire. Où en sont les agences spatiales ? Qu’en est-il des grands projets privés à la SpaceX ? Éclairage.

Pourquoi retourner sur la Lune ?

2040. Une centaine de personnes vit sur la Lune, s’abreuve de glace fondue et se nourrit de plantes cultivées sur place. Pure utopie ? Pas pour le directeur général de l’Agence spatiale européenne (Esa), Johann-Dietrich Wörner, qui propose depuis 2015 de remplacer l’ISS vieillissante par un "Village lunaire" permanent. Une première colonie lunaire comprenant six à dix pionniers scientifiques, techniciens et ingénieurs pourrait bien voir le jour dans une dizaine d’années...

Alors pourquoi la Lune ? Notre satellite, loin d’être un vulgaire caillou, possède une multitude de richesses. Tout d’abord, le basalte. Cette roche volcanique pourrait être utilisée comme matière première pour fabriquer satellites et vaisseaux spatiaux grâce à l'impression 3D, in situ. Les engins pourraient ainsi être lancés directement depuis la Lune pour un coût 40 fois moins important que depuis la Terre. En effet, notre planète possède une gravité six fois plus grande (9,81 m⁄s2 contre 1,62 m⁄s2 sur la Lune), contre laquelle il faut lutter pour se placer en orbite terrestre dans le cas de satellites de télécommunication, ou se propulser vers Mars avec un vaisseau spatial.

photo Moon Village
Vue d’artiste. Industriels et architectes ont travaillé avec l’Esa sur la faisabilité d’une base lunaire construite directement à partir de matière lunaire. Des robots collecteraient la poussière de régolithe et la feraient durcir grâce à l'énergie solaire. Ensuite, la matière obtenue servirait d'élément de base à des imprimantes 3D qui fabriqueraient les habitations. L’impression 3D étant faite pour fonctionner dans une certaine plage de température, les pôles lunaires qui offrent l’amplitude la plus modérée semblent le meilleur endroit pour l’établissement potentiel de ce Village lunaire.
crédits: Esa/Foster + Partners

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D’autre part, l'hélium 3, un gaz léger et non radioactif rare sur notre planète mais commun sur la Lune, permettrait de générer de l'énergie. Beaucoup d’énergie. En effet, 25 tonnes d’hélium 3 suffiraient à combler les besoins énergétiques des États-Unis pendant un an... Par ailleurs, l'eau enfermée dans la glace des pôles lunaires peut être séparée en hydrogène et en oxygène , deux gaz qui explosent lorsqu'ils sont mélangés. De quoi alimenter les moteurs de fusées. Enfin, il est envisageable d’exploiter l’énergie solaire à la surface de notre satellite ou encore de développer le tourisme lunaire...

photo lander chinois Yutu
La Chine est la troisième nation de l’histoire à réussir l’atterrissage d’une sonde en douceur sur notre satellite, après les États-Unis et la Russie. Sur cette image de la caméra du lander Chang’e 3, le rover chinois Yutu (« Le lapin de jade »).
crédits : CNSA/Académie chinoise des sciences/Justin Cowart

Une coopération internationale à grande échelle

Aujourd’hui, cinq groupes de travail réfléchissent au développement du village lunaire au sein de l’association indépendante Moon village. Créée en 2016, elle réunit représentants de l'industrie, universités et associations issus de 25 pays. Du 19 au 21 novembre 2017 à Strasbourg, en collaboration avec l'International Space University et en présence de Johann-Dietrich Wörner, ces membres ont échangé lors d’un premier séminaire sur la sélection d'un emplacement, l’économie, la finance, l’architecture ou encore la gouvernance du futur Village lunaire.

En outre, pour Claudie Haigneré, porteuse de l’idée au sein de l’Esa, le Moon village ne verra le jour qu'à l'aide de contributions multiples. Le schéma de coopération utilisé pour l'ISS, entre cinq partenaires (États-Unis, Russie, Europe, Japon et Canada), devra être étendu à une bien plus grande échelle. Et selon la première femme française dans l’espace, l’agence spatiale chinoise (CNSA) devra aussi y participer, sachant qu'elle a également manifesté son intention de construire sa propre base lunaire. En effet, la Chine convoite les ressources minières de la Lune et prévoit notamment une exploitation commerciale de l'hélium 3 à l'horizon 2030. Pour l’heure, dans le cadre de son programme Chang’e, elle a envoyé deux sondes orbitales lunaires, fait alunir un lander et son rover Yutu en 2013, et entamé une phase de retour d’échantillons.

La station orbitale lunaire : premier pas vers Mars

« Nous renverrons des astronautes de la Nasa sur la Lune, pas seulement pour y laisser des empreintes et des drapeaux, mais pour y établir les fondations nécessaires afin d’envoyer des Américains sur Mars et au-delà », déclarait le vice-président des États-Unis, Mike Pence, en octobre 2017. L’objectif des Américains est limpide : transformer notre satellite en terrain d'essai pour les différents équipements et technologies nécessaires à l'exploration de Mars, ou des "mondes océaniques" de notre système solaire, comme le satellite de Jupiter Europa, ou la lune de Saturne Encelade. Cela permettrait également d'habituer les astronautes à vivre dans des conditions plus extrêmes qu'en orbite basse.

À cet effet, la Nasa développe le vaisseau spatial Orion. Initialement conçu dans le cadre du programme Constellation qui visait à envoyer des astronautes sur la Lune en 2020 et abandonné il y a huit ans par Barack Obama, le véhicule dont le développement se poursuit permettra de transporter six personnes en orbite basse (altitude inférieure à 2000 km), notamment jusqu’à l’ISS, et quatre personnes au-delà de cette limite pour une mission de trois semaines. En juin dernier, l’administrateur de la Nasa par intérim Robert Lightfoot avait annoncé au Salon du Bourget que le premier vol inhabité du vaisseau Orion autour de la Lune pourrait avoir lieu en 2019, en 2022 avec un équipage, et estimé à 2030 les vols habités vers Mars.

De son côté, l’agence spatiale fédérale russe (Roskosmos) travaille depuis 2008 au remplaçant du célèbre vaisseau Soyouz. Décliné en plusieurs versions, le Federatsia (Fédération) a pour objectif de desservir l'orbite basse et d’effectuer des missions cis-lunaires (en orbite autour de la Lune). Sur la même longueur d’ondes, les États-Unis et la Russie ont donc choisi en septembre 2017, de coopérer à la création d'une station orbitale lunaire dans le cadre du programme américain Deep Space Gateway, dont le lancement est prévu en 2020.

photo Deep Space Gateway
La mission américaine Deep Space Gateway vise à construire une station en orbite autour de la Lune. Cette première phase sera suivie d’une seconde nommée Deep Space Transport, centrée autour d’un véhicule spatial destiné aux voyages plus lointains, vers Mars notamment
crédit: Nasa

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image BFR Space X
Le Big Falcon Rocket ou « Big Fucking Rocket » (BFR) d’Elon Musk devrait mesurer 106 mètres et posséder 31 moteurs Raptor, développés par SpaceX. Il comporterait un étage principal (booster) d'un diamètre de 9 mètres surmonté d’un véhicule habité.
crédit: SpaceX

Elon Musk vise Mars en 2024 : ambition ou utopie?

Les agences spatiales internationales semblent donc sur la bonne voie, même si pour l’instant, les contraintes techniques et budgétaires restent un frein important. Les industriels comme Boeing, Lockheed Martin, Orbital ATK, SpaceX ou Bigelow Aerospace ont quant à eux publié ces deux dernières années des études d'avant postes orbitaux lunaires habités. La preuve que dans le public comme dans le privé, on y croit.

Pour sa part, le fondateur d’Amazon et de Blue Origin Jeff Bezos, a manifesté son souhait d’assister la Nasa dans la conquête lunaire. Le fondateur de SpaceX Elon Musk, prépare lui carrément le vol habité vers Mars pour 2024. En 2016, le milliardaire présentait son Interplanetary Transport System (ITS), constitué d’un étage principal surmonté d’un véhicule habité. De ce projet, que certains ont jugé réalisable malgré quelques imprécisions, SpaceX dérive aujourd'hui une version « réduite » en performance et en taille, qui mesurerait tout de même 106 mètres de haut soit deux fois plus qu’un lanceur Ariane 5 ! Ce « Big Fucking Rocket » pourra se rendre sur la Lune, Mars et réaliser des vols commerciaux longue distance sur Terre.

Mais les choix architecturaux du lanceur divisent et le moteur Raptor qui devrait l’équiper n’en est qu’au début de ses essais au banc... Quand on sait que la version habitée de la capsule Dragon – qui devrait acheminer les astronautes vers l’ISS et plus encore – est très en retard sur son calendrier initial, le doute peut aisément s’installer sur l’échéance communiquée par M. Musk...

Mars One, le projet fou

Ainsi, bien qu’une étude de l’Université d’Edimbourg (Écosse) publiée en juillet conclue que les sels perchlorates, abondants à la surface de Mars, pourraient au contact des UV reçus sur la planète rouge détruire toute cellule ou bactérie et ainsi rendre notre voisine partiellement inhabitable, l’Homme s’obstine. C’est bien le cas de l’entrepreneur néerlandais Bas Lansdorp qui a lancé le projet Mars One en mai 2012. Un programme fou qui ambitionne d’envoyer les premiers humains coloniser Mars dès 2032. Rien que ça ! Pour l’ingénieur, l’aller simple est en effet la solution au coût exorbitant généré par un voyage sur la planète rouge, principalement dû au trajet de retour. Plus de 200 000 candidats se sont portés volontaires depuis la première phase de sélection en 2013. Actuellement, 100 sont toujours en lice pour 24 places.

Vue d’artiste Mars One
Vue d’artiste de l’installation d’une colonie humaine sur Mars dans le cadre du projet Mars One.
crédit: Mars One

Dans un communiqué du mois de septembre, la fondation Mars One concrétisait un peu plus le projet en annonçant que SpaceX serait chargé des lancements, et Lockheed Martin et Thales Alenia Space sollicités pour la conception des atterrisseurs et de la capsule spatiale. Coût total du programme: 6 milliards de dollars. Un montant bien inférieur aux 100 milliards de dollars estimés par la Nasa pour une mission similaire avec retour sur Terre. Toutefois, beaucoup estiment que le but de Mars One est uniquement lucratif, dans le but d’amasser des dons, et mettent en doute la pertinence du projet de télé-réalité associé à l’expédition. Affaire à suivre.

En tout cas une chose est sûre, qu’importe les motivations, les finances ou les compétences techniques de chacun, l’Homme n’a jamais autant rêvé de coloniser la Lune ou de marcher sur Mars. Pour concrétiser ses ambitions, la collaboration des agences spatiales, des industriels et des organisations internationales semble l’étape inévitable. Franchir le pas de la coopération entre les secteurs public et privé, telle serait donc la clef.

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Fleur Olagnier est aujourd’hui journaliste scientifique. Cette Toulousaine d’adoption est titulaire d’un master en sciences de l'espace et planétologie et s'est tournée vers le journalisme pour partager sa passion des sciences et des étoiles avec tous. Pour Stelvision, elle rédige des articles sur les thématiques Science et Espace.

Bonus

Nous avons repéré cette vidéo Youtube de pure fantaisie qui reprend des images de sources diverses (notamment la Mars Society) et invite à rêver aux voyages sur Mars. Montez le son et vibrez avec la musique de Jean-Michel Jarre & Armin Van Buuren !

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