Exploration du système solaire : le temps du recyclage

L’essor du secteur privé auquel on a assisté en 2012 a des effets ambivalents sur l’exploration spatiale et sur la stratégie des différentes agences : il les oblige à réagir à cette nouvelle forme de concurrence, mais il leur permet en même temps de se désengager de certaines tâches pour se concentrer sur d’autres.

Si le secteur spatial privé n’a pas encore prouvé grand chose, 2012 aura au moins été l’année de son décollage médiatique. L’entreprise SpaceX a lancé sa première capsule « Dragon » vers la Stations Spatiale Internationale. Puis, tour à tour, des initiatives plus ou moins sérieuses nous ont promis successivement les richesses minières des astéroïdes, Mars puis, début décembre, la Lune avec, à chaque fois, un plan de communication bien huilé visant à attirer de fortunés investisseurs.

Dans le même temps, les agences spatiales, au premier rang desquelles la NASA, subissaient le contrecoup de choix budgétaires et de la crise économique. Difficile de rivaliser quand les autres promettent la Lune et Mars devant les médias du monde entier alors que vous n’avez pas l’ombre d’un plan pour retourner sur la Lune et que vous ne prévoyez pas de décrocher Mars avant les années 2030, voire 2040. Heureusement que les exploits du robot Curiosity sont venus souligner le travail exceptionnel mené par la NASA et ses partenaires, notamment européens, montrant que l’exploration spatiale menée par les agences a encore de l’avenir.

Les nouveaux mots d’ordre : exploiter l’existant et recycler

Face à cette montée en puissance, du secteur privé, la NASA est donc capable du meilleur. Elle a ainsi décidé de jouer la bonne carte, celle de la complémentarité : au privé d’assurer le rôle de taxi vers l’orbite terrestre basse ; à l’agence de mener l’exploration de l’espace situé au-delà. Cela tombe bien, c’est la mission que la NASA a reçu du président Obama : explorer un astéroïde et envoyer un équipage habité vers Mars dans les années 2030.

Pour y arriver, la NASA a compris qu’elle devrait partir de l’existant. Or, aujourd’hui, l’existant se résume presque à une seule chose : la Station spatiale internationale. Pour les entraîner aux vols de longue durée au-delà de l’orbite terrestre, elle a donc prévu d’envoyer ses prochains astronautes passer plus d’un an sur ISS.

L2Au-delà d’expériences menées en son sein, on découvre qu’ISS est au cœur du plan d’exploration de la NASA. En délestant ISS de certains de ses modules, la NASA voudrait les recycler pour construire toute une architecture d’exploration composée d’une sorte de mini-station affectée au point de Lagrange L2, derrière la face cachée de la Lune. A cet endroit, les gravités combinées de la Terre et de la Lune créent un point d’équilibre qui permettrait aux ingénieurs de la NASA de positionner la station de manière fixe avec une utilisation de carburant minimale pour la maintenir en place.

Les coûts d’un tel avant-poste pourraient être réduits par l’utilisation de modules issu d’ISS et d’autres fournis par différentes agences spatiales.

Cette station serait à la fois un poste d’observation, de pilotage d’engins robotisés, de « garage » pour vaisseaux spatiaux. Elle pourrait aussi servir à l’entraînement des astronautes aux séjours de longue durée dans l’espace. Mais elle pourrait aussi faire office de « pas de tir flottant » afin de lancer des missions vers des astéroïdes géocroiseurs, Mars et ses lunes ou d’autres corps du système solaire. Ainsi, des ingénieurs du Marshall Space Flight Center au Texas  réfléchissent à l’utilisation de modules d’ISS, là aussi, mais pour en faire un vaisseau interplanétaire réutilisable (DSH, « Deep Space Habitat« ) qui n’aurait pas besoin d’être lancé depuis la Terre ni de jamais y retourner.

Un « Deep Space Habitat » dérivé d’ISS pour une mission de 500 jours…

… et une vue d’intérieur.

Avant de servir de poste avancé de la conquête du système solaire, la station pourra permettre d’organiser des expéditions robotisées ou habitées à la surface de la Lune. Et, pour cela, la NASA compterait sur le matériel – notamment les atterrisseurs – fournis par l’entreprise Golden Spike. Celle-là même qui vient juste de dévoiler son programme de séjour sur le sol lunaire. Parmi les étapes suivantes : la construction de bases habitées sur la Lune, puis une station sur Photos, l’une des deux lunes de Mars.

Ce qui est frappant, c’est que la NASA élabore ce plan dans une certaine discrétion, comparé au bruit médiatique que provoquent les récentes initiatives privées. Pourtant, cette vision, chère à Buzz Aldrin, pourrait nous mener à quelque chose d’important dans l’histoire de l’exploration spatiale : la construction de toute l’infrastructure nécessaire à un système de transport à l’échelle du système solaire.

« Big rockets to nowhere » : des mastodontes sans but

Ce plan est en effet séduisant mais les choix d’infrastructure pour le mener à bien sont loin de n’avoir que des amateurs, notamment au sein de la prestigieuse Space Review (lire le très long mais passionnant « The cislunar gate with no gate« ). L’un de ses principaux défauts est le système de lancement auquel il est adossé et qui, pour certains observateurs, représente ce que la NASA peut faire de pire. Le Space Launch System (SLS) a pour première mission de lancer la future capsule habitée Orion. Vers où ? Pas vers la Lune, cela a été abandonné et laissé au secteur privé. Pas vers un astéroïde, ni vers Mars, en tout cas pour l’instant. Aucune destination crédible et qui ne soit pas hors d’atteinte n’a pour l’instant été identifiée ce qui faut au SLS le surnom de « Big rocket to nowhere ».

Certains dont la Space Review soupçonnent donc la NASA d’avoir conçu ce plan de station à L2 uniquement pour donner un but à SLS et à Orion. Or, avec le SLS, envoyer régulièrement des relèves d’équipages au point L2 coûterait beaucoup plus cher que de se contenter d’un équipage similaire basé sur ISS, en orbite terrestre (voir “The SLS: too expensive for exploration?”). Pire : le SLS ne pourrait être lancé plus d’une fois par an. Pour la Space Review, c’est un exemple classique de la capacité de la NASA a « mettre la charrue avant les boeufs » – autrement dit, concevoir des plans géniaux soutenus par des choix absurdes. Surtout qu’en même temps, le secteur privé s’apprête à lancer sur le marché de gros lanceurs mais également des fusées entièrement réutilisables sur lesquels la NASA aurait pu se reposer au lieu de construire son propre système.

Au lieu de ça, le Sénat américain affecte des milliards de dollars à un système de lanceurs lourds qui auraient pu être affectés à d’autres parties du projet qui, elles, ont été délaissées, comme des dépôts de carburant dans l’espace ou les vaisseaux réutilisables du type « Deep Space Habitat » vu ci-dessus. Mais la création de dépôts de carburant dans l’espace où les vaisseaux pourraient venir faire le plein sans jamais avoir à redescendre sur Terre dispenserait d’avoir à lancer de grosses fusées depuis le sol. Mais un tel schéma, pourtant plus séduisant et moins onéreux, est contraire à l’esprit du SLS qui est soutenu par le Sénat américain à cause des emplois qu’il permettrait de préserver.

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2 commentaires pour Exploration du système solaire : le temps du recyclage

  1. Elie dit :

    Et la protection contre le vent solaire et le rayonnement cosmique? Il me semble que les modules de l’ISS sont très faiblement blindés… car misant sur la protection du champ magnétique terrestre… en dehors de ce dernier, ce sera autre chose…

    • Vincent dit :

      Effectivement, chacun des points de Lagrange se situe hors de la protection de la magnétosphère terrestre. Donc, contrairement aux astronautes qui séjournent actuellement dans ISS, les équipages stationnés là-bas serait pleinement exposés aux tempêtes de radiations solaires et auraient besoin d’abris spécifiques qu’ISS ne peut offrir telle quelle.

      C’est d’ailleurs ce que regrette John K. Strickland dans son papier publié début octobre dans la Space Review : le plan de « cislunar gate » de la NASA met le paquet sur le propulseur – le fameux SLS – et sur le développement d’une capsule – Orion – mais laisse de côté des questions cruciales que sont les système de support de vie et la « réusabilité » des vaisseaux. La NASA parie sur le développement d’engins capable d’atteindre Mars plus rapidement en espérant que cela réduira l’exposition aux rayons solaires mais élude un peu trop, ce faisant, la question des protections anti-radiations.

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