Comment voyager sur Mars avant 2040 ?

Depuis le premier voyage sur la Lune en juillet 1969, les ingénieurs ne cessent de rêver plus grand. Dès 1971, diverses sondes sont envoyées dans l’espace à la découverte de nombreux astres, dont Mars, pour tenter de comprendre leur composition et leur histoire. Récemment la conquête de la planète rouge semble s’être accélérée, la NASA ayant même annoncé la possibilité d’un premier voyage sur Mars entre 2030 et 2040. Cependant, envoyer des êtres humains sur cette planète hostile est un véritable casse-tête pour les chercheurs. Comment voyager sur Mars avant 2040 ? Voici les 6 défis que devront relever les ingénieurs.

Défi n°1 : repousser les limites du corps humain

• Un défi biologique

Le premier défi auquel doivent faire face les chercheurs sont les limites du corps humain. En effet, nous sommes parfaitement adaptés à la vie sur Terre, mais beaucoup moins pour vivre dans l’espace. Pour fonctionner de manière optimale, notre corps a besoin d’oxygène, d’eau et d’autres ressources que seule la planète peut nous offrir. En revanche, il est plus complexe de maintenir une bonne condition physique hors de la Terre, car nos os, nos muscles, nos artères et nos organes réagissent mal à l’absence de pesanteur. En effet, les chercheurs ont démontré que, de retour d’une mission spatiale de 6 mois, la densité osseuse des astronautes avait chuté de 7 % ; ce qui représente plus du triple qu’une personne âgée perd en un an. Cette dégradation physique a des conséquences à court terme comme des risques d’entorses ou de fractures, une perte d’énergie et de tonus musculaires. Les conséquences sur le corps humain seraient bien plus importantes lors d’un voyage de plusieurs années.

• Un défi médical

Actuellement, les voyages dans l’espace sont relativement limités pour les Hommes qui ne sont pas allés plus loin que la Lune. Si un problème important survient, il est plus simple et rapide et rapatrier un équipage sur Terre que pour un voyage sur Mars. De même, afin de garder les équipes en forme, les astronautes sont en contact permanent et quasi simultané avec des équipes médicales. Ce contact serait plus difficile à établir lors d’une expédition sur la planète rouge, en raison d’un décalage de communication de 20 minutes entre les astronautes et les équipes restées sur Terre.

• Un défi physique

Un voyage spatial réussi repose sur un matériel de qualité et une excellente préparation technique, mais surtout sur la bonne condition physique des astronautes. Ces derniers doivent endurer les épreuves du décollage, de l’atterrissage, des heures de vol dans une capsule minuscule et les nombreux effets secondaires de l’absence de pesanteur. Néanmoins, ils doivent rester suffisamment alerte pour travailler efficacement et supporter le poids et la pression du scaphandre (environ 150 kg) pendant plus de 8 heures, lors des sorties extravéhiculaires. Les chercheurs et les équipes médicales doivent donc découvrir comment les astronautes pourront conserver leur forme et leur endurance durant plus de 24 mois. Une véritable prouesse, qu’aucun cosmonaute n’a encore réalisée à ce jour.

Défi n°2 : entretenir le moral des troupes

Le second défi est l’un des plus fragiles et difficiles à maîtriser : la santé psychologique des astronautes. Pour voyager dans l’espace, il faut être très fort psychologiquement pour être séparé de ses proches pendant de longs mois et accepter d’être enfermé en orbite dans l’espace à 198 000 km/h à plus de 400 km au-dessus du plancher des vaches. Un isolement et une promiscuité qui peuvent vite rendre fou. La sélection des astronautes est donc une tâche essentielle à la bonne conduite d’une mission.

Lors d’un voyage sur Mars, les cosmonautes seront confinés pendant plus de 2 ans. Progressivement, ils perdront de vue la Terre et seront plongés dans un noir abyssal, propulsés vers une planète vierge et inhospitalière. Le choix des cosmonautes devra donc être fait avec le plus grand soin pour éviter les tensions à bord de la capsule.

→ Le saviez-vous ?

Au-delà du séjour qui peut être très éprouvant, les trajets aller et retour sont de véritables épreuves. Au décollage, la fusée est propulsée à l’aide d’une explosion contrôlée qui a lieu sous les pieds des astronautes. Ceux-ci sont encastrés dans une capsule, sanglés aux sièges et accusent une pression pouvant atteindre les 4G. L’atterrissage, lui, n’est pas plus doux, car le vaisseau doit freiner sauvagement pour passer de 28 000 km/h à zéro en quelques minutes ; soit une arrivée aussi violente qu’un accident de voiture.

Défi n°3 : pallier le manque de nourriture

Le troisième défi auquel les chercheurs tentent de trouver des réponses est le manque de nourriture. En effet, les astronautes en route vers Mars devront survivre, dans le meilleur des scénarios, aux 6 mois du trajet aller, au mois sur place et à l’année et demie de retour sur Terre. À ce jour, les astronautes à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS) reçoivent la visite de fusées cargo qui leur amènent tout ce dont ils ont besoin. De leur côté, les cosmonautes en profitent pour vider la station des déchets qui s’y encombrent. Cette assistance permanente sera impossible lors d’un voyage sur la planète rouge.

C’est pourquoi, un projet de recherche nommé « MELiSSA » est en cours de test depuis 1989. Ce projet a pour but la création d’une économie circulaire pour rendre autonome la production de denrées vitales comme l’eau, la nourriture ou l’oxygène. Juste pour le voyage vers Mars, ce système doit fournir 780 litres d’eau par personne, 260 kg d’oxygène et 780 kg de nourriture, le tout dans un espace réduit.

Défi n°4 : lutter contre les dangers extra-terrestres

La Terre dispose d’un champ magnétique qui éloigne les minuscules particules riches en énergie projetées par le soleil ou des étoiles. Lorsqu’un être humain sort de l’atmosphère terrienne, il n’est plus protégé et se retrouve en proie aux rayonnements cosmiques. Ceux-ci sont très dangereux et peuvent endommager les cellules et le cerveau des astronautes qui pourraient voir leur vie réduite de 5 à 15 ans à leur retour sur Terre.

Afin de contrer ces radiations, il faut développer un bouclier cosmique capable de réfracter les rayons pour les garder à l’extérieur d’une fusée. Certains chercheurs ont émis l’idée d’entourer le vaisseau d’un matériau absorbant tel que l’eau. Il faudrait néanmoins une épaisseur de 2 à 3 mètres pour que cela soit efficace. D’autres ingénieurs travaillent sur la création d’un champ magnétique artificiel en couvrant la fusée d’aimants résistants, puissants et légers, capables de repousser les rayonnements cosmiques.

Défi n°5 : apprivoiser l’atmosphère martienne

En 2023, nous connaissons mieux la surface de Mars que celle de la Terre. En effet, l’eau recouvre 72 % de la surface du globe, et les chercheurs estiment que 95 % des profondeurs océaniques n’ont pas encore été explorées. Mars, elle, ne possède aucune étendue d’eau. La totalité de la planète a donc pu être couverte par des satellites et des lasers. On pourrait donc penser qu’il serait très simple d’atterrir sur la planète rouge sans encombre, mais il n’en est rien. En effet, la phase la plus critique d’un voyage sur Mars est l’atterrissage, et en particulier, le freinage.

La pression atmosphérique martienne est très basse : environ 1 % de celle de la Terre. Freiner dans cette atmosphère aussi fine est un véritable défi, si bien qu’aujourd’hui, près d’une expédition sur deux se solde par un échec. Pour réussir l’atterrissage d’une capsule pesant plusieurs tonnes, il faudrait :

• un bouclier thermique, de 25 mètres de diamètre qui permettrait de réduire la vitesse de la capsule de 28 000 km/h à 2000 km/h ;
• le déploiement d’un parachute de 80 mètres de diamètre pour freiner à 350 km/h ;
• des moteurs fusés pour rétro freiner et permettre à la capsule de se poser sans trop de dommages.

Enfin, même en cumulant ces méthodes, l’atterrissage reste dangereux. En effet, les frictions que vont engendrer cet intense freinage peuvent rendre l’acier de la fusée extrêmement chaud, allant jusqu’à la faire brûler.

Défi n°6 : s’acclimater à la planète Mars

Une fois tous ces défis relevés, on pourrait penser que le plus dur a été fait et que plus rien ne peut arrêter la conquête martienne. Or, après toutes ces épreuves, il faut encore supporter la vie sur Mars qui est bien différente de celle sur Terre. En effet, la planète rouge est aride et particulièrement hostile à la vie humaine.

Pour commencer, l’air est irrespirable, car composé à plus de 95 % de gaz carbonique (contre 1 % sur la Terre). Ensuite, les températures y sont glaciales : -63 degrés en moyenne. La pesanteur est également très différente. Effectivement, la gravité sur Mars est égale à 38 % de celle de la Terre. Les chercheurs ne savent pas à l’heure actuelle, comment le corps humain peut réagir à 0,38G sur le long terme. Enfin, la planète rouge ne dispose pas de champ magnétique éloignant les radiations.

De plus, d’un point de vue pratique, tout serait à faire. En effet, Mars ne dispose pas de maisons, de routes ou de parcs. Les astronautes devraient donc vivre reclus dans des modules aseptisés comme c’est le cas pour l’ISS, mais à plus de 78 millions de kilomètres de la Terre.

Voyager sur Mars avant 2040 | Quelles sont les raisons qui poussent les chercheurs à y envoyer des êtres humains ?

Les chercheurs de la NASA observent la planète Mars depuis des décennies et en connaissent les moindres recoins. Nous pouvons donc nous demander pourquoi vouloir y envoyer des Hommes. Premièrement, les équipes ont à cœur de défier les lois de la physique et prouver qu’il est possible de faire voyager des Hommes dans l’espace. Cela serait le résultat d’un demi-siècle de recherches et marquerait l’Histoire du progrès spatial.

Ensuite, de nombreux chercheurs et théoriciens désirent savoir si la vie sur Mars a été (est) possible. Une fois sur place, les astronautes pourraient collecter des roches, effectuer des prélèvements et conduire des expériences pour tenter de trouver d’éventuelles traces de vie. Certaines conclusions pourraient alors bouleverser notre compréhension de l’univers et expliquer la vie sur Terre.

Enfin, d’autres chercheurs souhaitent placer des bases permanentes sur Mars pour scruter les astres en mouvement. Placée relativement proche d’une ceinture d’astéroïdes, la planète rouge offrirait un point de vue parfait pour l’observation des exoplanètes.

→ Science-fiction ou réalité ?

Certains, à l’image du chef d’entreprise Elon Musk, voient en Mars une planète bis, colonisable à l’envi. D’ici à 2030, il prévoit d’envoyer les premiers colons dans une base martienne, reproduisant une mini ville. Mars offrirait une terre de secours une fois la Terre devenue inhabitable, ou une formidable réserve de matières premières pour pallier les pénuries qui nous menacent.

Voyager sur Mars avant 2040 : un véritable exploit en cours de réalisation

Aller sur Mars est bien plus périlleux qu’on ne le pense. Les quelque 500 astronautes qui ont voyagé dans l’espace peuvent en témoigner. Aller sur l’ISS (International Spatial Station) pour une mission de 6 mois est déjà une prouesse. En effet, on sous-estime l’incroyable résistance physique et mentale qu’il faut pour passer plusieurs mois strictement confinés. Aller sur Mars implique un voyage de plus de 24 mois qui sera d’autant plus éprouvant physiquement et mentalement.

Même si, en 2023, les progrès ne nous permettent pas de nous rendre sur Mars en toute sécurité, des milliers d’ingénieurs, de scientifiques, de médecins et de chercheurs travaillent au quotidien pour rendre l’impossible possible.

Pour ce faire, un robot humanoïde du nom de « Robonaut » est en pleine expérimentation à bord de l’ISS. Conçu pour assister les astronautes dans leur vie quotidienne ou lors de sorties extravéhiculaires, Robonaut pourrait être le premier à poser les pieds sur Mars. Il serait alors chargé d’installer les infrastructures nécessaires aux astronautes avant leur arrivée, et les seconderait dans leur acclimatation martienne.

En bref

Vous venez de découvrir comment voyager sur Mars avant 2040. Ceci implique des recherches intenses et de nombreuses innovations techniques. S’y rendre marquerait l’Histoire et ouvrirait la voie à des expéditions toujours plus lointaines. Une meilleure compréhension de l’univers et une explication de la vie sur Terre sont autant de raisons qui poussent les Hommes à repousser les limites de la physique. L’installation d’une base scientifique sur la planète rouge serait l’aboutissement d’un travail acharné. Mais qu’en est-il des intentions moins louables de certains, qui envisagent de lancer une bombe atomique aux pôles de Mars pour modifier son atmosphère et espérer la rendre vivable ?

Mars doit-elle devenir un laboratoire au service de la compréhension du monde ou un champ de mines aux mains de colonisateurs peu scrupuleux ?

Mathilde Leroy