Avec son « Dragon Rouge » Elon Musk va accélérer l’arrivée de l’homme sur Mars

Elon Musk (Space X) a déclaré Mercredi 27 avril son intention de faire atterrir sa capsule habitable (mais non habitée), « Dragon », à la surface de Mars, en 2018. Ce sera la mission « Red Dragon » !

Cette nouvelle est une surprise et un défi majeur.  Elle est bien dans la ligne de la volonté exprimée à plusieurs reprises par Elon Musk d’entreprendre de son vivant la colonisation de la planète Mars. Elle prend de court l’establishment politique américain actuel (le Président Obama, son conseiller scientifique Holdren, et l’Administrateur Bolden) mais elle rencontre tout à fait l’agrément des gens qui travaillent à la NASA, même au plus haut niveau. Dawa Neumann, Administratrice adjointe de l’Agence et Ellen Ochoa, directrice du Johnson Space Center ont écrit qu’elles le soutenaient. Ils y ont répondu avec enthousiasme car ils sont beaucoup plus motivés ou plutôt, passionnés, que l’Administration du Président actuel qui définit leurs programmes.

Le défi est posé pour essentiellement deux problèmes : premièrement, faire voler dans les délais le lanceur lourd, « Falcon Heavy », capable de placer 54 tonnes en orbite basse terrestre (et donc d’y transporter la capsule Dragon, son module de service et son étage de propulsion interplanétaire); deuxièmement, faire descendre la capsule, une masse de 6 tonnes, à la surface de Mars alors que la NASA n’a réussi jusqu’à présent à déposer, au mieux, que les 900 Kg de Curiosity.

Le Falcon Heavy est une version renforcée du « Falcon 9 » conçu et construit par Space X pour desservir la Station Spatiale Internationale sous contrat (mais Falcon 9 ne peut emporter que 22 tonnes en orbite basse terrestre et ne déposer que 4,02 tonnes sur Mars). Il doit voler pour la première fois à la fin de cette année. Il s’agit en fait d’un lanceur constitué de trois corps de l’actuel Falcon 9 (doté chacun de neuf moteurs). Passer de un à trois corps n’est pas une simple addition ; il se pose des problèmes connus mais dont la solution (coordination des combustions) n’est pas évidente. Un lanceur à propulsion chimique est une vraie bombe volante ! Il conviendra de tester le dispositif et d’obtenir un ensemble fiable dans les délais. Le créneau de 2018 résulte de la position respective des planètes. Cela laisse très peu de temps et la fenêtre de tirs ne restera ouverte que quatre semaines avant de se refermer pour 26 mois jusqu’en 2020.

La descente sur Mars (« EDL » pour « Entry, Descent, Landing ») sera une manœuvre très délicate. On l’a vu lors de l’atterrissage de Curiosity (les fameuses « 7 minutes of terror »). Heureusement, à la différence du Falcon Heavy, la capsule Dragon existe et a déjà été testée. Elle a été utilisée plusieurs fois pour transporter des équipements jusqu’à l’ISS. Son freinage devra se faire différemment de celui de Curiosity car elle est trop lourde (compte tenu d’une atmosphère trop ténue) et n’est pas configurée pour être équipée de parachute(s). Les moyens utilisés seront la portance dans l’atmosphère (le « lift » en Anglais) et la rétropropulsion. L’avantage de SpaceX dans cette perspective est que, dès le début, Elon Musk avait pensé à équiper Dragon de rétrofusées. Mais qui dit rétrofusées, dit énergie donc masse et volume d’ergols à arracher à la gravité terrestre. Il y aura très peu de marge de manœuvre. Plus que jamais, les ingénieurs en propulsion et en astronautique devront exploiter tous les raffinements de leurs sciences.  Par exemple ils devront prendre en compte les différences d’altitude importantes du relief martien, en se posant au plus bas pour bénéficier d’une portance plus longue et d’une atmosphère un peu plus épaisse.

La NASA s’est engagée sous contrat (un « Space Act Agreement ») à mettre à disposition de SpaceX toute l’aide technique nécessaire notamment pour les communications, la navigation, et ses connaissances actuelles en EDL. En retour SpaceX devra lui communiquer le know-how qu’elle aura acquis pour son EDL nouvelle formule. Cette assistance n’engendrera donc pas de frais pour SpaceX.

Dans la « vraie vie », une fois posé sur Mars il faudra en repartir mais cela est une autre histoire. On pense, pour le prochain test, à un retour d’échantillons comme Jean-Marc Salotti de l’Association Planète Mars, le préconise (masses réelles et technologie du retour). Pour le moment il suffit de noter que les difficultés du retour sont beaucoup moins importantes que celles de l’arrivée. En fait ce n’est clairement pas là le problème.

On est avec ce projet dans le cas de figure anticipé dans plusieurs billets de ce blog, celui de la prise de leadership d’entrepreneurs privés, beaucoup plus motivés et hardis qu’une administration qui agit avec la circonspection et les lourdeurs d’un « service public ». L’avantage sur le long terme, en cas de succès de cette mission, c’est d’abord que le calendrier de l’exploration par vols habités se rapprocherait. On peut maintenant envisager la fin des années 20 (« Mars dans dix ans » comme Kennedy disait « La Lune dans dix ans »). C’est ensuite que le coût de ces missions va être tiré vers le bas. Elon Musk est en effet un manager hors pair et il a montré qu’il était capable de réaliser des lancements à des prix imbattables. Pour la Red Dragon Mission on parle de 300 à 500 millions de dollars alors que le coût du programme MSL (Curiosity) est de 2,5 milliards de dollars (avec certes des équipements scientifiques embarqués coûteux). Le seul lancement d’un Falcon Heavy ne devrait pas coûter plus de 135 millions de dollars alors que celui d’un SLS serait d’au moins 500 millions de dollars. Avec ces différences, le système propre NASA devra soit s’adapter, soit disparaître. Cela prouve, si besoin était aux Etats Unis, les mérites de l’entreprise privée et de la concurrence et c’est tant mieux pour les supporters de l’exploration spatiale.

Il faut souhaiter bon vent au Dragon Rouge !

Image à la Une : Crédit SpaceX. Une capsule Dragon fonce dans la haute atmosphère de Mars (vers 120 km d’altitude). Ses pilotes (depuis la Terre) utilisent un maximum de lift pour la freiner « naturellement » avant de recourir aux rétrofusées.