Les missions par vols habités ne peuvent pas nuire au développement de l’exploration robotique

L’exploration robotique est aujourd’hui la principale modalité de l’exploration spatiale. En fait c’est plutôt la seule depuis les missions Apollo des années 1970. La raison en est la fragilité de l’homme et le risque qu’impliquent pour lui le voyage et le séjour hors de la Terre; risque qu’éthiquement on souhaite évidement réduire au minimum.

Il est vrai que l’on peut faire beaucoup et de plus en plus avec les missions purement robotiques et que du fait du support-vie et des protections nécessaires pour une mission habitée, ces dernières sont beaucoup plus complexes et coûteuses.

Par ailleurs, quelles que soient la capacité des systèmes de support-vie et l’efficacité des protections, une limite est imposée aujourd’hui par le danger des radiations galactiques dures (les GCR de type HZE) dont on ne peut pas vraiment se protéger et que l’on ne peut supporter sans danger au-delà d’un certain nombre de mois (correspondant en gros à un voyage jusqu’à Mars). D’autre part il est inimaginable de confiner l’homme, de surcroît dans des volumes viabilisés très petits, pendant des durées dépassant plusieurs mois (soit pratiquement au delà de la durée du même voyage vers Mars). Ces complications que l’on pourrait qualifier de médicale et psychologique empêchent d’envisager les missions habitées impliquant des voyages très longs donc permettant d’aller très loin.

Pour préciser, il faut voir qu’actuellement le seul mode de propulsion qui peut être utilisé est la propulsion chimique et que cela a deux implications limitatives, le volume de charge utile (transportable) et la vitesse du vaisseau spatial. A partir du moment où le volume que l’on doit arracher à la force de gravité terrestre (en prenant l’exemple du dispositif SuperHeavy – lanceur – plus Starship – vaisseau – de SpaceX), inclut les ergols de propulsion, la limite haute de la charge utile est au maximum de 130 à 150 tonnes en orbite basse terrestre pour quelques 4400 tonnes* au sol, et la vitesse au mieux de quelques km/secondes au-dessus de la vitesse de libération. Par ailleurs l’essentiel des ergols sera brûlé pour le positionnement du vaisseau spatial en orbite terrestre de parking et la quasi-totalité de ce qui reste, pour l’injection vers l’espace profond à partir de cette orbite (il doit en rester un peu pour freiner et manœuvrer pendant l’EDL – « Entry, Descent, Landing » sur l’astre de destination). La seule amélioration apportée par Elon Musk qui permettrait quand même de déposer 100 tonnes au lieu de 20 à la surface de Mars, est le « refueling », remplissage des réservoirs vidés après accession à l’orbite de parking. Ce n’est certes pas négligeable par rapport à nos capacités jusqu’à aujourd’hui puisque cela permet une impulsion plus forte parce que plus puissante et plus longue. Mais de toute façon le problème reste du même ordre parce que le volume des réservoirs et la masse des contenants sont limités.

*les 4400 tonnes comprennent environ 3850 tonnes d’ergols (carburant et comburant) et 340 tonnes pour la masse sèche du lanceur Super-Heavy. Cela laisse très peu (220 tonnes) pour là masse sèche du vaisseau spatial et sa charge utile.

Compte tenu de ces contraintes, les scientifiques préfèrent très souvent (pour ne pas dire “pour la plupart”) que nos ressources (techniques et financières) soient consacrées aux missions robotiques plutôt qu’aux missions habitées parce qu’ils ne voient pas l’utilité de remplacer une charge scientifique par une charge humaine (avec les équipements et les consommables qui vont avec) ou, autrement dit, qu’ils préfèrent maximiser la charge scientifique.

On ne pourrait pas les critiquer pour cette attitude si elle ne concernait que l’exploration de tout ce qui est au-delà de Mars puisque de toute façon l’homme en est exclu, étant donné que le voyage pour aller au-delà de Mars durerait plus de 6 mois et qu’il faudrait selon la configuration du positionnement des planètes sur leur orbite, au moins trois ans pour atteindre la « prochaine étape », Jupiter et ses lunes.

Par contre cette même attitude est illogique et regrettable pour l’exploration de la Lune et de Mars puisque (1) la présence de l’homme y est possible : la Lune est accessible « tous les jours » après un très court voyage (de l’ordre de 3 jours) et Mars peut être atteinte en 6 mois pour un départ tous les 26 mois ; (2) la présence de l’homme au côté des robots est plus que souhaitable car elle donnerait un véritable « plus » à l’efficacité de la recherche.

Par ailleurs, la poursuite de l’aventure humaine, requiert évidemment l’envoi d’hommes en dehors de la Terre puisque le but est qu’ils s’y installent et y prospèrent. Le voyage n’est possible que pour aller sur la Lune ou sur Mars et l’installation n’est possible que sur Mars et dans une moindre mesure sur la Lune. Mais on est là dans un autre domaine que celui de l’exploration spatiale et je traite le sujet dans d’autres articles.

Les deux types d’exploration par moyens astronautiques ne sont donc pas du tout incompatibles mais au contraire tout à fait complémentaires. Ils doivent se développer de concert, ce qui d’ailleurs rendra les moyens astronautiques moins coûteux pour chaque mission du fait de la production et du lancement de davantage de lanceurs (principes de modularité, récupération, réutilisation comme clairement démontré par la stratégie d’Elon Musk). Et c’est le seul moyen de rendre le prix des missions habitées abordables pour les clients qui voudront mener sur Mars des recherches scientifiques ou s’y établir.

On peut donc conclure que les missions habitées sont un complément indispensable et enrichissant aux missions robotiques.

Illustration de titre: Un Starship d’Elon Musk dans le voisinage de Saturne. Pour les raisons exposées ci-dessus, il n’est certainement pas habité mais il peut aller se poser sur Titan et y déposer divers équipements lourds pour l’explorer avec des robots. Le même véhicule sera utilisé pour transporter des hommes sur Mars. Crédit: SpaceX.

Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur:

Index L’appel de Mars 20 06 10

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

14 réponses à “Les missions par vols habités ne peuvent pas nuire au développement de l’exploration robotique

  1. La présence d’êtres humains à côté de robots permettrait en effet d’augmenter grandement “l’efficacité” de l’exploration de la planète Mars. J’avais lu une analyse qui, si je me rappelle bien, indiquait que cette efficacité est multipliée par 10 environ en présence d’êtres humains, … alors que le coût est aussi multiplié plus ou moins par le même facteur. L’opération est donc “rentable”!
    Autre point: la limitation, clairement mise en évidence dans l’article de Monsieur Brisson, de la propulsion chimique devrait inciter à relancer maintenant rapidement un programme plus ambitieux de développement de réacteurs nucléaires spatiaux (pas que pour la propulsion d’ailleurs, mais aussi pour l’alimentation en énergie de bases spatiales). La propulsion nucléaire présente de tels avantages par rapport à la propulsion chimique – meilleure impulsion spécifique (pouvant atteindre presque le double de celle de LH2/LOx), pas besoin de comburant, poussée de plus longue durée possible … -, que je m’étonne que l’on n’en ait pas poursuivi le développement après la fin du programme NERVA (“Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application”) en 1972 aux USA. Ou plutôt, c’est bien le signe que l’on avait en fait abandonné toute idée de lancer dans l’immédiat un projet d’exploration habitée de la planète rouge après la fin du programme Apollo. Il nous faudrait maintenant un “Elon Musk nucléaire” pour redonner une impulsion à un tel projet ☺!

  2. vous avez raison l’humain est une composante essentielle de l’exploration car le robot aussi évolué soit-il n’est qu’un robot qui ne sait réagir que selon les algorithmes dont on l’a doté. l’exploration humain est critiquée à cause des coûts qu’elle entraîne pour assurer la survie de l’individu en particulier mais elle donne une richesse en développant la possibilité d’ajouter le sens de l’humain à la somme des acquis scientifiques. Par contre il faut absolument ramener cette exploration dans un environnement public et non privé comme le triste E Musk le fait actuellement en appliquant les pires recettes du capitalisme à son seul profit et en disposant des recherches et des résultats du public, çàd NASA. il ne faut pas accepter de brader le spatial à quelques industriels américains de surcroit dont l’objectif est de s’enrichir et d’asservir. Il suffit de voir le programme en cours qui installe en orbite basse des milliers de satellites au mépris des scientifiques mais surtout induisant une contamination de l’environnement terrestre par des futurs milliers de débris, induisant une contamination lumineuse limitant l’observation de l’espace depuis la terre, et tout cela pour vendre de l’internet et augmenter la dépendance d’humains à ses entreprises. ET que dire du lancement hyper médiatisé d’une tesla qui pollue l’espace pour le seul plaisir de quelques geeks! non l’exploration spatiale ne doit pas être confisquée par le privé mais mené par le public avec un partenariat public-privé mais il faut la mener le plus loin possible pour comprendre ce que nous sommes et donner quelques rêves à l’humanité pour l’entraîner loin des réseaux sociaux!
    il faut complémenter l’humain par le robot, intégrer les lanceurs en orbite pour éviter le surcoût énergétique au lancement mais surtout associer toutes les nations (on peut rêver) car il n’y a rien de pire que la prétention de Mr Trump de mettre en oeuvre une armée spatiale à sens unique! l’espace est à l’humanité et ne peut être détourné

    1. Merci de votre commentaire.
      Je partage évidemment votre opinion sur la nécessité de la présence humaine, quand cela est possible bien sûr.
      Par contre je ne partage pas votre opinion sur le rôle du privé. Je pense que les personnes qui utilisent leur argent, le font avec beaucoup plus d’attention que s’ils utilisent l’argent des autres (via les impôts). Ceci dit je déplore et je condamne le programme Starlink d’Elon Musk.

      1. Merci pour votre réponse ce que je veux dire c’est la nécessité de la puissance publique pour éviter les dérives du privé quand il s’agit de capitalisme ultra-libéral solution européenne en partenariat permet Ariane il faut cependant revoir les règles de retour géographique pour éviter la surenchère nationalo- économique qui, et vous avez raison, pénalise l’Europe et impacte les coûts. Merci pour cet échange

    2. Entièrement d’accord avec le besoin d’humaniser toutes les activités liées à l’exploration spatiale. Je pense qu’il reste encore beaucoup de choses à découvrir et à résoudre sur terre et donc ne pas s’ébahir devant quelqu’un qui joue avec l’écologie sans vergogne pour assouvir ses envies de puissance.

      1. Comme je l’ai écrit je condamne Starlink en raison de la pollution qu’il cause à l’espace très proche. Par contre il ne faut pas oublier que le système de récupération et de réutilisation des différents éléments des fusées, représente une réduction extrêmement importante de la pollution occasionnée par les lancements dans l’espace. Ce processus est entièrement dû à Elon Musk qui l’a conçu et réalisé alors que personne ne le croyait possible.

      2. Comme je l’ai écrit en réponse à Michel Tailhades, je ne pense pas qu’Elon Musk “joue avec l’écologie sans vergogne”. Ce n’est pas si simple. Les lancements de Falcon 9 et Falcon Heavy sont les plus écologiques qui existent. En particulier ils le sont beaucoup plus que ceux de l’ESA.

    3. “une Tesla qui pollue l’espace”?! Eh bien, vue les dimensions de “l’espace” (cette voiture n’a pas été mise en orbite terrestre), il en faudrait des Tesla pour arriver à le polluer! ☺
      Et quant aux arrières-pensées que vous attribuez à Elon Musk, je pense que si son objectif avait été de s’enrichir toujours plus, il n’aurait justement jamais dû se lancer dans cette aventure spatiale et jouir égoïstement de la fortune qu’il avait déjà amassée grâce à son génie entrepreneurial. Il a d’ailleurs récemment revendu plusieurs de ses propriétés parce que la possession de biens matériels n’est pas ce qu’il recherche. Sa passion, qu’il n’assouvit peut -être pas toujours de la meilleure manière (Starlink effectivement très discutable), est bien l’exploration spatiale en général et celle de Mars plus particulièrement, et il faut des visionnaires comme lui pour faire avancer les choses. Regardez comment on tournait en rond (c’est le cas de le dire pour l’ISS!) sans plus progresser depuis la fin du programme Apollo!

      1. Tout à fait d’accord avec Pierre-André Haldi, sur la pollution et les motivations d’Elon Musk.
        On peut parler de la pollution de l’orbite basse terrestre entre 500 et 1000 km d’altitude* et c’est quelque chose de condamnable contre laquelle il faut réagir (la Suisse s’y emploie d’ailleurs avec les spin-off de l’EPFL, ClearSpace et Adrios, comme vous pouvez le lire sur ce blog) mais il est absurde de parler de la pollution de l’espace lointain (absurde = contraire au bon sens, à la logique, à la raison).
        *NB: En dessous de 600 km les objets en orbite redescendent irrémédiablement en moins de 25 ans vers la Terre et, pour la quasi totalité, sont consumés dans l’atmosphère avant d’atteindre la surface du sol.
        Plus “on monte”, plus l'”encombrement” relatif des objets qui circulent est réduit. Pour donner une idée du problème, la surface de la Terre est de 510 millions de km2, la surface d’une sphère de 600 km de rayon en plus de celui de la Terre (donc 600 km d’altitude) est de 610 millions de km2, la surface d’une sphère enveloppant la Terre à l’altitude des orbites géostationnaires (36.000 km) est de 22.490 millions de km2. Donc la Tesla d’Elon Musk partie vers Mars ne compte pratiquement pas davantage qu’une seule molécule d’hydrogène dans l’environnement où elle se trouve.

        Concernant Elon Musk je dirais que ce qui le motive ce n’est pas une volonté de puissance, c’est établir une colonie humaine sur Mars. Ceux qui pensent autrement se trompent totalement sur la personne.

  3. L’aventure Martienne soulève plusieurs points de réflexion et il est utile de les distinguer :
    – il faut bien admettre que l’intelligence humaine est à la base de toutes ces technologies et que ces dernières ne peuvent progresser d’elles mêmes , du moins pour l’instant , et permettent aujourd’hui de remplacer l’homme dans un nombre toujours grand de taches , particulièrement quand les conditions deviennent périlleuses pour l’être humain .
    Tous les outils , des plus simples aux plus sophistiqués , deviennent une extension du corps humain à plus ou moins grande distance , avec plus ou moins d’autonomie de manière à réduire la pénibilité du travail humain , y compris les taches répétitives qui exigent une attention constante où l’homme n’est pas le meilleur .
    Alors avec ou sans conquête de l’espace , la progression de l’IA ne s’arrêtera pas et les progrès sur Terre entrainera fatalement les avancées dans l’espace . Apprendre aux robots sur Terre permet de les laisser sur un quelconque astre pour différentes missions toujours plus élaborées …
    – la question de la présence humaine dans l’espace et sur d’autres planètes devient alors essentielle , qu’est-ce qui peut bien la justifier ?
    Si on pense à une quelconque catastrophe majeure, on pourrait admettre qu’il vaut mieux préparer une “arche de Noé” ou un deuxième lieu d’existence , mais dans ce cas les possibilités sur Terre sont plus que suffisantes et plus adaptées qu’une autre planète subissant les mêmes événements ou pires ( Mars est moins bien protégée que la Terre des rayons cosmiques ou UV, … ).
    Quant à la disparition pure et simple de notre planète , cela reste un événement si lointain que notre espèce ne connaitra sans doute pas et de toute manière entrainera la fin de tout le système solaire !
    L’apprentissage de la vie sur Mars n’apportera rien de plus qu’une expérience de boy scout en mal de sensations fortes ou en quête de fantasmes nés de la science fiction , mais rien de fondamental sur le plan scientifique ( tout ce qui a été percé à jour l’a été avec des instruments commandés à distance ) .
    Les missions Apollo n’ont pas eu de suite justement par manque d’intérêts .
    – l’idée d’une colonisation de la planète rouge , d’une espèce multi planétaire relève aussi de fantasmes .
    Il ne suffit pas de déplacer des milliers de personnes sur une autre planète pour qualifier cette migration de colonie . Ce dernier concept inclut une organisation sociale bien structurée et avant tout d’une autonomie de survie.
    Cette colonie partirait avec des handicaps majeurs :
    d’abord, elle ne possèderait rien qui ne vienne de la Terre, tout équipement étant inexistant sur Mars et aucune possibilité de fabriquer le moindre outil simple avec les composés locaux ni la culture de plantes sans les graines importées et encore moins des produits de chasse ou de pêche ! Et donc dépendra uniquement du bon vouloir des investisseurs restés sur Terre ravitaillant à grands frais une bande d’aventuriers n’ayant pas le premier million pour le prix du transfert !
    Elle n’aurait non plus pas de monnaie d’échange de richesse locale à faire valoir …
    Dans des conditions de dépendance totale , cette “colonie” n’aurait donc aucun pouvoir de décision !!!
    Il suffit de considérer les éléments de base pour conclure que ce n’est que pure affabulations …

    La conquête de la Lune était plus essentielle parce qu’elle a permis d’affirmer que se déplacer sur une autre astre était possible , marcher sur Mars n’est qu’une répétition , sans plus, et avec l’inconvénient majeur de prendre le risque de polluer une possible vie ET qui serait à jamais perdue avec des colons irresponsables !

    1. Décidément, on a beau vous expliquer et réexpliquer M. Giot que la plupart de vos arguments ne “tiennent pas la route”, vous revenez encore et encore avec les mêmes. C’est sans doute perdre son temps (mais je le tente encore une ultime fois) que vous répéter que:
      1/ Non, Mars n’est pas la Lune et permet effectivement d’envisager (à terme bien sûr, pas immédiatement) des établissements humains permanents entièrement AUTONOMES. Contrairement à ce que vous affirmez, TOUT existe sur la planète rouge pour satisfaire les besoins et nécessités d’une colonie de quelques centaines de milliers de personnes probablement au plus: oxygène (extrait de l’atmosphère), eau (extraite du sous-sol), nourriture (cultivée sous serres), et tous les minéraux et autres matériaux nécessaires pour construire tout ce que l’on voudra, étant donné que Mars et la Terre ont été créées dans le même environnement spatial. à partir des mêmes constituants de base ce que l’on trouve sur Terre, on le trouve aussi sur Mars
      2/ M. Brisson a déjà abondamment et en détail expliqué sur ce blog ce que les “Martiens” pourraient produire et commercialiser pour financer leurs échanges avec la Terre, je n’y reviendrai donc pas.
      3/ Il n’a jamais été question qu’une “colonie” martienne permette à l’Humanité de se perpétuer après un cataclysme qui engloutirait le systèmes solaire! Par contre, cette possibilité existerait si une catastrophe touchant la survie de notre espèce sur Terre, mais PAS celle de la planète elle-même (!), devait se produire. Et cela peut arriver n’importe quand, demain, dans mille ans, dans un million d’années, … personne ne le sait! L’événement déclencheur pourrait être la chute d’un gros astéroïde (comme cela s’est déjà produit dans un passé pas si lointain relativement à l’âge de la Terre), une pandémie beaucoup plus “méchante” et mortifère que le Covi-19, … voire une catastrophe provoquée par l’Homme lui-même. Bien sûr, Mars aussi pourrait connaître la(les) même(s) mésaventure(s), mais la probabilité qu’un événement de ce genre touche simultanément deux planètes séparées de dizaines, voire centaines, de millions de km est extrêmement faible. Comme je l’ai dit, nous avons actuellement “tous nos oeufs” dans un seul et unique panier; pas très prudent si l’on pense à la survie à long terme de notre espèce!
      4/ Enfin, on l’a souligné ici très souvent, c’est dans l’ADN de notre espèce de chercher toujours à s’ouvrir de nouveaux horizons, à faire de nouvelles expériences. Je ne connais pas votre âge, mais en tout cas pour ceux de ma génération le 20 juillet 1969 restera à tout jamais une date mémorable, celle où presque la planète entière devant ses écrans de TV a partagé un événement historique, deux de ses représentants foulant le sol d’un autre astre que celui où ils étaient nés. Bien des vocations de scientifique ou ingénieur … et, bien sûr, astronaute, ont dû naître ce jour-là! Pourquoi les nouvelles génération n’auraient-elles pas droit à vivre des moments aussi exaltants? Doivent-elles être condamnées à ne traiter que des problèmes terre-à-terre, même sil faut AUSSI bien évidemment s’y attaquer; mais les être humains ont besoin de défis enthousiasmants aussi pour se dépasser (relisez à ce propos le magnifique discours du Président Kennedy lorsqu’il a lancé le “défi lunaire”), il en a toujours été ainsi dans l’Histoire.

      1. Pierre-André Haldi a parfaitement répondu aux objections de Monsieur Giot. Je ne vois rien à ajouter.
        Je pense que Monsieur Giot fait un blocage psychologique qui l’empêche d’envisager que l’homme puisse tenter de s’installer ailleurs que sur Terre.
        En fait ce même blocage affecte beaucoup de nos contemporains qui ne voient pas que sur Terre nous sommes déjà dans l’espace et que Mars n’est qu’une autre possibilité où nous “poser” et prospérer en cultivant toutes les capacités que nous offrent les avancées technologiques que nous commençons à maîtriser.

  4. Je comprends ces commentaires sur la pollution bien modeste mais je pensais aussi à la pollution des esprits par qq’n qui se croit au dessus des autres ( voir l’école privée pour ses enfants). Quant à la moindre pollution par les engins américains que celle des engins européens cela ne veut pas dire grand chose. Et certes en orbite terrestre les satellites retombent mais en combien de temps d’où le risque de collision en orbite qui augmente. Se gausser de l’ISS est une erreur car on n’enverra pas impunément des humains pour des vols très longs sans préparation et cette étape est très importante. J’ai eu la chance de contribuer modestement à l’iss et je reste convaincu de l’utilité même si c’est moins fun sur facebook que la Tesla dans l’espace. Mais justement n’est ce pas la question qui se pose ? Important de partager ces questions sans oublier les motivations politiques de domination qui ne sont pas loin ni la nécessité d’une transition écologique tournée vers l’humain tellement saccagé aujourd’hui au profit du profit.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *