Voyager dans le Starship ne sera pas séjourner en enfer

Après le voyage en termes astronautiques, considérons maintenant les aspects santé et confort. Ce sont évidemment des facteurs importants à prendre en compte pour des êtres humains. On peut dire que les conditions seront loin d’être aussi épouvantables que l’écrit Madame Ekström dans son livre « Nous ne vivrons pas sur Mars, ni ailleurs ». NB: Je prends comme précédemment l’hypothèse que le vaisseau spatial sera le Starship d’Elon Musk.

L’apesanteur pose bien sûr problème, comme le mettent en avant mes contradicteurs mais il ne faut pas en déduire que ce problème est rédhibitoire. Il faut d’abord bien distinguer les deux premières missions pour lesquelles il n’y aura pas de « comité d’accueil » sur Mars et les suivantes où il pourra y en avoir. Si aucune mesure n’est prise pour contrer l’apesanteur pendant le trajet interplanétaire parce qu’aucune n’est possible, les premiers astronautes débarquant sur Mars devront rester quelques jours à bord avant de descendre au sol car après six mois ils seraient incapables de faire, immédiatement, quoi que ce soit en surface. Cela « tombe bien » car il y aura toutes sortes de vérifications à faire à bord avant de sortir. Pendant ces jours d’« incapacité » ils pourront se mouvoir avec un exosquelette. Pour ce qui est de l’intensité du « mal d’apesanteur », on peut penser qu’il sera atténué par le fait qu’une gravité de 0,38g est quand même nettement moins difficile à surmonter qu’une gravité de 1g. Bien sûr, recréer une gravité artificielle en vol serait l’idéal. Robert Zubrin, fondateur de la Mars Society, a proposé dès 1990 de mettre en rotation le couple formé par le vaisseau spatial et son lanceur reliés entre eux par un filin. On peut aujourd’hui imaginer la même formule pour deux Starship. Il faudrait évidemment tester la faisabilité de cette possibilité mais l’on sait déjà que pour remplir en orbite de parking les réservoirs de son vaisseau interplanétaire, Elon Musk projette de relier par leurs bases le vaisseau-habitat avec son vaisseau-tanker. Il faudrait donc répéter la manœuvre avec deux starships-habitats, après leur injection interplanétaire quasi simultanée depuis l’orbite de parking, puis dévider entre la base des vaisseaux un jeu de câbles (plutôt quatre qu’un seul !) et mettre le couple en rotation lente après quelques 400 mètres. La vitesse de rotation pourrait ensuite être accélérée et la tension des câbles maintenue en les rembobinant jusqu’à peut-être 200 mètres (il faut bien sûr qu’ils ne soient pas trop gros donc pas trop lourd ni trop volumineux). Si ces manœuvres, certes compliquées, ne sont pas possibles, il faudra faire au mieux pour se maintenir « en forme » à bord, c’est-à-dire faire de l’exercice tous les jours (du moins pour ceux qui devront agir immédiatement à l’arrivée). NB : il y a d’autres concepts pour créer une gravité artificielle. L’un d’entre eux a été exposé par Pierre-André Haldi dans ce blog.

Les termes de « confort et santé » recouvrent également ce qu’il convient de faire pour contrer toutes sortes de nuisances propres au milieu: le niveau élevé de bruit de la ventilation et de la climatisation, l’absence d’alternance naturelle des jours et des nuits, le confinement et la promiscuité, la quantité limitée d’eau disponible au regard des besoins pour assurer un bon niveau d’hygiène personnelle, les mauvaises odeurs. Ce serait selon mes contradicteurs, des inconvénients majeurs (pour ne pas dire insupportables) du voyage. Ils le seraient sans doute si on ne pouvait rien faire mais à partir du moment où l’on envisage des problèmes il faut rechercher des solutions pour les résoudre ou en atténuer les effets. Et pour les inconvénients cités, il y a des réponses.

Il faudra sans doute faire des efforts pour limiter les bruits à leur source mais on peut aussi utiliser la technique du « contrôle-actif » (« ANC ») en émettant des contre-bruits aux longueurs d’émission requises. Comme les bruits seront générés par des moteurs et que donc ils devraient être de longueurs d’onde stables, on peut envisager cette possibilité. Lutter contre l’absence d’alternance naturelle du jour et de la nuit peut être très facilement assuré par un réglage de la luminosité de l’espace intérieur (variateurs d’intensité programmés). On fait ça dans tous les avions de ligne long-courriers.

Il ne faut pas exagérer la promiscuité. D’abord Madame Ekström envisage que le voyage se fasse dans « un espace équivalent à un petit appartement ». C’est inexact, le Starship (que je prends toujours pour hypothèse) aura un volume habitable de 1100 m3, ce n’est pas celui d’un « petit appartement » (ou du DST de 100 m3, donné en exemple par Madame Ekström). Certes, ce volume sera occupé en partie par les équipements nécessaires à la survie des voyageurs mais comme la densité des équipements transportés sera certainement beaucoup plus élevées que celle des corps humains, il y aura de l’espace libre. Il restera surement beaucoup plus de place pour les passagers que dans les locaux qui ont servi pour les expériences en Russie de séjours longs en milieu clos (« Mars 500 »). Et qu’on ne me parle pas de désœuvrement ou d’ennui. Selon Madame Ekström, « il faudra prévoir une jolie quantité de mos croisés et de sudoku pour partir sur Mars ». Personnellement je n’ai jamais perdu de temps à ces « activités », c’est le niveau zéro de la culture  ! Il y aura autre chose à faire. Lors des premiers vols, les passagers seront extrêmement motivés par la perspective de leur activité sur Mars; ils auront une multitude de choses à faire pour préparer leur séjour et à mon avis « le temps passera vite ». De ce point de vue l’expérience Mars 500 ne pouvait absolument pas restituer les conditions psychologiques d’un vol vers Mars et elle était donc totalement inutile.

Pour ce qui est de la sexualité, je pense qu’on peut choisir quelques couples stables et testés et je ne pense pas, contrairement à Madame Ekström, que faire l’amour sur Mars, en gravité 0,38g pose des problèmes insurmontables. Pour « pratiquer » dans l’espace, je suis sûr qu’on trouvera des solutions (penser le contraire me semble sous-estimer grandement la créativité de l’homme en cas de vrai besoin) et on ne va quand même pas refuser le voyage Terre-Mars pour cette raison!

L’eau évidemment sera en quantité limitée. Il faudra absolument la recycler. Pourquoi pas ? Pour nettoyer les vêtements, un excellent agent seraient les radiations spatiales, notamment les UV. Je pense qu’on pourrait trouver un endroit mal protégé dans le vaisseau spatial, derrière un hublot par exemple, pour y exposer ses vêtements (et une fois les bactéries mortes, il n’y aura plus d’odeurs). De toute façon un soin de soi exigeant et une excellente ventilation seront importants. « Tout le monde » devra prendre sa part de « maintenance sanitaire » (ce qui se passe dans l’ISS, n’est-ce pas ?). Je ne pense pas que les passagers des premiers vols s’y refusent car l’intelligence et le savoir-vivre auront été des critères de sélection. Ils disposeront aussi des conseils d’un microbiologiste. « Plus tard », lorsque les voyages seront devenus routiniers, on peut envisager que certains passagers aux ressources les plus faibles se portent candidats pour assumer quelques taches domestiques en échange d’une réduction du prix de leur transport. Mais ce « comportement sanitaire » ne sera jamais un détail. Le risque de dérèglement microbiologique est très sérieux en milieu clos. On ne pourra jamais se permettre de le négliger en quittant la Terre pour 30 mois.

Les radiations sont un vrai problème, les SeP (Solar energetical Particles), c’est-à-dire les protons rayonnés par le Soleil, résultant, lorsque l’intensité est forte, en SPE (Solar Particle Event), allant parfois jusqu’aux CME (Coronal Mass Ejection) et, constamment, les quelques 2% de GCR (Galactic Cosmic Ray) composés d’éléments lourds (HZE, énergie d’une particule atomique plus massive que l’hélium), jusqu’au fer ou davantage. Contre les impacts de HZE (et les rayons gamma dérivés), on ne peut rien sauf en recevoir le moins possible, donc pratiquement ne pas rester dans l’espace trop longtemps (sur 6 mois, « ça ira »). Contre les SeP, les doses sur la même durée sont raisonnables, si on ne subit pas un SPE sans protection. Dans cette éventualité on aura intérêt à pouvoir se mettre à l’abri dans un caisson protégé d’eau ou d’aliments (protons !) pendant le temps de l’évènement. Dans ces conditions on peut envisager deux ou trois voyages aller-retour Terre/Mars/Terre sans conséquences graves (fixées internationalement à l’augmentation de plus de 3% du risque de développer un cancer, ce qui n’est pas rédhibitoire). Il faudra bien évidemment mesurer les doses reçues pour rester dans des limites acceptables (« ALARA »…même si dans ce sigle, le 3ème « A » est pour « Achievable » et non « Acceptable »). On pourrait cependant très bien faire le voyage aller et retour pour 0,3 sieverts, bien à l’intérieur des 1 à 4 sieverts conduisant à ce seuil de 3% de risques.

Illustration de titre : partie habitable du Starship. « unofficial interior concept ». TechE Blog, Deep Space Courrier. SpaceX n’a pas donné de plan précis de son aménagement. Il va varier suivant les différentes étapes de l’établissement de l’homme sur Mars.

Illustration ci-dessous : plan de l’intérieur d’un Starship (crédit Philip Lütken, architecte). A noter que ce plan a pour objet de loger 100 personnes, c’est une version futuriste du transport. Au début il n’y aura à bord qu’une douzaine de personnes et beaucoup d’équipements.

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

Index L’appel de Mars 21 03 06

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.

30 réponses à “Voyager dans le Starship ne sera pas séjourner en enfer

  1. Intéressant article, … mais avec un a priori peut-être un peu trop optimiste concernant la conception du Starship (et ne prenant en compte que les premiers vols, avec peu d’occupants, mais ce n’est pas l’ambition finale assignée à son vaisseau par Elon Musk qui le voit transporter jusqu’à 100 passagers!).
    Quelques petites remarques:
    1/ “On peut aujourd’hui imaginer la même formule (note: mise en rotation) pour deux Starship”. La conception “monolithique” du Starship rend une telle approche difficile. Mis à part que j’ai déjà mentionné ici à différentes reprises que je ne crois pas à la faisabilité de la mise en rotation en utilisant un ou plusieurs filins (et encore moins avec des engins de la taille du Starship), comment continuerait-on à assurer les liaisons avec la Terre, entre autre (observations à réaliser, etc.), avec un vaisseau ENTIER en rotation?! Cela dit, je répète une nouvelle fois que je ne comprends pas que cette technique de création d’une gravité artificielle n’ait pas encore été testée, dans le cadre de l’ISS par exemple. Qu’attend-on?!
    2/ “il faudra faire au mieux pour se maintenir « en forme » à bord, c’est-à-dire faire de l’exercice tous les jours”. Sans gravité artificielle, ce sera en effet incontournable, … mais peut-on imaginer cela lorsque le Starship transportera, comme entend le réaliser Elon Musk, 100 passagers (même “seulement” 30 ou 40)?! Ce ne sera plus un “starship” mais un “Starfitness” (une profession d’avenir: “coach de fitness spatial”?) :-).
    3/ “Le Starship aura un volume habitable de 1100 m3”. En fait, ce n’est pas complètement exact; 1100 m3 est le “payload volume”, le volume pressurisé serait de 845 m3 (du moins selon les plans actuels, mais on peut remarquer une certaine tendance, face aux réalités, à réduire les capacités du Starship d’année en année), soit un peu moins que celui disponible dans l’ISS (916 m3), qui n’a cependant, elle, jamais eu pour vocation d’accueillir des dizaines d’occupants en même temps! Avec 100 passagers, cela n’offre en moyenne, sans compter les équipements, qu’un espace “au sol” de 2m par 2 m environ par passager (env. 4 m2 pour un plafond à 2,30 m, pour un voyage de 6 mois (!); alors qu’une cabine standard de navire de croisière offre entre 6 et 15 m2 d’habitat). Des animaux dans une bétaillère sont moins serrés 🙂 !
    4/”Dans cette éventualité (éruption solaire) on aura intérêt à pouvoir se mettre à l’abri dans un caisson protégé d’eau ou d’aliments pendant le temps de l’évènement”. En effet, mais cela réduit encore le volume vital disponible pour les passagers en temps normal. Et, de nouveau, imagine-t-on la dimension de cet abri s’il doit un jour protéger jusqu’à 100 personnes! A remarquer d’ailleurs que SpaceX prévoit apparemment des cabines, avec hublot (!) en périphérie du vaisseau, ce qui est aberrant de ce point de vue.
    Bref, le Starship fait rêver, mais il y a des réalités incontournables qui font que la vie à bord ne sera sans doute pas aussi rose que le suppose l’article, voire même carrément impossible pour une centaine de passagers comme prétend le réaliser Elon Musk.
    P.S.: Les prochains mois permettront d’y voir plus clair, en particulier déjà de voir si les essais du Starship et du BFR se révèlent concluants, ce qui n’est pas encore tout-fait le cas pour le moment, les moteurs Raptor en particulier se montrant un peu “capricieux” jusqu’ici, il a d’ailleurs fallu encore remplacer jeudi au dernier moment un des 3 pour l’essai SN11 prévu maintenant pour lundi.

    1. Merci de ce commentaire tout à fait pertinent.
      Je pense moi aussi que les 100 personnes annoncées par Elon Musk sont exagérées (pour ne pas dire sque c’est impossible). Je verrai plus une vingtaine de personnes, ce qui serait déjà bien.
      De tout façon, pour redondance (sécurité), il serait bon que deux vaisseaux naviguent de concert.
      Pour ce qui est de la gravité artificielle, dans deux vaisseaux réunis par leur base, les passagers seraient séparés d’un minimum de 64 mètres et d’un maximum de 84 mètres. Mettre le couple en rotation, même à 1/2 tour par minute, créerait un minimum de gravité.
      Maintenant si on parvenait à porter la distance entre les deux bases à une vingtaine de mètres…

      1. Mon “objection” concernant la mise en rotation de deux Starships est plus fondamentale, comme indiqué dans mon commentaire. Premièrement je doute fortement qu’elle soit réalisable avec des engins de cette taille, surtout si la liaison est assurée par un(des) filin(s)! Mais surtout, la conception “monolithique” du Starship rend une telle solution pratiquement impossible car c’est TOUT le vaisseau (plus exactement, chacun des deux) qui serait en rotation par rapport au centre de rotation. Cela rendrait impossible le maintien de communication avec la Terre (comment maintenir l’antenne dans la position requise?!), les manoeuvres d’ajustement d’orbite, les observations à réaliser, etc. Impraticable!

  2. Très intéressant article de M. Brisson dont j’admire la compétence et surtout la passion sur le sujet. Un bémol cependant. Le nombre de problèmes m’interpelle; en les prenant séparément, on trouve pratiquement toujours une solution plus ou moins réaliste et optimiste. Mais il ne faut pas oublier que si un seul problème n’est pas résolu cela peut suffire à faire capoter toute la mission. Si on part de l’hypothèse d’une centaine de problèmes susceptibles de mettre en échec la mission avec une probabilité de 1/1000 chacun, la probabilité totale d’échec est quand même de 10% (1-(999/1000)^100), ce qui n’est pas négligeable s’agissant de vies humaines d’abord, mais aussi d’un investissement colossal. J’aimerai bien connaître les hypothèses retenues pour faire une calcul exact (nombre de problèmes vitaux, probabilité d’échec).

    1. Vous avez entièrement raison. J’ai réalisé des petits calculs d’analyse de risque en ne prenant en considération QUE les possibles défaillances des moteurs (Raptor). On s’aperçoit qu’avec le nombre de moteurs envisagés (même si ce nombre a baissé de 42 dans les premières présentations à 28 ou 30 maintenant, sans doute pas sans raison!), il faudrait une fiabilité exceptionnelle de CHACUN de ceux-ci pour qu’il n’y ait pas d’échec au lancement, même si on admet qu’un lancement ne serait pas compromis avec la défaillance d’un ou deux moteurs (mais cela suppose qu’il n’y ait pas de “défaillance de mode commun”, alors qu’il y en a déjà eues avec 3 moteurs seulement dans le cadre des tests SN 8 à 10, ou de propagation de défaillances comme observés dans les échecs catastrophiques de la fusée lunaire N1 soviétique).
      Cela n’exclut pas bien sûr que SpaceX réussisse à faire voler son “super-vaisseau”, mais ce n’est pour le moins pas encore gagné et il faut se garder de faire preuve d’un trop grand optimisme pour le moment, c’est trop tôt. Qui vivra, verra 🙂 !

      1. En fait, sur une longueur de 20 mètres, je pensais plutôt à des pylônes télescopiques (rigides).
        Je comprends aussi le problème de l’antenne mais ne pourrait-on la fixer au centre de gravité du couple en rotation, en prévoyant bien sûr une alternative pour chacun des vaisseaux, c’est à dire que l’antenne au centre de gravité soit un relais des deux autres (de toute façon on aurait besoin d’une antenne indépendante pour chaque vaisseaux lorsque ils evolueraient séparément).
        Pour ce qui est des manœuvres d’ajustement de trajectoire, il faudrait que chaque vaisseau retrouve leur autonomie mais ces manœuvres ne sont pas si frequentes pendant le trajet.

        1. Ce qui, comme pas mal d’autres choses, peut être réalisé beaucoup plus naturellement, simplement et logiquement avec une conception modulaire; cqfd. 🙂 !

        2. Le pointage d’une antenne à bord d’un vaisseau en rotation n’est qu’un petit problème. Il suffit de lui appliquer une contre-rotation exactement complémentaire de la rotation du véhicule et il n’est même pas nécessaire qu’elle soit au centre de gravité. Même au bord d’un objet en rotation d’une centaine de mètres de rayon, et même sans se contraindre à l’utilisation d’une nacelle de stabilisation à trois axes, du moment que l’axe d’émission-réception de l’antenne reste parallèle à l’axe de rotation du vaisseau, compte tenu de la distance entre la Terre et le vaisseau la transmission restera stable. Pour un objet en rotation de 100 m de rayon, à seulement 100.000 km de distance, l’erreur angulaire ne serait que d’un microradian ce qui est absolument négligeable.

          Quant à la création d’une pesanteur artificielle, n’oublions pas que nous ne sommes qu’au tout début du projet. Quand le premier Starship lèvera l’ancre pour Mars, il sera au stade où se trouvait l’aéroplane des frère Wright. Entre ce dernier et le premier avion d’un confort et d’une sécurité suffisante pour transporter une vingtaine de passagers – le Handley Page Hercule – il s’est écoulé une vingtaine d’années. Il est légitime d’espérer que vingt ans après le premier Starship, on arrive à construire en orbite un vaisseau équipé d’un carrousel comme l’Explorer 1 décrit par Arthur Clarke. Restons positifs.

          Pour ce qui est du bruit des climatiseurs, il est résolu depuis des décennies par l’emploi de cellules Peltier et de moteurs brushless lents.

          1. Merci Monsieur Louis.
            J’aime beaucoup votre commentaire parce qu’il est positif. Quand on a un problème il faut chercher à le résoudre et ne pas se lamenter parce qu’on l’a rencontré.
            La vie est faite de ces situations auxquelles on se trouve confronté, auxquelles on réfléchit pour les surmonter ou les contourner, et enfin de la satisfaction de les avoir maîtrisées.
            J’aime que ce blog soit un lieu d’échange et de création par la connaissance, l’imagination et l’intelligence. Les critiques y ont leur place bien sûr (inutile de se bercer d’illusions) mais ceux qui ont des réponses (toujours soumises à la critique) sont plus que bienvenus.

          2. “Quand le premier Starship lèvera l’ancre pour Mars, il sera au stade où se trouvait l’aéroplane des frère Wright” (pas tout-à-fait quand même 🙂 !). Oui, mais selon le planning annoncé par Elon Musk le “premier Starship lèvera l’ancre (vers Mars)” dans quelques années seulement et il n’est par ailleurs nullement prévu de le modifier de manière significative pour transporter ensuite jusqu’à 100 passagers. C’est justement ce qui me gêne dans l’approche suivie par SpaceX, c’est-à-dire un engin monolithique difficilement modifiable et adaptable. C’est pourquoi il m’aurait semblé préférable d’adopter une conception plus modulaire, qui permettrait d’ailleurs, comme je l’ai déjà mentionné, de résoudre plus naturellement, simplement et logiquement les questions soulevées plus haut.
            Si le programme Apollo, toute chose égale par ailleurs, avait été conçu selon la même philosophie, il n’y aurait pas eu de Skylab, de mission Apollo-Soyouz, … et les astronautes d’Apollo XIII seraient morts!
            Mais, je le re-répète, Elon Musk est un entrepreneur de génie et il reste à espérer qu’il réussira son pari. Mais il n’a pas forcément choisi l’approche la meilleure pour cela. Et il est de toute manière préférable pour le succès de cette entreprise (envoyer des hommes sur Mars) de garder les yeux ouverts sur les problèmes potentiels (Elon Musk lui-même l’avait d’ailleurs demandé dans sa première présentation). C’est la seule manière de les prévenir et d’éviter ainsi que tout tourne finalement au fiasco. J’ai une assez longue expérience de l’analyse et gestion des risques et j’ai pu constater combien de drames n’ont pas pu être évités parce que, justement, on n’avait pas voulu voir les problèmes qui s’annonçaient.

  3. M . Brisson n’en sait rien (ni personne d’ailleurs) , lui qui n’a jamais mis les pieds dans un vaisseau spatial n’est pas vraiment la référence pour donner un point de vue sur la question .
    On ne pourra avoir qu’un retour d’expérience après une mise en orbite et au minimum un voyage autour de la Lune avec un équipage !
    Le pari de faire voyager 100 personnes dans un espace correspondant à un appartement de 100 mètres carrés est perdu d’avance ! si on peut mettre 300 personnes dans un avion , c’est parce qu’elles n’y restent moins de 24 heures ! Pendant l’expérience “Mars 500” seuls 6 cobayes ont pris place dans un lieu commun fermé …
    En plus, il faut tenir compte du ravitaillement à emporter pour le voyage , soit plus d’une tonne par personne ce qui dépasse largement les possibilités du starship …
    Faire tourner le starship pour créer une gravitation artificielle est tout simplement ridicule , il n’est pas conçu pour ce genre de manoeuvre …
    On n’a pas fini d’entendre des inepties sur la “croisière martienne s’amuse “

    1. Avec vous Monsieur Giot on en serait toujours à se demander si la paire de ciseaux est préférable au couteau pour découper une pièce de tissu.
      Evidemment que je n’ai jamais voyagé dans un vaisseau spatial. Mais je peux avoir des idées sur le sujet (plus documentées que beaucoup) et je ne préjuge pas de la solution qui sera finalement adoptée. Le Starship est un pari et il n’est pas gagné, c’est pour cela que des essais sont en cours. Et ne vous inquiétez pas, aucun vaisseau ne partira de la Terre avec un équipage avant que soit atteinte une probabilité élevée de leur retour sain et sauf.
      Quant aux 100 passagers, j’ai dit et redit que je n’y croyais pas. Je pense en effet qu’on ne pourra pas dépasser une vingtaine par Starship. Mais cela est un détail par rapport à la faisabilité. Quelle serait la différence si 20 personnes plutôt que 100 revenaient sur Terre après un séjour sur Mars, sinon le coût unitaire du voyage? Et encore une fois, Il n’est pas question que ces personnes vivent dans un espace de 100 mètres carrés mais de plusieurs centaines (en acceptant les “bémols” posés par Pierre-André Haldi). On ne parle d’ailleurs pas de mètres carrés mais de mètres cubes.
      Quant à la mise en rotation de deux starships reliés entre eux par la base, votre critique est facile mais non fondée. On peut très bien impulser une rotation à deux corps en mouvement reliés par leur base. Une fois l’impulsion donnée et les vaisseaux lancés dans leur trajectoire interplanétaire, elle se perpétuera puisqu’elle ne sera plus perturbée par la gravité (y compris par l’accélération des vaisseaux). Ce qui est en discussion ici c’est plus le lien entre les vaisseaux que le principe même de la rotation.
      De toute façon je sais que vous vous moquez de ce que je vous réponds et que vous vous efforcerai la prochaine fois d’être aussi désagréable que vous savez l’être.

  4. Question con… mais afin de gagner de la place et de l’espace de vie..nourriture toutça pour l’équipage….pourquoi ne pas envoyer la plus grosse partie du matériel pour la mission (construire une base etc..) en une ou plusieurs fois de façon automatisée comme pour perseverance..puis seulement ensuite envoyer une fusée uniquement ou presque consacrée à l’équipage qui une fois arrivé aura tout le matériel à sa disposition..plus qu a déballer les joujous…

    1. Il est évident que cela devra se passer ainsi: premiers vols totalement robotiques pour repérage des lieux puis pour dépôt d’équipements qui devront être utilisés ensuite, puis enfin vols habités avec très peu d’hommes. Les transports de nombreux passagers, ce sera pour plus tard, quand il y aura de quoi les accueillir.
      Mais attention, les premiers hommes devront partir avec les équipements absolument nécessaires à leur survie. On peut donc faire l’impasse sur certaines choses mais pas d’autres (imaginez que le vol ne puisse se poser exactement là où c’était prévu ou que le matériel précédemment expédié ne fonctionne pas).
      De toute façon au début il y aura très peu d’hommes, juste le nécessaire pour tester les équipements, le support vie et préparer le vol suivant. Même si le vaisseau peut emporter 20 personnes, le premier vol n’en comptera certainement pas plus de 6.
      Il faut aussi noter qu’un vol habité sera beaucoup plus efficace, pour le déchargement et le montage des équipements que n’importe quel dispositif robotique, sans hommes (les robots seront toujours nécessaires).

  5. J’ai le plus total respect pour la passion de Monsieur Brisson. Mais ce que je trouve étonnant, c’est ce filin pour réaliser une gravité. Ce serait un facteur d’insécurité. Je crois davantage dans une forme de centrifugeuse. D’autant plus que les Américains cogitent sérieusement ce problème (cf https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronautique-gravite-artificielle-2001-odyssee-espace-devient-realite-76771/)
    “l’ingénieur en aérospatiale Torin Clark, vient de faire savoir via un article publié dans Journal of Vestibular Research qu’elle avait une solution, au moins pour les voyages à destination de Mars en particulier. ”
    Mais le plus important serait de savoir comment Elon Musk pense traiter ce problème de la gravité artificielle. Nul doute qu’il a déjà fait un choix. Et que ceux qui doutent, inventent une tesla.
    Il y a aussi des forums en Anglais, le site de la Nasa mais je ne trouve pas ce que dit Monsieur Musk

    1. S’il y a plusieurs filins (je préconise 4) c’est pour réduire l’ “insécurité”. Ce qu’il faut c’est que les filins soient toujours tendus pendant la phase de préparation puis de mise en rotation (Claude Nicolier qui a fait l’expérience du dévidement d’un cable dans l’espace parle du danger d’un cable détendu). Ce qu’il faut, dans cette phase, c’est donc absolument maintenir la tension (par ré-enroulage ou brèves mini-propulsions). Une fois la rotation installée, la force centrifuge maintiendra la tension.
      L’intérêt des cables c’est qu’ils peuvent permettre une distance entre les masses plus grande que n’importe quelle structure rigide et peuvent permettre d’obtenir un minimum de gravité avec une faible vitesse de rotation (un tour minute, maximum 2). Le désagrément avec une distance courte entre les masses en rotation et une vitesse élevée (nécessaire pour une gravité élevée) c’est le différentiel de gravité entre la tête et les pieds (proportionnelle à la taille de l’homme par rapport à celle du bras de levier). Il faut absolument limiter ce différentiel et aussi limiter la force de Coriolis ressentie qui dévie les déplacements.
      Je ne sais pas où en est Elon Musk sur ce problème d’apesanteur. Il semblerait qu’il veuille faire le voyage sans gravité artificielle et c’est en partie pour cela qu’il voudrait qu’il soit aussi rapide que possible (moins de 6 mois). A mon avis, si tel était bien le cas, ce serait une faiblesse de son projet. Il est plus que souhaitable de créer une gravité artificielle à l’intérieur du vaisseau. On ne peut pas pour autant considérer que le vaisseau de “2001 Odissée de l’espace” soit une structure réaliste aujourd’hui.

  6. Concernant la problématique de la vie en espace confiné, il existe un exemple sur terre d’une vie comparable à celle d’un vaisseau spatial durant plusieurs mois: c’est les sous-marins nucléaires.

    La durée des missions varie entre 3 mois chez les Français à 6 mois chez les Américains. C’est similaire à un voyage vers Mars avec la technologie actuelle.

    La surface privée pour un marin sur un sous-marin américain est de l’ordre de 1,5 m2. Il y a même pénurie de lit: il y a davantage de marins que de lits, ce qui oblige une partie de l’équipage à partage un lit entre plusieurs personnes et à dormir de manière alternée.

    Les sous-marins ne possèdent que très peu de moyens pour communiquer avec l’extérieur, pour garder la localisation du navire secrète, les fenêtres de communication sont réduites une fois tous les 20 jours, lorsque le navire fait surface.

    Il n’y a pas de fenêtre vers l’extérieur, pas de lumière naturelle, un recyclage de l’air et de l’eau. L’eau est très limitée, la durée des douches est limitée de 3 à 5 minutes. La nourriture fraîche n’est disponible que pour les 2-3 premières semaines, ensuite il faut passer à la nourriture congelée ou en conserve.

    Les équipages sont en principe masculin, les Français n’ayant pas d’équipages mixtes, les Américains ayant lancé des expérimentation, les Anglais ayant renoncé.

    Conclusions: Enfermer plusieurs dizaines de personnes dans un espace confiné durant plusieurs mois sans accès à l’extérieur et avec des contraintes très fortes sur la vie quotidienne (eau, communications avec l’extérieur, espace privé limité voire inexistant) n’est pas un problème, il faut toutefois une sélection et une préparation particulière. Il faudra sans doute modifier le profil de recrutement des futurs astronautes en choisissant plutôt des sous-mariniers que des pilotes de chasse pour des missions longues durées dans l’espace.

    Pour la vie sur Mars, l’exemple à considérer est une base en Antarctique durant l’hiver: une vie confinée dans un espace clos, avec possibilité de sortie, mais nécessitant des mesures de protection importante, un paysage morne et minérale.

    Si on veut simuler un voyage vers Mars y compris le séjour et le retour, une expérimentation à bord d’un sous-marin de 12 à 18 mois suffirait pour vérifier l’impact psychologique. La vie à bord d’un sous-marin simulerait très bien la notion d’éloignement et d’isolement par rapport à des secours externes: en naviguant en profondeur et dans les zones éloignées des côtes, on ne pourra pas obtenir des secours dans un délai de plusieurs jours. Cela n’est tout à fait similaire à ce qui se passerait dans un voyage vers Mars, mais cela permet de créer ce sentiment d’isolement face à chaque problème.

    Références:
    https://polyexpert.fr/en-mission-a-bord-dun-sous-marin/
    https://portal.ct.gov/OMA/In-the-News/2016-News/Life-Aboard-A-US-Submarine
    https://www.businessinsider.com/navy-submarines-2014-3?IR=T#from-the-command-launch-console-all-weapons-are-prepared-and-spun-up-in-their-selective-tubes-a-submarines-weaponry-can-vary-from-torpedoes-to-trident-ballistic-missiles-depending-upon-the-type-of-submarine-17

    1. D’accord avec vous que le séjour dans un sous-marin est certainement ce qui SUR TERRE se rapproche le plus des conditions d’un voyage vers Mars. Mais on reste quand même dans un environnement terrestre, soumis à la pesanteur à laquelle nous sommes habitués et, surtout, en sachant qu’en cas de problème (normalement) il est possible de remonter à la surface en très peu de temps et être secouru. Psychologiquement, cela change pas mal de choses.
      Une meilleure simulation à mon avis serait d’établir une base permettant un séjour de longue durée SUR LA FACE CACHEE DE LA LUNE (puisqu’on parle de plus en plus d’y retourner). On aurait là un environnement plus “spatial”, la coupure totale avec la Terre, visuelle et radio, avec même la possibilité de simuler le délai qu’il y aura sur Mars en faisant passer les communications par un satellite “retardateur”. Cela tout en gardant quand même la possibilité d’un rapatriement d’urgence sur Terre en quelques jours en cas de difficulté(s). En plus, pour observer l’espace profond c’est l’endroit idéal (d’une pierre, deux coups)!

  7. Je pense que le Starship n’est pas le bon candidat pour le voyage vers Mars. Le but du Starship est de réduire le coût de l’accès à l’orbite basse et à l’envoi de charge matérielle lourde vers des destinations lointaines..

    Le Starship permettra la construction à moindre coût d’un vaisseau dédié au voyage en espace profond. Un exemple de tel vaisseau est le Nautilus-X (https://en.wikipedia.org/wiki/Nautilus-X) qui est construit pour générer une gravité artificielle et structuré pour réduire les radiations spatiales, sans les supprimer de manière significative.

    Le principe de centrifuge pour générer une gravité artificielle implique 2 problématiques: il faut de grande roue pour réduire la vitesse de rotation qui cause des perturbations au sens de l’orientation et le joint qui relie la partie mobile de la roue de la partie fixe du vaisseau principal. Dans les 2 cas, il s’agit de problème d’ingénierie classique.

    1. Tout à fait d’accord avec vous: il faut construire un vaisseau de transfert Terre-Mars. Ce vaisseau- cargo devrait être alimenté par une centrale nucléaire et propulsé par des moteurs ioniques de forte puissance. Le voyage serait ainsi beaucoup plus rapide et bien des problèmes seraient ainsi résolus (gravité, masse de carburant, rayonnement). Le Starship pour atteindre l’orbite basse ou se poser sur Mars et construction en orbite d’un cargo interplanétaire.

      1. Pourquoi miser sur une technologie qui n’est pas encore mature ? Les gros moteur ionique n’existe pas encore, principalement parce qu’il faut un réacteur nucléaire pour l’alimenter, or faire fonctionner un réacteur nucléaire dans l’espace, c’est un gros problème, car il faut dissiper la chaleur or cela est très compliqué dans le vide spatial. Un risque sur une station orbitale est de mourir de chaleur si le système d’évacuation de la chaleur tombe en panne. Le vide est un très bon isolant, or l’espace, c’est du vide, même si il est froid.

  8. J’ai proposé (et présenté à une session des “Mars Societies” européennes) il y a déjà quelque années une solution du même genre mais de conception plus simple et plus facile à envoyer dans l’espace et assembler que le Nautilus-X.
    Cela dit, ce genre de concept modulaire me semble effectivement plus prometteur que celui du Starship. J’ai peur qu’avec ce dernier on refasse en fait “l’erreur” qu’a été en partie la navette spatiale (système ne tenant pas ses promesses, trop lourd à gérer, peu adaptable, … et relativement dangereux).

    1. Moi aussi je trouve le Nautilus très séduisant…mais pour le moment, hélas, personne ne semble se présenter pour le construire. Donc je mise sur le Starship, en espérant qu’il fonctionne.

      1. Le développement d’un vaisseau de type Nautilus-X est plus simple que le Starship: les modules d’habitation peuvent utiliser la technologie des modules de la station spatiale internationale (pour le Lunar Gateway, les US ont déjà commandé un module à Airbus, bref, la technique est là), les modules gonflables existent: Bigelow a plusieurs modèles grande taille au stade de la production et un module de petite taille est en test sur la station spatiale.

        La seule inconnue technologique est la centrifugeuse avec son problème de joint.

        Il serait plus intelligent qu’Elon se focalise pour envoyer son Starship dans l’espace en mode non-réutilisable dans un premier temps pour permettre un accès à l’orbite à un coût intéressant: des chiffres circulent sur un coût de prototype de Starship à 2-300 millions $, ce qui donne pour 100 tonnes un coût spécifique de 2-3000 $/kg qui est déjà très intéressant.

        Actuellement, si personne ne travaille sur un projet de type Nautilus-X, c’est principalement parce que les moyens d’envoyer de gros éléments en orbite basse sont manquant ou prohibitif du point de vue du prix. Juste pour info, la Falcon Heavy ne trouve pas beaucoup de clients, mais comme SpaceX n’investit pas dans une coiffe plus grande, c’est difficile d’envoyer un plus gros chargement limité dans une coiffe de Falcon 9.

  9. Merci à toutes et tous pour ce partage de réflexions. J’ai ma petite question de lecteur lambda peu informé sur le sujet mais néanmoins passionné par votre proposition ! Une fois le cap déterminé, ne peut-on pas imaginer une nacelle retenue par un filin à une centaine de mètres en arrière des vaisseaux pour y installer les éléments de communications entre eux, la terre et mars, ainsi que des appareils de mesures etc…
    Ceci permettrait de déporter une partie du matériel pour maximiser l’espace intérieur du ou des navettes.
    Cela pourrait servir aussi de cellules de survie/secours, de lave linge 😊
    Ma question… est ce que cette rotation reste problématique s’il lui est ajouté un élément déporté mais fixe par rapport à la mission ?
    Cette nacelle pourrait également avoir son propre système de propulsion sans câbles et maintenu par guidage laser. Cette idée me vient des nacelles parfois retenues par une corde à l’arrière des bateaux de plaisance.

    1. Une « annexe » est envisageable pour donner davantage de volume. C’est l’idée des stations gonflables de Bigelow. On pourrait imaginer un « BA2100 » monté en orbite par un Starship et amarré au vaisseau interplanétaire avant injection vers Mars. En fin de voyage, le BA 2100 pourrait être « libéré » avant pénétration dans l’atmosphère et laissé en orbite de Mars pour y attendre le vol de retour vers la Terre. Sur le parcours Terre/Mars/Terre, il offrirait un vaste volume (2100 m3) supplémentaire aux passagers. Bien entendu, par sécurité, l’essentiel resterait à bord du vaisseau (notamment les équipements de communication !). On pourrait y accéder par la porte du sas du vaisseau.
      lien vers l’article de Wikipedia concernant le BA2100: https://en.wikipedia.org/wiki/BA_2100

  10. @Mr Brisson.

    Je suis étonné de vos chiffres concernant les radiations: d’après Wikipedia, on voyage aller-retour vers Mars entraînerait une exposition de 400-900 mSievert, ce qui est très proche de la limite maximale pour la carrière d’un astronaute (0.5-2 sievert) (https://en.wikipedia.org/wiki/Health_threat_from_cosmic_rays).

    Les articles de F.A Cucinotta estiment que la probabilité de développer un cancer fatal après un voyage vers Mars peut atteindre 20% en prenant la limite haute de l’incertitude et en moyen un risque de 9%, ceci avec un vaisseau spatial sans protection particulière contre les radiations.

    Le sujet des radiations est avec le problème de l’apesenteur les sujets les plus sérieux et donc ceux où il faut être le plus clair, tant pout expliquer ses propres chiffres que pour démonter les chiffres de ceux d’en face.

    Cucinotta, F.A.; Durante, M. (2006). “Cancer risk from exposure to galactic cosmic rays: implications for space exploration by human beings”. Lancet Oncol. 7 (5): 431–435.

    Cucinotta, F.A.; Manuel, F.K.; Jones, J.; Iszard, G.; Murrey, J.; Djojonegro, B. & Wear, M. (2001). “Space radiation and cataracts in astronauts”. Radiat. Res. 156 (5): 460–466.

    1. Merci pour les sources. Je vais les lire attentivement.
      D’ores et déjà, il faut bien voir que les chiffres varient énormément en prenant en compte la période du voyage, la survenance ou non d’un SPE et la protection dont on dispose. Pour limiter les GCR (Galactic Cosmic Rays), il faudrait privilégier les voyages pendant le pic d’activité solaire (cycle de onze ans). Pour limiter l’effet des SeP (Solar energetic Particles) frappant en forte densité (lors des SPE et surtout des CME), il faudrait se protéger dans un caisson entouré d’eau et de nourriture pendant la durée du SPE. Tout au long du voyage il faudrait porter une veste anti-radiations de type Astrorad, de chez Stemrad. Dans ces conditions ont pourrait limiter très fortement les maximum théoriques de dose-équivalente, jusqu’aux montants que j’ai mentionnés (désolé je ne suis pas chez moi et je n’ai pas sous la main de références aussi précises que les vôtres à fournir).

  11. Voilà un blog bien passionnant !
    J’imaginait aussi 2 starships identique dont les structures de support moteurs seraient relié entre elle par des câbles courant le long des vaisseaux jusqu’à se rejoindre. Ainsi, on s’appuie sur la structure de poussée qui supporte largement plus d’1 G au décollage, les tête des 2 starships se font face à une certaine distance. Un Câble main courante passe d’un sas à l’autre et permet une communication matériel et électrique entre les 2 vaisseaux, l’antenne de communication et la centrale nucléaire sont au centre entre les 2 vaisseaux.
    Sur la problématique des radiations, n’y aurait il pas une solution si l’on emporte une mini centrale nucléaire ? on pourrait peut être protéger les astronautes derrières les panneaux de protection de la centrale en la positionnant entre le soleil et le vaisseau, sans alourdir inutilement l’ensemble, à moins que les rayonnements dont on parle ne soit de nature si différente que la protection d’un cœur de centrale nucléaire ne soit pas adapté.

    1. Merci de votre commentaire. L’idée d’utiliser les protections d’un réacteur nucléaire n’est pas une mauvaise idée. Cependant: (1) il faudrait voir de quelle masse on parle; souvenez vous que le Starship est fait pour déposer 100 tonnes sur Mars; le volume protégé par les protections d’un réacteur nucléaire (oxyde de béryllium?) ne protégeraient qu’un tout petit espace; si elle protégeait un volume important, elles seraient intransportables (2) il ne servirait à rien de positionner les protections en direction du Soleil; en effet il est fort probable que le Starship soit mis en lente rotation sur son axe pour égaliser la chaleur reçue sur sa coque; d’autre part les radiations provenant du Soleil (SeP pour Solar energetic Particles), n’arrivent pas sur le vaisseau en ligne droite mais comme des nuages électromagnétiques, on pourrait dire en boucles.
      Par ailleurs, sauf SPE (Solar Particle Event) y compris CME (Coronal Mass Ejection), les radiations solaires ne sont pas les plus à craindre. Les plus dangereuses car elles sont extrêmement énergétiques et lourdes, ce sont les particules HZE (ions d’atomes lourds) qui représente 2% des GCR (rayons cosmiques) qui au contact de la coque, créent des radiations secondaires gamma. On peut se protéger raisonnablement des premiers (SeP) avec les réserves d’eau et de nourriture (protons), on ne peut pas se protéger des seconds. Il faut simplement ne pas les recevoir trop longtemps. 6 mois à un an, ça va!

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *