L’exploration de Mars

Pourquoi Mars?

Parmi les corps planétaires de notre système solaire, Mars est singulière en ce qu’elle possède toutes les matières premières nécessaires pour soutenir non seulement la vie, mais une nouvelle branche de la civilisation humaine. Ce caractère unique est illustré le plus clairement si nous opposons Mars à la Lune de la Terre, le lieu alternatif le plus fréquemment cité pour la colonisation humaine extraterrestre. Contrairement à la Lune, la planète rouge est riche en carbone, azote, hydrogène et oxygène, le tout sous des formes biologiquement facilement accessibles telles que le dioxyde de carbone, l’azote gazeux, la glace d’eau et le pergélisol. Sauf dans les cratères polaires ombragés permanents où règnent des températures ultra-froides, le carbone, l’azote et l’hydrogène ne sont présents sur la Lune qu’en quantités de parties par million. L’oxygène est abondant sur la Lune, mais uniquement dans les oxydes étroitement liés tels que le dioxyde de silicium (SiO2), l’oxyde ferreux (Fe2O3), l’oxyde de magnésium (MgO) et l’oxyde d’alumine (Al2O3), qui nécessitent des processus à très haute énergie pour se réduire. Les connaissances actuelles indiquent que si Mars était lisse et que toute sa glace et son permafrost fondaient en eau liquide, la planète entière serait recouverte d’un océan de plus de 100 mètres de profondeur. Cela contraste fortement avec la Lune, qui est si sèche que si du béton y était trouvé, les colons lunaires l’exploiteraient pour en extraire l’eau. Ainsi, si les plantes pouvaient être cultivées dans des serres sur la Lune (une proposition improbable, comme nous l’avons vu), la plupart de leur biomasse devrait être importée. La Lune est également déficiente en environ la moitié des métaux d’intérêt pour la société industrielle (cuivre, par exemple), ainsi que de nombreux autres éléments d’intérêt tels que le soufre et le phosphore. Mars a tous les éléments requis en abondance. De plus, sur Mars, comme sur Terre, des processus hydrologiques et volcaniques se sont produits qui sont susceptibles d’avoir consolidé divers éléments en concentrations locales de minerai à haute teneur. En effet, l’histoire géologique de Mars a été comparée à celle de l’Afrique, avec des inférences très optimistes quant à sa richesse minérale impliquée comme corollaire. En revanche, la Lune n’a pratiquement pas d’antécédents d’eau ou d’action volcanique, de sorte qu’elle est essentiellement composée de roches de déchets avec très peu de différenciation en minerais qui représentent des concentrations utiles de tout ce qui est intéressant. Vous pouvez générer de l’énergie sur la Lune ou sur Mars avec des panneaux solaires, et ici les avantages du ciel plus clair de la Lune et de sa proximité plus proche du Soleil que Mars compensent à peu près le désavantage des besoins de stockage d’énergie importants créés par la lumière / l’obscurité de la Lune pendant 28 jours. cycle. Mais si vous souhaitez fabriquer des panneaux solaires, afin de créer une base d’énergie auto-extensible, Mars détient un énorme avantage, car seule Mars possède les grandes réserves de carbone et d’hydrogène nécessaires pour produire le silicium pur nécessaire à la production de panneaux photovoltaïques et autres électronique. De plus, Mars a le potentiel de produire de l’énergie éolienne, contrairement à la Lune. Mais les énergies solaire et éolienne offrent un potentiel relativement modeste – des dizaines, voire des centaines de kilowatts ici ou là. Pour créer une civilisation vibrante, vous avez besoin d’une base énergétique plus riche, et cette Mars dispose à la fois à court et moyen terme sous la forme de ses ressources géothermiques qui offrent un potentiel pour un grand nombre de centrales électriques créées localement dans les 10 MWe ( 10000 kilowatts). À long terme, Mars bénéficiera d’une économie riche en énergie basée sur l’exploitation de ses importantes ressources nationales de deutérium pour les réacteurs à fusion. Le deutérium est cinq fois plus commun sur Mars que sur Terre, et des dizaines de milliers de fois plus commun sur Mars que sur la Lune. Le plus gros problème avec la Lune, comme avec tous les autres corps planétaires sans air et les colonies artificielles en espace libre proposées, est que la lumière du soleil n’est pas disponible sous une forme utile pour la culture des cultures. Un seul acre de centrales sur Terre nécessite 4 MW d’énergie solaire, un kilomètre carré a besoin de 1 000 MW. Le monde entier réuni ne produit pas assez d’électricité pour éclairer les fermes de l’état de Rhode Island, ce géant de l’agriculture. Cultiver des cultures avec de la lumière générée électriquement est tout simplement économiquement désespéré. Mais vous ne pouvez pas utiliser la lumière naturelle du soleil sur la Lune ou tout autre corps sans air dans l’espace à moins de placer des murs sur la serre suffisamment épais pour protéger les éruptions solaires, une exigence qui augmente énormément les frais de création de terres cultivées. Même si vous faisiez cela, cela ne vous ferait aucun bien sur la Lune, car les plantes ne pousseront pas dans un cycle lumière / obscurité de 28 jours.

Sur Mars, il y a une atmosphère suffisamment épaisse pour protéger les cultures cultivées en surface des éruptions solaires. Par conséquent, des serres en plastique gonflables à parois minces protégées par des dômes de protection en plastique dur résistant aux UV sans pression peuvent être utilisées pour créer rapidement des terres cultivées en surface. Même sans les problèmes d’éruptions solaires et d’un cycle diurne d’un mois, de telles serres simples ne seraient pas pratiques sur la Lune car elles créeraient des températures insupportablement élevées.

Sur Mars, en revanche, le fort effet de serre créé par de tels dômes serait précisément ce qui est nécessaire pour produire un climat tempéré à l’intérieur. Ces dômes atteignant 50 mètres de diamètre sont suffisamment légers pour être transportés de la Terre au départ, et plus tard ils peuvent être fabriqués sur Mars à partir de matériaux indigènes. Parce que toutes les ressources pour fabriquer des plastiques existent sur Mars, des réseaux de tels dômes de 50 à 100 mètres pourraient être rapidement fabriqués et déployés, ouvrant de grandes zones de la surface à la fois à l’habitat humain et à l’agriculture. Ce n’est que le début, car il sera finalement possible pour les humains d’épaissir considérablement l’atmosphère de Mars en forçant le régolithe à dégazer son contenu grâce à un programme délibéré de réchauffement climatique induit artificiellement. Une fois que cela a été accompli, les dômes d’habitation pourraient être pratiquement de n’importe quelle taille, car ils n’auraient pas à supporter une différence de pression entre leur intérieur et leur extérieur. En fait, une fois que cela a été fait, il sera possible d’élever des cultures spécialement sélectionnées à l’extérieur des dômes.

Le point à souligner est que contrairement aux colons de tout autre corps extraterrestre connu, les colons martiens pourront vivre à la surface, pas dans des tunnels, et se déplacer librement et faire pousser des cultures à la lumière du jour. Mars est un endroit où les humains peuvent vivre et se multiplier en grand nombre, se soutenant avec des produits de toutes les descriptions fabriqués à partir de matériaux indigènes. Mars est donc un lieu où une civilisation réelle, et pas seulement un avant-poste minier ou scientifique, peut être développée.

Pour notre génération, et celles qui suivront bientôt, Mars est le Nouveau Monde.

À propos de la Mars Society

La Mars Society est l’organisation de défense de l’espace la plus grande et la plus influente au monde qui se consacre à l’exploration et à la colonisation humaines de la planète Mars. Créé par le Dr Robert Zubrin et d’autres en 1998, le groupe travaille à éduquer le public, les médias et le gouvernement sur les avantages d’explorer Mars et de créer une présence humaine permanente sur la planète rouge. Pour ce faire, l’organisation cherche activement à:

1. Organiser une sensibilisation du public dans le but de susciter un intérêt profond pour Mars,

2. Promouvoir un large soutien international à la recherche et à l’exploration de Mars financées par le gouvernement, et

3. Promouvoir la création d’entreprises spatiales commerciales qui aideront à réaliser l’exploration et la colonisation de Mars.

Les activités de la société comprennent des simulations analogiques de Mars dans le désert de l’Utah et l’Arctique canadien, des programmes de sensibilisation du public et des programmes éducatifs tels que les simulations de réalité virtuelle MarsVR, le University Rover Challenge annuel, des efforts de plaidoyer politique, des recherches financées par le secteur privé, des réunions de chapitre et des activités aux États-Unis. et dans le monde, et la Convention annuelle de la Société internationale de Mars.

Déclaration de fondation

Cette déclaration décrit la motivation de la Mars Society. Il a été ratifié par 700 participants à la convention de fondation de l’organisation tenue en août 1998 à l’Université du Colorado à Boulder, au Colorado. Le moment est venu pour l’humanité de se rendre sur la planète Mars. Nous sommes prêts. Bien que Mars soit éloigné, nous sommes bien mieux préparés aujourd’hui pour envoyer des humains sur la planète rouge que nous ne devions voyager sur la Lune au début de l’ère spatiale. Compte tenu de la volonté, nous pourrions avoir nos premiers équipages sur Mars d’ici une décennie.

Les raisons d’aller sur Mars sont puissantes. Nous devons aller chercher la connaissance de Mars. Nos sondes robotiques ont révélé que Mars était autrefois une planète chaude et humide, apte à accueillir l’origine de la vie. Mais était ce le cas? Une recherche de fossiles sur la surface martienne ou de microbes dans les eaux souterraines pourrait fournir la réponse. S’ils étaient trouvés, ils montreraient que l’origine de la vie n’est pas unique à la Terre et, par implication, révéleraient un univers rempli de vie et probablement d’intelligence aussi. Du point de vue de l’apprentissage de notre vraie place dans l’univers, ce serait l’illumination scientifique la plus importante depuis Copernic.

Nous devons aller chercher la connaissance de la Terre. Alors que nous entamons le XXIe siècle, nous avons la preuve que nous modifions l’atmosphère et l’environnement de la Terre de manière significative. Il est devenu essentiel pour nous de mieux comprendre tous les aspects de notre environnement. Dans ce projet, la planétologie comparative est un outil très puissant, un fait déjà démontré par le rôle des études atmosphériques vénusiennes dans notre découverte de la menace potentielle du réchauffement climatique par les gaz à effet de serre. Mars, la planète qui ressemble le plus à la Terre, aura encore plus à nous apprendre sur notre monde d’origine. Les connaissances que nous acquérons pourraient être essentielles à notre survie.

Nous devons relever le défi. Les civilisations, comme les gens, prospèrent grâce aux défis et se décomposent sans elles. Le temps est révolu pour les sociétés humaines d’utiliser la guerre comme moteur du progrès technologique. Alors que le monde se dirige vers l’unité, nous devons nous unir, non pas dans une passivité mutuelle, mais dans une entreprise commune, tournée vers l’extérieur pour relever un défi plus grand et plus noble que celui que nous nous posions auparavant. Mars offrira un tel défi. En outre, une exploration internationale coopérative de Mars servirait d’exemple de la façon dont la même action conjointe pourrait fonctionner sur Terre dans d’autres entreprises.

Nous devons aller pour les jeunes. L’esprit de la jeunesse exige l’aventure. Un programme Humain vers Mars inciterait les jeunes du monde entier à développer leur esprit pour participer à la création d’un nouveau monde. Si un programme sur Mars devait inspirer un petit pourcent supplémentaire de la jeunesse d’aujourd’hui aux études scientifiques, le résultat net serait des dizaines de millions de scientifiques, d’ingénieurs, d’inventeurs, de chercheurs médicaux et de médecins supplémentaires. Ces personnes feront des innovations qui créeront de nouvelles industries, trouveront de nouveaux remèdes médicaux, augmenteront les revenus et bénéficieront au monde d’innombrables façons pour fournir un rendement qui éclipsera complètement les dépenses du programme Mars.

Nous devons saisir l’occasion. L’installation du Nouveau Monde martien est l’occasion d’une noble expérience dans laquelle l’humanité a une autre chance de se débarrasser de ses vieux bagages et de recommencer le monde; faire avancer autant que possible le meilleur de notre héritage et laisser le pire derrière. De telles chances n’arrivent pas souvent et ne doivent pas être dédaignées à la légère.

Nous devons aller pour notre humanité. Les êtres humains sont plus qu’un autre type d’animal, nous sommes le messager de la vie. Seul des créatures de la Terre, nous avons la capacité de continuer le travail de création en donnant la vie à Mars et Mars à la vie. Ce faisant, nous ferons une déclaration profonde sur la valeur précieuse de la race humaine et de chacun de ses membres.

Nous devons aller vers l’avenir. Mars n’est pas seulement une curiosité scientifique; c’est un monde d’une superficie égale à tous les continents de la Terre combinés, possédant tous les éléments nécessaires pour soutenir non seulement la vie, mais une société industrielle. C’est un nouveau monde, rempli d’histoire qui attend d’être fait par une nouvelle et jeune branche de la civilisation humaine qui attend de naître. Nous devons aller sur Mars pour faire de ce potentiel une réalité. Nous devons partir, non pas pour nous, mais pour un peuple qui n’est pas encore. Nous devons le faire pour les Martiens.

Croyant donc que l’exploration et la colonisation de Mars est l’une des plus grandes entreprises humaines possibles à notre époque, nous nous sommes réunis pour fonder cette Mars Society, comprenant que même les meilleures idées d’action humaine ne sont jamais inévitables, mais doivent être planifiées, préconisées, et réalisées par un travail acharné. Nous appelons toutes les autres personnes et organisations de personnes partageant les mêmes idées à se joindre à nous pour faire avancer cette grande entreprise. Aucune cause plus noble ne l’a jamais été. Nous ne nous reposerons pas tant qu’elle n’aura pas réussi.

Questions fréquentes et réponses:

Q: Qu’est-ce que Mars Direct?

R: Mars Direct est un plan durable d’humains vers Mars développé par le Dr Robert Zubrin qui préconise une approche minimaliste et vivante de l’exploration spatiale, permettant des résultats maximaux avec un investissement minimum. Utilisant la technologie de lancement existante et utilisant l’atmosphère martienne pour générer du carburant pour fusée, extraire l’eau du sol martien et éventuellement utiliser les abondantes réserves de minéraux de Mars à des fins de construction, le plan réduit considérablement la quantité de matériaux qui doivent être lancés depuis la Terre. vers Mars, évitant ainsi la principale pierre d’achoppement à l’exploration spatiale et accélérant rapidement le calendrier de l’exploration humaine du système solaire. Les grandes lignes de Mars Direct sont simples. Au cours de la première année de mise en œuvre, un véhicule de retour de la Terre (ERV) est lancé sur Mars et arrive 6 mois plus tard. À l’atterrissage, un rover est déployé qui contient les réacteurs nécessaires pour générer du carburant de fusée pour le voyage de retour. Après 13 mois, un véhicule de retour plein de carburant sera assis à la surface de Mars. Lors de la prochaine fenêtre de lancement, 26 mois après le lancement du ERV, deux autres engins sont envoyés: un deuxième ERV et un module d’habitat (hab), le navire des astronautes. Cette fois, le ERV est envoyé sur une trajectoire de faible puissance, conçu pour arriver sur Mars en 8 mois – afin qu’il puisse être atterri sur le même site que l’hab si le premier ERV rencontre des problèmes. En supposant que le premier ERV fonctionne correctement, le deuxième ERV est atterri sur un site différent, ouvrant ainsi une autre zone de Mars à l’exploration par l’équipage suivant. Après un an et demi sur la surface martienne, le premier équipage revient sur Terre, laissant derrière lui les hab, les rovers qui lui sont associés et toutes les expériences en cours qui y sont menées. Ils atterrissent sur Terre 6 mois plus tard à l’accueil d’un héros, le prochain hab / ERV étant déjà en route vers Mars.

Avec deux lancements pendant chaque fenêtre de lancement – un ERV et un hab – de plus en plus de zones de Mars seront ouvertes à l’exploration humaine. Finalement, plusieurs habs peuvent être envoyés sur le même site et liés ensemble, permettant ainsi les débuts d’une base permanente sur Mars.

Q: Combien coûtera l’envoi d’humains sur Mars?

R: Les estimations du coût d’un programme d’exploration humaine sur Mars au fil des ans ont été extrêmement disparates, laissant beaucoup de confusion dans leur sillage. À l’extrémité supérieure de l’échelle se trouvait l’Initiative d’exploration spatiale proposée par le président George H. W. Bush en 1989 à 450 milliards de dollars; Mars Direct occupe le bas de l’échelle. Certaines estimations ont fixé Mars Direct à environ 30 milliards de dollars, en utilisant les pratiques conventionnelles du gouvernement et de l’industrie aérospatiale. D’autres estimations le situent entre 8 et 10 milliards de dollars, en utilisant une approche plus moderne et plus agile et en tirant parti du secteur privé.

Q: Pourquoi les estimations de coûts pour une mission sur Mars sont-elles si différentes?

R: Les différences d’estimation des coûts sont principalement dues à la quantité de nouveau matériel qui doit être développé et utilisé dans le cadre d’une proposition donnée. Certains programmes d’exploration de Mars ont préconisé l’assemblage de gros engins spatiaux en orbite ou sur la Lune, tandis que d’autres ont appelé à des systèmes de propulsion avancés tels que des moteurs nucléaires. Le développement de ces nouvelles technologies et de l’infrastructure nécessaire pour les soutenir entraîne une augmentation rapide des coûts. Mars Direct réalise son faible coût de deux manières: en utilisant uniquement les technologies existantes, adaptées aux spécificités d’une mission sur Mars, et en générant du carburant pour la mission de retour – de loin le composant de masse le plus important, et donc les dépenses de non-développement les plus coûteuses. de toute mission sur Mars – à la surface de Mars.

Q: Envoyer des humains sur Mars est un gaspillage de l’argent des contribuables.

R: Si elle est effectuée de manière rentable comme Mars Direct, l’exploration humaine de Mars peut être facilement accomplie dans le cadre du budget actuel de la NASA – qui représente actuellement moins de 1% des dépenses discrétionnaires fédérales. Un coût total de mission de 30 milliards de dollars, étalé sur les 20 années envisagées par Mars Direct (10 ans avant le premier vol, 10 ans après au cours desquels cinq missions sont effectuées), représente environ 10% du budget de 300 milliards de dollars de la NASA pour cette période. cadre (basé sur les niveaux de financement annuels actuels de 15 milliards de dollars). Les fonds alloués à un programme d’exploration de Mars ne disparaissent pas simplement de l’économie américaine non plus – en effet, la grande majorité de ces 30 milliards de dollars sert à payer les salaires des ingénieurs, du personnel de soutien, même des ouvriers d’usine dont les usines assembleraient le matériel nécessaire à Mars. missions. Pendant ce temps, les progrès technologiques qui sont un sous-produit naturel des programmes d’exploration spatiale – qui dans le passé comprenaient des IRM, du velcro et le four à micro-ondes, pour n’en nommer que quelques-uns – contribueront à stimuler l’activité économique pour les années à venir.

Q: Pourquoi devrions-nous aller sur Mars? Accédez à notre Pourquoi Mars? page et lisez également la déclaration fondatrice de la Mars Society. Q: Pourquoi ne pas simplement envoyer des robots? Ils sont moins chers et il n’y a aucun risque de mort. R: Envoyer des humains sur Mars est indéniablement plus coûteux et dangereux que d’envoyer simplement des sondes robotiques. Cependant, les avantages à tirer de l’envoi d’humains – en plus des robots appropriés – sont si spectaculaires qu’il est facile de justifier les problèmes supplémentaires que cela implique. Avant même de pouvoir répondre à la question de savoir pourquoi les humains sont de meilleurs explorateurs que les robots, nous devons d’abord répondre à la question de savoir s’il est trop dangereux d’envoyer des humains sur Mars. Pour répondre à cette question, nous devons d’abord considérer la question secondaire: trop dangereux pour qui? Il y a beaucoup de gens qui, s’ils leur disaient qu’ils ne pourraient faire partie d’une expédition sur Mars que s’ils abandonnaient tout espoir de revenir sur Terre, sauteraient sur l’occasion. Des milliers d’autres s’inscriraient pour un voyage où leurs chances de revenir n’étaient que de 50/50 (y compris l’auteur de cette pièce). Avec le temps, les gens ont toujours été prêts à risquer leur vie pour des choses qui leur tiennent à cœur, pour de grandes missions d’exploration – pourquoi devrait-il en être autrement aujourd’hui? Plus important encore, pourquoi les personnes qui resteront en sécurité ici sur Terre devraient-elles refuser aux personnes qui souhaitent saisir cette chance cette opportunité, simplement parce que les explorateurs pourraient mourir? Étant donné, cependant, que ceux qui s’aventureront éventuellement sur Mars préféreraient revenir sains et saufs, il est toujours dans l’intérêt de toutes les personnes impliquées dans un tel voyage de minimiser les risques pour les astronautes. Pour ce faire, il faut d’abord comprendre les risques les plus importants auxquels les explorateurs seront confrontés en allant sur Mars (en gardant à l’esprit que chaque risque ne peut être prévu ou compris – ce n’est pas le cas dans la vie de tous les jours, sans parler d’un voyage. vers une autre planète). Dans aucun ordre particulier, il s’agit de l’empoisonnement aux radiations, de la gravité faible à zéro, des problèmes psychologiques, des pannes d’équipement et de l’épuisement des fournitures. Heureusement, il existe d’excellents moyens d’atténuer ou d’annihiler entièrement les risques posés par chacun de ces problèmes. Les problèmes de rayonnement sont traités ailleurs dans cette FAQ, ainsi que dans cette réponse à un article du New York Times sur le sujet. Le zéro-g sur le trajet aller-retour n’est pas la façon dont la mission est conçue, et étant donné le temps que les cosmonautes ont passé en zéro-g sans effets à long terme, la gravité de Mars ne devrait poser que peu de problèmes, voire aucun. Les problèmes de santé mentale sont probablement surestimés et font déjà l’objet de recherches dans les simulations de Mars à travers le monde. Les pannes d’équipement et le manque de fournitures sont tous deux annulés comme des problèmes, car l’architecture de la mission nécessite une redondance à la fois de l’équipement et des fournitures. Quel que soit le problème potentiel, il y a de fortes chances que le problème ait déjà été résolu ou puisse être facilement résolu au cours d’une bonne planification de la mission. Maintenant que nous savons qu’aller sur Mars n’est pas «trop dangereux», nous pouvons voir pourquoi les humains sont de bien meilleurs explorateurs que les robots. Tout d’abord, considérez la différence de portée effective et de mobilité d’un humain par rapport à un robot. Alors qu’au cours de leurs premiers mois sur Mars, les rovers Spirit & Opportunity étaient heureux de parcourir 2 kilomètres chacun, un humain pouvait parcourir des distances considérablement plus grandes au cours d’un après-midi. Les humains peuvent simplement franchir des rochers, des ravins ou d’autres obstacles qui présentent aux robots des défis intimidants, peut-être insurmontables. Cette différence devient particulièrement pertinente si, par exemple, la partie intéressante de l’immobilier martien se trouve juste au-dessus de l’horizon du site d’atterrissage – un endroit où un humain pourrait probablement se rendre en quelques heures, voire quelques jours, mais qu’un robot pourrait ne pas être en mesure d’atteindre du tout. Les humains sont également bien meilleurs pour aller au-delà des objectifs préprogrammés, des techniques, etc. que les robots. Si les objectifs de la mission changent en raison d’une nouvelle découverte, il n’est pas nécessaire de reprogrammer un humain. Cela économise du temps, de l’argent et une chance de catastrophe – après tout, un humain n’entrera jamais dans un cycle de redémarrages infinis parce qu’un programmeur a oublié de vider sa mémoire. Même dans les cas où il n’y a pas de changement dans le profil de la mission, un humain est supérieur à un robot: par exemple, un géologue qualifié serait considérablement meilleur pour identifier les spécimens qui méritent d’être étudiés qu’un robot. Peut-être le plus important de tous, cependant, les humains apportent leur instinct sur les lignes de recherche qui méritent d’être suivies – quelque chose qu’aucun robot ne pourrait jamais apporter. Mieux encore, il est pratiquement garanti que les missions humaines dureront beaucoup plus longtemps que les missions de rover actuelles: alors que la durée minimale pour que les rovers martiens soient considérés comme un succès était de 90 jours, une mission humaine réussie – c’est-à-dire une mission qui a renvoyé les astronautes sur Terre – serait prennent 910 jours (environ 2,5 ans), dont 550 de ces jours (environ 1,5 an) passés à la surface de Mars.

Même avec tous ces avantages, cependant, il est toujours logique d’envoyer des robots travailler aux côtés des humains. Les robots déployés par les humains sont excellents pour atteindre des endroits qui pourraient être dangereux ou inaccessibles aux humains – par exemple, ils peuvent être abaissés sur une paroi rocheuse abrupte ou placés dans un canyon dont ils pourraient ne pas revenir. Les robots peuvent également être utilisés pour maximiser la valeur d’exploration lors des expéditions – si un endroit intéressant est remarqué le long du chemin de la journée, un robot peut être déployé pour passer autant de temps que nécessaire dans la zone pendant que les humains poursuivent leur objectif initial. Des robots contrôlés manuellement peuvent même être utilisés pour effectuer des réparations mineures sur l’habitat, y compris des réparations sur des objets sous l’habitat – ce qui peut être un processus fastidieux dans une combinaison spatiale, ou peut-être tout à fait impossible.

Si nous voulons tirer le meilleur parti des missions sur Mars, nous devrions envoyer des humains * et * des robots.

Q: Pourquoi se concentrer sur Mars alors qu’il y a tant de problèmes sur Terre?

R: De nombreuses personnalités, comme l’acteur Patrick Stewart (qui a représenté le capitaine Jean-Luc Picard dans Star Trek), ont fait valoir qu’il était plus logique d’utiliser les ressources gouvernementales pour résoudre les problèmes terrestres, et que nous ne devrions tenter une ‘humains sur Mars mission’ qu’après la résolution des problèmes de la Terre.

Étant donné la nature imparfaite de l’humanité, cependant, cela équivaut simplement à une échappatoire bon marché. L’humanité ne résoudra jamais tous ses problèmes, même avec un laps de temps infini – encore moins pendant le temps que chacun de nous reste sur Terre.

Tout aussi important est le fait que les missions d’humains vers Mars pourraient en fait aider à résoudre certains de ces mêmes problèmes. Par exemple, les plans à long terme pour l’exploration spatiale comprennent actuellement le développement de systèmes de propulsion nucléaire qui, combinés aux abondantes réserves d’isotope d’hélium H-3 disponibles sur la Lune et sur Mars, pourraient fournir un approvisionnement pratiquement inépuisable et pratiquement sans pollution. une énergie bon marché pour toute la Terre qui mettrait fin à notre dépendance aux combustibles fossiles.

Q: L’envoi d’humains sur Mars ne distraira-t-il pas la NASA d’autres travaux importants?

R: Un programme Humain vers Mars correctement géré peut être accompli sans alourdir indûment les ressources de la NASA, budgétaires ou autres. Cela peut être mieux illustré en termes de pourcentage de lancements – exprimé en termes de lancements actuels de Shuttle – nécessaires pour prendre en charge Mars Direct. Avant la catastrophe de Columbia, la NASA effectuait en moyenne six lancements de navettes par an. Mars Direct nécessite deux lancements par fenêtre de lancement de Mars – environ un lancement par an. Cela signifie qu’un programme d’exploration humaine durable sur Mars peut être réalisé en utilisant 16% de la capacité de lancement de la NASA, laissant beaucoup de place pour d’autres projets.

De plus, si le matériel nécessaire à l’exploration de Mars est construit de manière modulaire, des sous-ensembles ou des recombinaisons de ceux-ci pourraient être utilisés pour soutenir d’autres programmes, tels que la base lunaire envisagée dans l’initiative récemment annoncée par le président Bush. L’utilisation d’une conception dans plusieurs missions réduit considérablement les coûts et les temps de développement, et pourrait ainsi accélérer d’autres programmes d’exploration.

Q: Que signifient les termes missions de «classe conjonction» et de «classe d’opposition»?

R: Il existe deux possibilités de base pour une trajectoire Terre-Mars pratique: les trajectoires de classe opposition et conjonction. Les deux sont ainsi nommés car ils sont basés sur les positions relatives de la Terre et de Mars au lancement: l’opposition se produit lorsque Mars est le plus proche de la Terre, et la conjonction se produit lorsque Mars est le plus éloigné de la Terre. Ces positions peuvent être mieux visualisées en pensant au Soleil, à la Terre et à Mars sur une ligne droite. À l’opposition, le Soleil est au milieu, la Terre est à droite et Mars est plus à droite. À la conjonction, Mars est à l’extrême gauche, le Soleil est au milieu et la Terre est à droite.

Q: Qu’entend-on par «fenêtre de lancement» sur Mars?

R: En raison des trajectoires que les navires doivent suivre lorsqu’ils vont de la Terre à Mars, certaines positions relatives des deux planètes permettent une vitesse maximale avec des coûts de propulsion minimaux. Chaque fois qu’un tel ensemble de positions relatives se produit – environ une fois tous les 26 mois – une «fenêtre» d’opportunité s’ouvre pour un «lancement» vers Mars. La fenêtre la plus récente était en août 2005; le prochain ouvrira en octobre 2007.

Q: Avons-nous besoin d’aller d’abord sur la Lune pour nous préparer à une mission sur Mars?

R: Bien que précieuse en soi, l’exploration lunaire humaine nous apprendra très peu comment survivre sur Mars. Les deux sont des environnements radicalement différents: La Lune n’a pas d’atmosphère, ce qui signifie que les méthodes de test pour générer du carburant pour fusée à partir de l’atmosphère ne peuvent pas du tout être testées. Les températures sur les deux corps sont très différentes: Mars varie d’environ -90C (-130F) à + 10C (50F), tandis que la Lune, au cours de sa journée de 672 heures, atteint en moyenne + 100C (212F). Mars a une journée de 24,65 heures, très similaire à la Terre; la Lune a une journée de 672 heures. L’eau existe en abondance sur Mars – sous forme de glace vue aux pôles par l’orbiteur Mars Odyssey et gelée dans le sol martien. Bien que l’eau puisse exister sur la Lune, elle est loin d’être aussi disponible là-bas et exigerait beaucoup plus d’efforts pour l’obtenir. La gravité de Mars représente environ 1/3 de la Terre »; la Lune représente environ 1/6 de la Terre ». En effet, en comparant les deux environnements, on pourrait en fait dire que nous devons aller sur Mars pour nous préparer à l’environnement considérablement plus rude de la Lune!

Il est utile de s’entraîner pour Mars avant de partir, mais cela peut être fait dans l’Arctique à 1 / 1000e du coût d’une installation d’entraînement lunaire.

Q: Ne serait-il pas plus facile de lancer ou de ravitailler une base lunaire que d’aller directement de la Terre à Mars?

R: Il s’avère que le Delta-V (changement de vitesse; les besoins énergétiques d’une mission augmentent à mesure que le Delta-V requis augmente) requis pour passer de l’orbite terrestre basse (LEO) à la surface de la Lune est en fait plus grand que d’aller de LEO à la surface de Mars! En effet, les vaisseaux spatiaux à destination de Mars peuvent utiliser une technique appelée aérofreinage – utilisant la résistance de l’atmosphère d’une planète pour ralentir un corps en mouvement – alors que les vaisseaux lunaires doivent dépenser plus d’énergie pour se ralentir. Pour atteindre la surface de la Lune, un Delta-V de 6 km / s est nécessaire – 3,2 km / s pour aller de LEO à la Lune, 0,9 km / s pour ralentir en orbite lunaire et 1,9 km / s pour ralentir de l’orbite à l’atterrissage réel. Pour atteindre la surface de Mars (étant donné un lancement avec Mars à la conjonction), un Delta-V de 4,5 km / s est nécessaire – 4,1 km / s pour se rendre sur Mars, 0,1 km / s pour les ajustements d’orbite post-aérocapture, et 0,4 km / s pour ralentir par rapport aux vitesses post-entrée atmosphérique. Par conséquent, utiliser la Lune comme point de ravitaillement est inutile, car il est plus difficile de s’y rendre que d’aller directement sur Mars. Étant donné que les matières premières et les infrastructures nécessaires pour construire des vaisseaux spatiaux n’existent pas sur la Lune, tout ce qui serait lancé depuis la Lune devrait provenir de la Terre pour commencer. Encore une fois, étant donné qu’il est plus difficile de s’arrêter sur la Lune que d’aller directement sur Mars, cela n’a aucun sens de déplacer les matériaux nécessaires sur la Lune en route vers Mars.

Q: Comment fabriquer de manière fiable du carburant pour fusée sur Mars? Qu’est-ce que «l’utilisation des ressources in situ»?

R: L’utilisation des ressources in situ («sur place») est simplement le processus consistant à utiliser les matériaux dont vous disposez dans l’environnement que vous explorez. Pour les missions sur Mars, cela se réfère généralement à l’utilisation de l’atmosphère pour fabriquer du carburant pour fusée. Générer du carburant pour un vol retour est plus simple qu’il n’y paraît au premier abord. Le carburant pour fusée est généralement constitué d’un mélange méthane / oxygène, ou CH4 + O2. L’hydrogène, étant un élément extrêmement léger, ne représente qu’environ 5% du poids d’un mélange de carburant de fusée et peut donc être importé de la Terre; une isolation lourde et une certaine gélification du mélange avec du méthane (car l’hydrogène ne sera pas introduit directement dans un moteur) réduiront l’évaporation dans l’espace à des niveaux négligeables. Les éléments restants dans le carburant de fusée – à savoir le carbone et l’oxygène – sont abondants sous une forme facilement accessible sur Mars, qui a une atmosphère de 95% de dioxyde de carbone, ou CO2. Le fait que cette atmosphère soit en moyenne de 7 à 10 millibars (1 bar est la pression atmosphérique de la Terre au niveau de la mer; 1 millibar correspond donc à 0,1% de cette pression), tel que mesuré sur plusieurs années par les sondes Viking, est Pas de problème; Le simple fait d’exposer du charbon actif ou de la zéolite à l’atmosphère martienne la nuit, avec des températures aussi basses que -90 ° C (-130 ° F), amènera le matériau à absorber 20% de son poids en dioxyde de carbone. Lorsqu’il est réchauffé à 10 ° C (50 ° F) pendant la journée martienne, le dioxyde de carbone dégazera, donnant du dioxyde de carbone à haute pression avec presque aucune pièce mobile ou entrée d’énergie. Le gaz obtenu peut d’abord être purifié en ajoutant un simple filtre à air pour éliminer la plupart des poussières martiennes; une fois cela fait, le pressuriser à 7 bar provoquera la liquéfaction du dioxyde de carbone, permettant une séparation facile de toute poussière restante, azote ou argon (les autres gaz présents dans l’atmosphère martienne en quantités mesurables, qui resteront gazeux à cette pression) grâce à des procédés de distillation largement utilisés sur Terre depuis leur introduction par Benjamin Franklin dans le 1700 ′. Le résultat final de ce processus est du dioxyde de carbone pur à 100%, adapté à une utilisation dans les réactions utilisées pour fabriquer du carburant pour fusée. À partir de ce point, le dioxyde de carbone peut être mis à réagir directement avec l’hydrogène apporté de la Terre dans la réaction suivante: 3CO2 + 6H2 -> CH4 + 2CO + 4H2O Cette réaction est légèrement exothermique, ce qui signifie qu’elle produit de la chaleur au lieu de nécessiter de la chaleur (et donc de l’énergie) pour fonctionner. Si l’eau obtenue à partir de cette réaction est soumise à un processus d’électrolyse simple, c’est-à-dire: 2H20 -> 2H2 + O2 L’hydrogène piégé dans l’eau à la suite de notre première équation peut être ramené pour produire de plus en plus de méthane, avec une grande quantité d’oxygène produite qui pourrait servir de sauvegarde énorme au système de survie de l’habitat de Mars. Le résultat final de l’exécution de ces deux réactions en combinaison est un rapport oxygène: méthane de 4: 1, pour un effet de levier de masse propulseur de 18: 1, l’objectif optimal pour le carburant de fusée. Le ratio de levier grimperait aussi haut que 34: 1 si l’oxygène supplémentaire n’était pas utilisé pour le maintien de la vie, mais était plutôt combiné avec le monoxyde de carbone produit dans la première réaction pour une utilisation dans des dispositifs de combustion ou des piles à combustible. Un appareil de travail a déjà été produit dans ce but précis. Le Johnson Space Center de la NASA a passé un contrat avec Martin Marietta (maintenant Lockheed Martin) en 1993 pour faire construire un prototype. L’équipe du Dr Robert Zubrin a créé une unité qui a démontré des taux d’efficacité aussi élevés que 94% en 3 mois. Un financement supplémentaire de JSC et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a permis d’apporter d’autres améliorations, avec une unité résultante qui a fonctionné à 96% d’efficacité pendant 10 jours consécutifs sans intervention extérieure, générant 400 kilogrammes de propulseur sur 300 watts; l’unité elle-même ne pesait que 20 kilogrammes. Des études indiquent qu’une fois mis à l’échelle, le rapport propulseur: masse unitaire augmenterait considérablement, car le pourcentage de masse du système absorbé par des éléments non productifs tels que les capteurs serait réduit à des niveaux négligeables.

Q: N’est-il pas risqué d’envoyer l’équipage d’une mission sur Mars séparément de leur carburant de retour?

R: En fait, il s’avère plus sûr d’envoyer le carburant et les astronautes séparément. L’envoi du premier véhicule de retour de la Terre (ERV) une fenêtre de lancement avant le premier équipage garantit qu’un système de retour entièrement fonctionnel et alimenté existe avant que les astronautes ne quittent la Terre; si des problèmes devaient survenir, leur mission pourrait simplement être retardée. Par comparaison, un équipage atterrissant avec son système de retour n’a aucun moyen de garantir qu’aucun dommage ne se produira sur ce système lors de la descente sur Mars. Atterrir suffisamment près de cet approvisionnement en carburant sera facile, car le rendez-vous avec le ERV aura une large marge d’erreur. Le module d’habitat contiendra un rover entièrement alimenté et pressurisé avec une portée à sens unique de 1 000 kilomètres; par conséquent, si l’équipage atterrit à cette distance, il sera en sécurité. Avec un pilote expérimenté, une balise de retour dans le ERV et des systèmes de guidage informatisés modernes, la chance que les astronautes atterrissent en dehors de leur zone de sécurité est pratiquement inexistante. Cela est d’autant plus vrai que, pendant le programme Apollo, un équipage a atterri à moins de 200 mètres d’une sonde Surveyor lancée plusieurs années auparavant.

De plus, envoyer le deuxième ERV envisagé sous Mars Direct sur une trajectoire plus lente que les astronautes – en le mettant essentiellement deux mois derrière eux – signifie que si des problèmes sont découverts avec le premier ERV après l’atterrissage, ou si les astronautes pour une raison quelconque atterrissent jusqu’à présent loin du premier ERV qu’ils ne peuvent pas l’atteindre, le second ERV peut servir de sauvegarde fonctionnelle.

Q: Combien de temps durerait une mission sur Mars? R: Cela dépend de la trajectoire prise vers Mars, c’est-à-dire du choix d’une mission de classe opposition ou de classe conjonction. Dans les deux missions, le temps de transit Terre-Mars est d’environ 180 jours. Cependant, comme les deux planètes doivent également être correctement alignées pour le vol de retour de Mars vers la Terre, c’est là que s’arrête leur similitude. Dans une mission de classe opposition, les astronautes resteraient sur Mars pendant 30 jours, suivis d’une mission de retour de 430 jours qui passerait par Vénus pour une assistance gravitationnelle, pour un aller-retour total de 640 jours. Dans une mission de classe conjonction, les astronautes passeraient 550 jours sur Mars, suivis d’un autre retour de 180 jours sur à peu près le même itinéraire que la Terre vers Mars, pour un aller-retour total de 910 jours. Alors qu’en surface, un temps aller-retour plus court peut sembler plus sûr, car les astronautes d’une mission de classe opposition passent en réalité plus de temps dans l’espace interplanétaire (610 jours contre 360 ​​jours pour une mission de classe conjonction), les dangers associés à un environnement de zéro-gravité et au rayonnement cosmique augmentent en fait. De plus, les systèmes de survie ont une probabilité considérablement plus élevée d’échouer dans une mission de classe opposition, car ils doivent fonctionner pendant 250 jours consécutifs supplémentaires.

Considérant que les dangers d’une mission de classe opposition sont en réalité plus grands et que le retour de la science et de l’exploration sur un séjour aussi court sur Mars est considérablement plus faible que dans les missions de classe conjointe, la Mars Society, avec de nombreux scientifiques, soutient la conjonction- missions de classe.

Q: Quels sont les dangers des radiations en transit et à la surface de Mars?

R: La vie sur Terre est en fait exposée à un rayonnement de fond constant; en tant que tels, les humains ont besoin de certains radiations pour vivre. Par exemple, une personne vivant près du niveau de la mer aux États-Unis est exposée à environ 150 millirem (où 1 rem est l’unité standard de mesure du rayonnement aux États-Unis, un millirem est un millième de rem, et 1 Sievert, la mesure européenne de rayonnement, est de 100 rem), par an et ceux qui vivent dans des endroits de haute altitude tels que certaines parties du Colorado reçoivent 300 millirem par an en raison de la plus petite quantité d’atmosphère qui les protège.

Les radiations ne deviennent dangereuses que lorsqu’elles sont absorbées en grandes quantités, en particulier si ces doses surviennent sur de courtes périodes de temps. Une dose rapide, telle que celle délivrée par une bombe atomique ou une fusion dans une centrale nucléaire, peut atteindre 75 rem sans aucun effet apparent. Les doses à plus long terme ont des effets beaucoup plus faibles: selon le National Academy of Sciences National Research Council, une dose de 100 rem entraîne une augmentation de 1,81% de la probabilité de cancer au cours des 30 prochaines années de la vie d’une personne. Les cosmonautes russes à bord de Mir ont pris des doses aussi élevées qu’environ 150 rem, sans effets secondaires apparents à ce jour.

Il existe deux types de rayonnement qui concernent les astronautes: les éruptions solaires et les rayons cosmiques. Les éruptions solaires, décharges irrégulières de rayonnement solaire, sont constituées de particules avec environ 1 million de volts d’énergie et peuvent être protégées efficacement. Les astronautes à l’intérieur d’un vaisseau spatial pendant l’une des 3 dernières éruptions solaires enregistrées auraient subi des doses de 38 rem; s’ils étaient à l’intérieur de l’abri anti-tempête conçu dans l’habitat de Mars Direct, la dose aurait été de 8 rem. Sur la surface de Mars, qui offre beaucoup de radioprotection du fait de son atmosphère, la dose non blindée aurait été de 10 rem, la dose blindée de 3 rem.

Les rayons cosmiques, qui bombardent constamment l’espace avec une énergie moyenne d’environ 1 milliard de volts, sont beaucoup plus difficiles à protéger. Cependant, ils se produisent à des concentrations considérablement plus faibles que le rayonnement d’une éruption solaire. En fait, sur un vol en classe de conjonction, les astronautes prendraient en moyenne 31,8 rem des rayons cosmiques au cours d’une année; sur un vol de classe opposition plus long, ils prendraient 47,7 rem sur 1,75 an.

Au total, les doses de rayonnement de 52,0 et 58,4 rem prises respectivement dans les missions de conjonction et de classe opposition sont bien en deçà des seuils dangereux – même si elles venaient toutes en un même temps, au lieu de passer au fil des années.

Q: Le manque de gravité lors du voyage sur Mars ne fera-t-il pas mal aux astronautes?

R: Le problème de l’apesanteur pendant le voyage vers Mars n’est en fait pas du tout un problème: les conditions d’apesanteur peuvent être complètement éliminées pendant le voyage, car la gravité artificielle peut être créée grâce à l’utilisation de la force centrifuge. Après le lancement depuis le LEO (low earth orbit), le booster de l’étage supérieur serait utilisé comme contrepoids au module d’habitat, avec une longue attache durable à plusieurs fils entre les deux. Avec les deux tournant autour d’un axe central, la gravité terrestre pourrait être imitée pendant la durée du voyage; en atteignant l’orbite de Mars, l’attache pourrait être coupée (car il n’y a pas d’utilisation du booster d’étage supérieur brûlé). Le même processus s’appliquerait au voyage de retour.

Q: Quels sont les effets de la gravité de Mars sur les humains?

R: De toute évidence, rien ne peut être fait pour modifier la gravité à la surface de Mars. Cependant, à 38% de la gravité terrestre, les effets associés à la microgravité sont considérablement réduits. Considérant que les cosmonautes Mir ont vécu des moments comparables en apesanteur sans impact négatif à long terme – Sergei Avdev a passé un total de 748 jours en apesanteur sur 3 missions, et Valeri Polyakov a passé 438 jours consécutifs sans gravité – il n’y a aucune raison pour estimer que le séjour maximum de 550 jours sur Mars associé à des missions de classe conjonction causerait des problèmes de santé à long terme.

Q: Qu’en est-il du «problème humain»?

R: On objecte souvent qu’aucun groupe de personnes ne peut vivre dans des espaces aussi restreints pendant une période aussi longue que l’exige une mission sur Mars sans devenir fou ou se battre sans fin, rendant impossible la coopération nécessaire. Cependant, après un examen attentif, cet argument s’effondre rapidement.

Pour le vol de 6 mois vers Mars, l’équipage d’une mission Mars Direct aura un peu plus de 1000 pieds carrés pour vivre – un espace un peu petit pour l’Américain moyen, mais qui est luxueusement grand pour, par exemple, le citoyen japonais moyen. Une fois à la surface de Mars, l’équipage aura cet espace, le véhicule de retour de la Terre d’environ 500 pieds carrés, et bien sûr toute la surface de Mars à parcourir. Combiné à l’immense quantité de travail scientifique que l’équipage mènera, l’ennui et les quartiers exigus ne seront pas un problème sur Mars. Le vol de retour, dans le petit ERV, est l’étape la plus difficile du voyage – mais la combinaison de nombreux documents de lecture, de jeux, etc., ainsi que de l’anticipation d’un retour à la maison vers la gloire et la fortune, rendront ce voyage parfaitement supportable.

Dans l’intervalle, des études sont en cours avec les équipages de la Flashline Mars Arctic Research Station et de la Mars Desert Research Station, deux missions de simulation de la Mars Society, pour étudier comment les gens vivent et travaillent ensemble dans des conditions similaires aux missions potentielles sur Mars.

Q: Quels sont les risques de contamination de Mars par des formes de vie terrestres, ou vice versa?

R: En fait, on peut soutenir que cela se produit déjà depuis des milliards d’années. Au cours de son étude de la météorite martienne connue ALH84001, Joseph Kirschvink de Cal Tech a montré que de grandes parties de la roche n’étaient jamais chauffées au-dessus de 40 ° C (104 ° F), prouvant ainsi la théorie du chercheur de l’Université de l’Arizona, Jay Melosh, qu’il est possible que des roches soient éjectées d’un surface de la planète et atterrir sur la surface d’une autre sans être trop chauffée. Plus important encore, cette découverte a montré que toutes les roches éjectées de Mars ou de la Terre ne sont pas stérilisées – un fait qui, combiné à la capacité connue des micro-organismes à rester en vie dans un état dormant pendant des millions d’années, signifie que la vie sur Terre a probablement déjà voyagé sur Mars, et si la vie a jamais existé sur Mars, elle en a déjà voyagé vers Terre.

Q: Que fait la Mars Society pour se préparer aux missions des humains sur Mars?

R: La Mars Society mène actuellement deux missions majeures simulées sur Mars, afin de tester les besoins d’approvisionnement, le matériel de mission et la capacité des membres d’équipage à travailler ensemble dans des conditions similaires à ceux de Mars.

Le premier d’entre eux est la Flashline Mars Arctic Research Station, située sur l’île Devon à 75 degrés nord dans l’Arctique canadien. Cet emplacement a été choisi parce que c’est l’un des endroits les plus semblables à Mars sur la face de la Terre: l’île est complètement inhabitée et sans végétation; il ne reçoit presque aucune précipitation, et est donc presque aussi sec que Mars; les températures extrêmes se rapprochent de celles de Mars; le cratère d’impact où se trouve la station est similaire à beaucoup de ces cratères sur Mars.

Le deuxième site est la station de Mars Desert Research Station, située près de la ville de Hanksville, dans le sud de l’Utah. Ce site a été choisi parce qu’il ressemble trop à Mars – mais pas aussi étroitement que l’île Devon – et est considérablement moins cher et plus facile à entretenir et à atteindre que l’avant-poste FMARS. Au cours des 18 dernières saisons sur le terrain, plus de 200 équipages comprenant plus de 1 200 membres d’équipage individuels ont séjourné au MDRS.

Q: Que fait politiquement la Mars Society pour pousser les humains vers les missions sur Mars?

La Mars Society mène des efforts continus pour contacter le Congrès, le président et d’autres personnalités politiques importantes. Cela se fait à la fois au niveau local et au niveau national – avec tout le monde: des membres individuels écrivant à leurs représentants au président de la Mars Society, le Dr Robert Zubrin, témoignant devant le Congrès et rencontrant les dirigeants de l’establishment politique à Washington.

Les membres – ou toute autre personne intéressée à voir la cause de l’espace et l’exploration de Mars réussir – sont fortement encouragés à prendre contact avec leurs représentants au Congrès. Afin de faciliter cet effort, des exemples et conseils sont disponibles pour ceux qui ne savent pas trop comment procéder lorsqu’ils tentent de rencontrer leurs membres du Congrès.

La Mars Desert Research Station (MDRS)

La Mars Desert Research Station (MDRS), détenue et exploitée par la Mars Society, est une installation spatiale analogique de l’Utah qui soutient la recherche terrestre à la recherche de la technologie, des opérations et de la science nécessaires à l’exploration spatiale humaine. Nous organisons une saison sur le terrain de huit mois pour les scientifiques et ingénieurs professionnels ainsi que pour les étudiants de tous niveaux, en formation pour les opérations humaines spécifiquement sur Mars. L’isolement relatif de l’installation permet des études de terrain rigoureuses ainsi que des recherches sur les facteurs humains. La plupart des équipages accomplissent leur mission sous les contraintes d’une mission simulée sur Mars. La plupart des missions durent 2 à 3 semaines, bien que nous ayons également pris en charge des missions plus longues. L’avantage du MDRS par rapport à la plupart des installations pour les missions spatiales simulées est que le campus est entouré d’un paysage qui est un véritable analogue géologique de Mars, ce qui offre des opportunités d’études de terrain rigoureuses comme elles seraient menées lors d’une mission spatiale réelle.

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Campus

Le campus MDRS comprend six structures. L’habitat (Hab) est un bâtiment cylindrique de deux étages de 8 mètres de diamètre construit en 2001. Il peut loger sept membres d’équipage à la fois. La structure a subi une rénovation au cours des dernières années. Le pont inférieur abrite la salle de préparation EVA avec les simulateurs de combinaison spatiale, un sas extérieur, une salle de douche, une salle de toilettes et un sas arrière menant aux tunnels, qui accèdent à d’autres structures. Le pont supérieur abrite les quartiers d’habitation, qui comprennent un espace de travail / salon commun, une cuisine entièrement opérationnelle et sept cabines avec couchettes. Six de ces cabines sont au rez-de-chaussée, un septième est logé dans le grenier.

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Il y a deux observatoires sur le campus. L’observatoire robotique abrite un télescope Celestron Schmidt-Cassegrain de 14 pouces sur une monture CGE pro équatoriale. Attaché est un réfracteur de 4 ″, qui est utilisé comme lunette de guidage.
Les deux télescopes peuvent utiliser une large gamme de caméras pour l’imagerie astronomique. Le télescope est logé dans un dôme automatisé de 7,5 pieds qui peut être contrôlé sur place ou à partir du module d’habitat. L’Observatoire Musk, anciennement le seul observatoire du campus, a été converti en observatoire solaire à l’usage des équipages.

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Le GreenHab a été entièrement financé par des dons. Il s’agit d’une structure de 12 ”sur 24”, abritant des systèmes de culture conventionnels et aquaponiques, en plus de l’espace consacré aux études de recherche sur les cultures. Il est climatisé grâce à un appareil de chauffage au propane et à un refroidisseur de marais (swamp cooler), et dispose d’un large spectre de lampes de culture supplémentaires pendant les mois d’hiver.

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Le Science Dome est un dôme géodésique de 7 mètres de diamètre qui contient le centre de contrôle de notre système solaire et est un laboratoire microbiologique et géologique fonctionnel.

Le RAMM (module de réparation et de maintenance) est notre nouveau bâtiment, et sera sur place avant le début de 2018. Un Hélicoptère Chinook réaménagé, cet ajout spectaculaire au campus peut accueillir un VTT / rover pour les réparations et sera utilisé pour la recherche en ingénierie.

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Toutes les structures à l’exception de l’Observatoire robotique sont reliées au Hab via des tunnels hors sol pour permettre aux participants d’utiliser ces bâtiments tout en restant en simulation. Le campus est alimenté par un système solaire de 15 kW qui alimente un banc de batteries de 12 kW qui alimente tout. Un générateur de 12 kW démarre automatiquement lorsque le campus utilise plus d’énergie que l’énergie solaire ne peut en fournir pendant les mois d’hiver.

Les équipages occupant la station sont entièrement pris en charge. La station est opérationnelle avec tous les systèmes fonctionnels pendant leur séjour. Des aliments de longue conservation tels que ceux utilisés pour les missions spatiales sont fournis à chaque équipage. L’équipement de soutien supplémentaire comprend cinq véhicules tout-terrain et quatre Polaris Rangers à deux personnes électriques pour le transport sur le terrain, ainsi qu’un SUV à 4 roues motrices. Le directeur habite sur place et gère la station et les opérations. De plus, une foule d’équipes de bénévoles soutiennent tous les aspects du travail effectué à la station, y compris l’examen par les pairs de toutes les propositions de recherche et le soutien des équipes via le soutien à la mission hors site.

MDRS a commencé ses activités en 2001 en tant qu’entreprise entièrement bénévole. Plus de 1 000 personnes ont participé en tant qu’équipage et beaucoup sont maintenant impliquées dans d’autres études analogiques à différents endroits du monde. Des milliers d’autres personnes ont soutenu notre mission de bien d’autres manières, toutes dédiées à l’idée d’envoyer des humains sur Mars.

Notre mission.

Mars est à portée de main!

Monde d’une superficie de la taille des continents combinés de la Terre, la planète rouge contient tous les éléments nécessaires à la vie. En tant que tel, il s’agit de la pierre de Rosette pour révéler si le phénomène de la vie est quelque chose d’unique à la Terre ou répandu dans l’univers. L’exploration de Mars peut aussi nous dire si la vie sur Terre est le modèle de la vie ailleurs ou si nous ne sommes qu’une petite partie d’une tapisserie beaucoup plus vaste et plus variée. De plus, en tant que planète la plus proche avec toutes les ressources nécessaires à la civilisation technologique, Mars sera l’essai décisif qui déterminera si l’humanité peut s’étendre de son globe d’origine pour profiter des frontières ouvertes et des perspectives illimitées disponibles pour les espèces spatiales multi-planétaires. . Offrant une illumination profonde à notre science, une inspiration et un but à notre jeunesse, et un avenir potentiellement illimité pour notre postérité, le défi de Mars est un défi que nous devons relever.

En effet, avec tant d’enjeux, Mars est un test pour nous. Il nous demande si nous continuerons à être une société de pionniers, des gens qui osent de grandes choses pour ouvrir des voies inexplorées pour l’avenir. Il demande si nous serons des personnes dont les actes sont célébrés dans les journaux ou dans les musées, si nous continuerons à ouvrir de nouvelles possibilités à nos descendants ou deviendrons moins que ceux qui ont affronté l’inconnu pour nous donner tout ce que nous avons.

Mars est le grand défi de notre temps!

Afin d’aider à développer les connaissances clés nécessaires pour se préparer à l’exploration humaine de Mars et d’inspirer le public en rendant sensuelle la vision de l’exploration humaine de Mars, la Mars Society a lancé le projet Mars Analog Research Station (MARS). Programme mondial de recherche sur les opérations d’exploration de Mars, le projet MARS comprend deux habitats de type base de Mars situés dans les déserts de l’Arctique canadien et du sud-ouest américain. Dans ces environnements semblables à ceux de Mars, nous avons lancé un programme de vastes opérations d’exploration sur le terrain de longue durée menées dans le même style et sous plusieurs des mêmes contraintes que sur la planète rouge. Ce faisant, nous avons commencé le processus d’apprentissage de l’exploration sur Mars.

La Mars Desert Research Station (MDRS) est un laboratoire pour apprendre à vivre et à travailler sur une autre planète. Il s’agit d’un prototype d’habitat qui posera des humains sur Mars et servira de base principale pour des mois d’exploration dans le rude environnement martien. Un tel habitat représente un élément clé de la planification actuelle des missions humaines sur Mars. MDRS sert de base sur le terrain à des équipes de six à sept membres d’équipage: géologues, astrobiologistes, ingénieurs, mécaniciens, médecins, chercheurs sur les facteurs humains, artistes et autres, qui vivent des semaines à des mois à la fois dans un isolement relatif dans un analogue de Mars. environnement. Les analogues de Mars sont définis comme des emplacements sur Terre où certaines conditions environnementales, caractéristiques géologiques, attributs biologiques ou combinaisons de ceux-ci peuvent se rapprocher d’une manière spécifique de celles que l’on pense être rencontrées sur Mars, soit actuellement, soit plus tôt dans l’histoire de cette planète. L’étude de ces sites conduit à de nouvelles perspectives sur la nature et l’évolution de Mars, de la Terre et de la vie.

Cependant, en plus de fournir un aperçu scientifique de notre monde voisin, ces environnements analogiques offrent des opportunités sans précédent pour mener des recherches sur le terrain analogiques de Mars dans une variété de disciplines scientifiques et d’ingénierie clés qui aideront à préparer les humains à l’exploration de cette planète. Une telle recherche est absolument nécessaire. Par exemple, c’est une chose de se promener dans une zone d’essai en usine dans un nouveau prototype de combinaison spatiale et de montrer qu’un porteur peut prendre une clé – c’en est une autre de soumettre cette même combinaison à deux mois de travail réel sur le terrain. De même, les études psychologiques des problèmes de facteurs humains, y compris l’isolement et l’architecture de l’habitat, ne sont également utiles que si l’équipage étudié tente de faire un vrai travail.

De plus, lorsqu’on considère l’efficacité d’une mission humaine sur Mars dans son ensemble, il est clair qu’il existe un problème de conception des opérations d’une complexité considérable à résoudre. Une telle mission impliquera divers acteurs avec des capacités, des forces et des faiblesses différentes. Ils comprennent l’équipage de l’habitat de Mars, des astronautes piétons à l’extérieur, des astronautes sur des véhicules légers non pressurisés mais très agiles opérant à des distances modérées de l’habitat, des astronautes opérant à de grandes distances de l’habitat en utilisant des véhicules maladroits mais à longue endurance tels que des rovers pressurisés, support à la mission sur Terre, la communauté scientifique terrestre en général, des robots et autres. Prendre ces différents atouts et les faire fonctionner en symphonie pour obtenir le maximum d’effet d’exploration possible nécessitera de développer un art d’opérations combinées pour les missions martiennes.
MDRS, en opération depuis près de deux décennies, a été la station pionnière qui a commencé la tâche critique de développer cet art.

Observatoires MDRS.

Bienvenue sur la page Web des observatoires du MDRS. Les observatoires MDRS comprennent à la fois l’observatoire Musk récemment modernisé et le tout nouvel observatoire robotique MDRS. Ces installations ont été rendues possibles pour la Mars Society grâce à des dons très généreux sur une période de plusieurs années. La Fondation Musk (dont Elon Musk est le principal bienfaiteur) a fourni le financement initial pour la construction de l’Observatoire Musk. Cette installation a été améliorée grâce à des dons substantiels de bienfaiteurs anonymes.

Un bienfaiteur anonyme a fourni des fonds considérables pour la construction d’un deuxième observatoire entièrement robotique. Le Moravian College, situé à Bethléem, en Pennsylvanie, a également fait un don important pour ce projet en échange de temps d’observation pour leurs étudiants. Ed Thomas, de Deep Space Products, Phoenix, AZ a conçu un système informatique qui fonctionne dans des environnements extrêmes pour une utilisation dans cette installation, et est responsable de la plupart des composants, y compris une réduction importante sur le support 10 microns qui prend en charge et se déplace avec précision le télescope.

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L’Observatoire Musk est une installation solaire équipée d’un télescope réfracteur Lunt 100 mm et d’une double pile de filtres alpha à hydrogène. L’observatoire est spécialement conçu pour regarder le soleil et ne fonctionnera pour aucun autre objet. Il est livré avec un oculaire zoom pour les observations visuelles et une caméra pour l’imagerie solaire.

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L’observatoire robotique MDRS est une installation entièrement automatisée. Cela signifie que personne ne passe sous le dôme pour utiliser les télescopes. Au lieu de cela, toutes les observations sont complétées en ligne. L’astronome de l’équipage met en place les images qu’il souhaite photographier via Internet à toute heure du jour ou de la nuit et le télescope prend les images le soir suivant. L’astronome de l’équipage télécharge ensuite les images sur un ordinateur pour traitement. Il y a deux télescopes dans l’observatoire monté en tandem l’un à l’autre. Un grand réflecteur de 14 pouces, Celestron EdgeHD, Schmidt-Cassegrain est utilisé avec des filtres photométriques standardisés pour les travaux de recherche, et un petit réfracteur de 70 mm, offert par David Fisherowski, pour l’astrophotographie grand angle. Le système est contrôlé par Skynet qui gère robotiquement le logiciel des télescopes du monde entier. Skynet est mis à disposition par l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill en échange d’un petit pourcentage de temps de télescope qui est donné aux étudiants intéressés du premier et du secondaire du monde entier.

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Une formation est requise pour l’utilisation de l’un ou l’autre des observatoires et doit être achevée au moins deux semaines avant le début de la mission. Pour commencer la formation, connectez-vous au site Web des observatoires du MDRS en suivant ces instructions:

  • Contactez le directeur de l’Observatoire, Peter Detterline (pdetterline@marssociety.org) pour la clé d’inscription.
  • Allez à http://astronomy.mdrs.marssociety.org/login/index.php.
  • Cliquez sur CRÉER UN NOUVEAU COMPTE.
  • Remplir le formulaire.
  • Un e-mail vous sera envoyé pour authentification. Accédez à votre e-mail et cliquez sur ou copiez et collez le lien.
  • Cliquez sur Observatoires MDRS.
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Mission ‘Mars 160’

Résumé de la recherche sur Mars 160

Écrit par: Anastasiya Stepanova

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Importance de la mission analogique de Mars «Mars-160» pour l’exploration humaine de Mars

Même si Mars est peuplé de robots, elle a pourtant besoin de l’outil le plus efficace et le plus polyvalent pour l’exploration – un humain. Pour apprendre à vivre sur une autre planète, il n’est pas nécessaire de quitter la Terre! En 2013, la Mars Society a annoncé un appel à volontaires pour la longue mission de simulation analogique de Mars «Mars-160». Des gens du monde entier ont tenté leur chance, mais seuls huit se sont rendus en finale. L’équipage était composé de représentants d’Australie, de France, d’Inde, du Japon, de Russie, du Canada et des États-Unis. Ce programme impliquait le même équipage effectuant des opérations scientifiques similaires pendant la même période – 80 jours – initialement à la Mars Desert Research Station (MDRS) dans le sud de l’Utah en 2016 et à la Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) dans le nord du Canada en 2017. Ces stations simulent ce que seront les premiers astronautes à étudier Mars.

L’île Devon et le désert de l’Utah présentent de nombreuses similitudes avec la géologie martienne: cratère d’impact, environnement de pergélisol, dépôts de gypse, climat désertique, minéraux argileux et dunes de sable. L’objectif principal de notre mission était le même que celui d’une véritable mission sur Mars – trouver les traces de la vie ou la vie elle-même. L’équipage a mené un programme soutenu d’exploration géologique, paléontologique et microbiologique sur le terrain tout en opérant sous plusieurs des mêmes contraintes auxquelles les explorateurs humains sur la planète rouge seraient confrontés. La plupart des EVA dédiés à la collecte d’échantillons d’extrémophiles et ensuite envoyés à des laboratoires aux États-Unis et au Canada. L’équipe a également mené des recherches en ingénierie pertinentes pour Mars, des technologies de combinaisons spatiales, des stratégies de traversée EVA, une formation croisée d’astronautes et des recherches en psychologie cognitive under Institute of Biomedical Problems (Russia).

Pendant de nombreux mois, l’équipage a vécu dans les contraintes des ressources limitées telles que l’électricité, le carburant, la nourriture, les outils, les vêtements, Internet, les pièces de rechange, l’assistance médicale et l’évasion d’urgence de l’île. L’espace personnel limité. La liberté d’action limitée. La seule façon de sortir était de porter une combinaison spatiale. Le risque élevé de blessures et même de mort en cas de rencontre avec l’ours polaire sur l’île Devon. La partie arctique de la mission a simulé la nature sauvage d’une planète hostile, qui a inspiré et réprimé, joué avec l’esprit, remis en question le pouvoir de l’homme et montré que nous sommes aussi proches que jamais pour prouver que nous pouvons être la planète des explorateurs.

L’équipage «Mars -160» a collecté des données précieuses, qui permettront à l’humanité de mieux comprendre comment explorer, vivre et travailler sur Mars.

Présentation de la recherche sur Mars 160 dans ce document:

À propos du FMARS (Flashline Mars Arctic Research Station)

Situé au Nunavut, Canada

La Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) est le premier des deux habitats simulés sur Mars (ou stations de recherche analogiques de Mars) établis et entretenus par la Mars Society. La station est située sur l’île Devon, un environnement analogique de Mars et un désert polaire, à environ 165 kilomètres (103 mi) au nord-est du hameau de Resolute au Nunavut, au Canada. La station est située sur Haynes Ridge, surplombant le cratère d’impact Haughton, un cratère de 23 kilomètres (14 mi) de diamètre formé il y a environ 39 millions d’années.

Programme de recherche analogique

FMARS est gérée par des chercheurs de la Mars Society et est mise à la disposition de la NASA et de certains scientifiques, ingénieurs et autres professionnels de diverses institutions du monde entier pour soutenir les enquêtes scientifiques et la recherche d’exploration sur le site analogique de Mars.

En tant que banc d’essai opérationnel, la station sert d’élément central à l’appui des études parallèles des technologies, des stratégies, de la conception architecturale et des facteurs humains impliqués dans les missions humaines sur Mars. L’installation apporte également sur le terrain des laboratoires compacts dans lesquels une analyse approfondie des données peut commencer avant que les scientifiques ne quittent le site et ne retournent dans leurs institutions d’origine.

The mission of FMARS. THE GOALS

La station aide à développer les capacités nécessaires sur Mars pour permettre des recherches productives sur le terrain pendant les longs mois d’un séjour humain. L’installation évoluera dans le temps pour atteindre des niveaux croissants de réalisme et de fidélité dans le but ultime de soutenir la formation réelle des astronautes à destination de Mars.

Servir de banc d’essai pour l’exploration humaine de Mars

La station devrait soutenir les études d’opérations sur le terrain en préparation des missions humaines sur Mars. Plus précisément, il aide à développer et à tester les principales caractéristiques de conception de l’habitat, les stratégies d’exploration sur le terrain, les outils, les technologies et les protocoles de sélection d’équipage, qui permettront et aideront à optimiser l’exploration productive de Mars par les humains. Pour aider à atteindre cet objectif, la station est un habitat Mars simulé réaliste et adaptable.

Servir de centre utile de recherche de terrain sur un site analogique de Mars

Située sur l’île Devon, un site analogique reconnu de Mars, la station fournit une base d’opérations pour la recherche menée à cet endroit qui aide à approfondir notre compréhension de la géologie, de la biologie et des conditions environnementales sur la Terre et sur Mars. Pour aider à atteindre cet objectif, la station a été conçue pour fournir un abri sûr dans cet environnement hostile et a été équipée pour fonctionner comme un laboratoire de terrain efficace.

Générer un soutien public pour l’envoi d’humains sur Mars.

Les opérations de la station informent et inspirent les publics du monde entier. En tant que projet phare de la Mars Society, FMARS sert d’élément fondamental dans ce qui sera une série d’étapes audacieuses ouvrant la voie à une éventuelle exploration humaine de Mars.

Analogue Research Stations (Les stations de recherche analogiques):

Les stations de recherche analogiques sont des laboratoires pour apprendre à vivre et à travailler sur une autre planète. Chacun est un prototype d’habitat qui posera des humains sur Mars et leur servira de base principale pour des mois d’exploration dans le rude environnement martien. Un tel habitat représente un élément clé de la planification actuelle des missions humaines sur Mars. La pièce maîtresse de chaque station est un habitat cylindrique, «The Hab», une structure à deux étages de 8 mètres de diamètre montée sur des jambes d’atterrissage. Des structures externes périphériques, certaines gonflables, peuvent également être annexées au Hab.

Chaque station sert de base sur le terrain à des équipes de quatre à six membres d’équipage: géologues, astrobiologistes, ingénieurs, mécaniciens, médecins et autres, qui vivent des semaines à des mois à la fois dans un isolement relatif dans un environnement analogique de Mars. Les analogues de Mars peuvent être définis comme des emplacements sur Terre où certaines conditions environnementales, caractéristiques géologiques, attributs biologiques ou combinaisons de ceux-ci peuvent se rapprocher d’une manière spécifique de celles que l’on pense être rencontrées sur Mars, soit actuellement, soit plus tôt dans l’histoire de cette planète. L’étude de ces sites conduit à de nouvelles perspectives sur la nature et l’évolution de Mars, de la Terre et de la vie.

En plus de fournir un aperçu scientifique de notre monde voisin, ces environnements analogiques offrent des opportunités sans précédent pour mener des recherches sur le terrain analogiques de Mars dans une variété de disciplines scientifiques et d’ingénierie clés qui aideront à préparer les humains à l’exploration de cette planète. Une telle recherche est absolument nécessaire. Par exemple, c’est une chose de se promener dans une zone d’essai dans un nouveau prototype de combinaison spatiale et de montrer qu’un porteur peut prendre une clé – c’en est une autre de mettre cette même combinaison pendant deux mois de travail réel sur le terrain. De même, les études psychologiques des problèmes de facteurs humains, y compris l’isolement et l’architecture de l’habitat, ne sont également utiles que si l’équipage étudié tente de faire un vrai travail.

Lorsqu’on considère l’efficacité d’une mission humaine sur Mars dans son ensemble, il est clair qu’il existe un problème de conception des opérations d’une complexité considérable à résoudre. Une telle mission impliquera divers acteurs avec des capacités, des forces et des faiblesses différentes. Ils comprendront l’équipage de l’habitat de Mars, des astronautes piétons à l’extérieur, des astronautes sur des véhicules légers non pressurisés mais très agiles opérant à des distances modérées de l’habitat, des astronautes opérant à de grandes distances de l’habitat à l’aide de véhicules ‘lourds’ mais à longue endurance tels que des rovers sous pression, le support à la mission sur Terre, la communauté scientifique terrestre dans son ensemble, les robots et autres. Prendre ces différents atouts et les faire fonctionner en symphonie pour obtenir le maximum d’effet d’exploration possible nécessitera de développer un art d’opérations combinées pour les missions martiennes. Les stations de recherche analogiques de la Mars Society commenceront la tâche critique de développer cet art.

Objectifs scientifiques de l’exploration martienne

Le programme d’exploration de Mars étudie Mars en tant que système planétaire afin de comprendre la formation et l’évolution précoce de Mars en tant que planète, l’histoire des processus géologiques qui ont façonné Mars à travers le temps, le potentiel pour Mars d’avoir accueilli la vie et l’exploration future de Mars par les humains. La stratégie a évolué au fur et à mesure que nous en apprenions davantage sur Mars et que de plus en plus de questions se posaient. Nous sommes passés de «Suivre l’eau» à «Explorer l’habitabilité» et à «Rechercher des signes de vie».

Objectif 1: déterminer si Mars a déjà soutenu la vie.

L’objectif 1 repose sur l’idée que Mars et la Terre ont pu être des mondes relativement similaires au cours de leurs premières histoires, et comme la vie est apparue relativement tôt sur la Terre, la question de savoir si la vie est née sur Mars est une question clé. Cet objectif est divisé en deux:
A) Déterminer si les environnements à fort potentiel d’habitabilité antérieure et de préservation des biosignatures contiennent des preuves de vie passée, et
B) Déterminer si les environnements à fort potentiel d’habitabilité actuelle et d’expression de biosignatures contiennent des preuves d’une vie existante.

Comprendre les processus et l’histoire du climat sur Mars,

L’objectif 2 concerne des questions fondamentales sur la façon dont le climat de Mars a évolué au fil du temps pour atteindre l’état actuel, les processus qui ont opéré pour produire cette évolution et si l’atmosphère et le climat martiens reflètent des caractéristiques universelles des atmosphères planétaires. Cet objectif est divisé en trois objectifs:

A) Caractériser l’état du climat actuel de l’atmosphère de Mars et de l’environnement plasmatique environnant, et les processus sous-jacents, dans la configuration orbitale actuelle,
B) Caractériser l’histoire du climat de Mars dans le passé récent, et les processus sous-jacents, sous différentes configurations orbitales, et
C) Caractériser le climat ancien de Mars et les processus sous-jacents.

Comprendre l’origine et l’évolution de Mars en tant que système géologique.

L’objectif 3 vise à mieux comprendre la composition, la structure et l’histoire de Mars en tant que planète, grâce à une compréhension plus approfondie de sa surface et de son intérieur. L’étude de Mars est une exploration scientifique convaincante à part entière, mais la planète a peut-être aussi déjà accueilli des environnements potentiellement habitables et semblables à la Terre. Cet objectif est divisé en trois objectifs:
A) Documenter l’enregistrement géologique conservé dans la croûte et interpréter les processus qui ont créé cet enregistrement,
B) Déterminer la structure, la composition, la dynamique et l’évolution de l’intérieur de Mars et comment il a évolué, et
C) Déterminer les manifestations de l’évolution de Mars enregistrées par ses lunes.

Se préparer à l’exploration humaine de Mars.

L’objectif 4 englobe la manière dont les missions de vol robotique peuvent aider à se préparer à d’éventuelles missions avec équipage (ou ensembles de missions) sur le système de Mars, et comment ces précurseurs peuvent «réduire le risque» inhérent à toute mission en acquérant des informations précurseurs sur lesquelles agir. lors de la conception, de la mise en œuvre et de l’exploitation de ces futures missions. Cet objectif est divisé en quatre:

A) Acquérir une connaissance suffisante de Mars pour concevoir et mettre en œuvre une mission humaine sur l’orbite de Mars avec un coût, des risques et des performances acceptables,
B) Acquérir une connaissance suffisante de Mars pour concevoir et mettre en œuvre une mission humaine à la surface martienne avec un coût, un risque et des performances acceptables,
C) Acquérir une connaissance suffisante de Mars pour concevoir et mettre en œuvre une mission humaine à la surface de Phobos ou Deimos avec un coût, un risque et des performances acceptables, et
D) Acquérir une connaissance suffisante de Mars pour concevoir et mettre en œuvre une présence humaine soutenue à la surface martienne avec un coût, des risques et des performances acceptables.

LA PLANÈTE ROUGE

Géologie

Nous en savons beaucoup sur Mars grâce aux données collectées par les télescopes et les vaisseaux spatiaux ainsi qu’en examinant les météorites provenant de Mars. La plupart des météorites de Mars sont des roches ignées appelées basalte. La météorite Mars la plus ancienne est ALH84001, vieille de 4,1 milliards d’années. C’est un type de roche connu sous le nom d’orthopyroxénite. Il contient également des minéraux formés par des réactions entre le matériau d’origine et l’eau qui se sont formés il y a 3,9 milliards d’années (ou qui s’est formée pour parler de l’eau). Les plus anciens minéraux connus de Mars sont des zircons vieux de 4,4 milliards d’années provenant d’une météorite vieille de 2,1 milliards d’années (NWA 7034) trouvée dans le Nord-Ouest et ses appariements, qui sont analogues aux anciens zircons de Jack Hills sur Terre. Les plus jeunes roches connues de Mars sont des météorites basaltiques, des roches appelées shergottites, dont les plus jeunes ont environ 180 millions d’années.

Roches et minéraux:

Sur Mars et dans les météorites de Mars, nous voyons une variété de types de roches: basalte igné, grès sédimentaire, mudstone, impactites, évaporites. Ces roches sont composées de minéraux tels que l’olivine, le pyroxène, les amphiboles, le feldspath, les carbonates, les sulfates (jarosite, gypse), la silice, les phyllosilicates, les phosphates et les oxydes de fer (hématite).

Caractéristiques de la surface:

Nous voyons également une variété de reliefs familiers, comme des dunes formées par le vent. D’autres types de dépôts sédimentaires sont également présents, connus sous des noms tels que les dorsales éoliennes transversales (ou TAR) (Transverse Aeolian Ridges (or TARs))) et les dépôts stratifiés polaires (PLD) (Polar Layered Deposits (PLDs)). L’un des reliefs les plus intrigants trouvés sur Mars est connue sous le nom de Récurrent Slope Lineae (RSL) (Recurring Slope Lineae (RSL)). Ces reliefs apparaissent et s’estompent dans les ravines et les parois des cratères à mesure que les saisons et les températures changent sur Mars. Une théorie suggère que les stries sombres peuvent être formées par de l’eau liquide très salée qui s’infiltre à la surface et s’évapore rapidement.

Certains endroits familiers sur Terre sont souvent utilisés par les scientifiques comme analogues des types d’environnements qui existent sur Mars. Les exemples incluent l’Islande (les roches basaltiques en Islande contiennent plus de fer, comme les basaltes sur Mars, et l’Islande a des volcans qui font éruption dans les glaciers), l’Antarctique (qui, comme Mars est très froid et sec), le désert d’Atacama au Chili (où il est très sec avec des roches similaires), l’Arizona (qui a un volcanisme basaltique sur des séquences de roches érodées et stratifiées) et Hawaii (composé de grands volcans basaltiques comme l’Olympus Mons sur Mars).

Mars et la Terre

Géologiquement, Mars et la Terre partagent de nombreux traits communs, et elles sont toutes deux connues sous le nom de planètes terrestres (ou rocheuses). La majorité des roches à la surface des deux planètes sont de la variété ignée, connue sous le nom de basalte (bien que sur Terre, la majeure partie de celle-ci constitue le fond de l’océan). Les couches qui composent les deux planètes sont également similaires: comme la Terre, Mars a une atmosphère, une croûte, un manteau et un noyau. Les couches rocheuses ont une composition similaire. En fait, toutes les roches et tous les minéraux identifiés sur Mars à ce jour se trouvent également sur Terre. Comme la Terre, Mars a quatre saisons et des conditions météorologiques (météo). Mars a deux lunes, Phobos et Deimos.

Bien sûr, les deux planètes sont également différentes de nombreuses manières.

Mars est plus petit, n’a pas de tectonique des plaques active et aucun champ magnétique global actuellement actif. L’eau liquide n’est généralement pas stable sur Mars, il n’y a donc actuellement aucune masse d’eau stagnante (rivières, lacs ou mers) et l’atmosphère est très mince et composée principalement de dioxyde de carbone. Mars a encore plus de cratères marquant sa surface que la Terre (où, en raison de la tectonique des plaques et des intempéries (érosion), une grande partie de la surface change avec le temps).

Faits sur Mars.

Mars n’est pas un endroit pour les timides. Aride, rocheuse, froide et apparemment sans vie, la planète rouge offre peu d’hospitalités. Les amateurs de sports extrêmes peuvent cependant se réjouir, car la planète rouge défiera même les âmes les plus résistantes d’entre nous. Abritant le plus grand volcan du système solaire, le canyon le plus profond et des conditions météorologiques et de températures folles, Mars apparaît comme la destination ultime pour une planète solitaire.



EARTH
MARS MARS

Distance moyenne du soleil
93 millions de miles142 millions de miles
Vitesse moyenne en orbite solaire18.5 miles par seconde14.5 miles par seconde
Diamètre7,926 miles4,220 miles
Inclinaison de l’axe23.5 degrés25 degrés
Durée de l’année 365.25 jours687 jours Terre
Durée de la journée 23 heures 56 minutes24 heures 37 minutes
Gravité2,66 fois celle de Mars 0,375 celle de la Terre
TempératureMoyenne 57 degrés FMoyenne -81 degrés F
Atmosphèreazote, oxygène, argon, d’autres principalement du dioxyde de carbone, un peu de vapeur d’eau
Nombre de lunes 12


Infographic of Mars quick Facts


LUNES MARTIENNES

Mars a deux petites lunes: Phobos et Deimos. Phobos (peur) et Deimos (panique) ont été nommés d’après les chevaux qui tiraient le char du dieu de la guerre grec Ares, l’homologue du dieu de la guerre romain Mars. Phobos et Deimos ont été découverts en 1877 par l’astronome américain Asaph Hall. Les lunes semblent avoir des matériaux de surface similaires à de nombreux astéroïdes de la ceinture externe d’astéroïdes, ce qui conduit la plupart des scientifiques à croire que Phobos et Deimos sont des astéroïdes capturés.

PHOBOS (fear)DEIMOS (panic)
Distance moyenne de Mars (km) 937723436
Période orbitale (jours de Mars)0.318911.26244
Grand axe (km) 2616
Petit axe (km) 1810
Masse (x 1015 kg)10.81.8
Densité moyenne (kg / m3) 19001750

Deux lunes qui passent dans la nuit

This animation shows Phobos as a large white dot against a black background, representing Phobos, moving from the lower center toward the upward right corner.
Cette animation montre Phobos sous la forme d’un grand point blanc sur fond noir, représentant Phobos, se déplaçant du centre inférieur vers le coin supérieur droit. Au-dessus et à gauche se trouve Deimos, un petit point blanc, qui se déplace également vers le haut et vers la droite, mais à un rythme beaucoup plus lent. En fait, Phobos commence sous Deimos, le plus petit point, et le dépasse rapidement dans la séquence.
This animation shows a large white dot against a black background, representing Phobos, moving from the lower center toward the upward right corner. Above and to the left of it is a smaller white dot, representing Deimos, that also moves upward and to the right but at a much slower pace. In fact, Phobos starts out below Deimos and quickly moves past it in the sequence. In the lower right quadrant, a small square insert shows an oblong, potato-shaped object, white against a black background, representing Phobos, with the upper right limb missing. The right side is also partially obscured by darkness. At the top of the image, the stars of the constellation Sagittarius are labeled, counterclockwise from upper left: Kaus Australis, Alnasl, Kaus Meridionalis, Kaus Borealis, Phi Sgr, and Nunki.
Cette animation montre un grand point blanc sur un fond noir, représentant Phobos, se déplaçant du centre inférieur vers le coin supérieur droit. Au-dessus et à gauche se trouve un petit point blanc, représentant Deimos, qui se déplace également vers le haut et vers la droite, mais à un rythme beaucoup plus lent.

Deux lunes et les Pléiades observées à partir de Mars.

This image shows a large white circle representing an enhanced image of the light from Phobos with an oblong rock-like object representing Phobos itself inserted in the middle.
Cette image montre un grand cercle blanc représentant une image améliorée de la lumière de Phobos avec un objet sous forme de roche représentant Phobos lui-même inséré au milieu. Un peu au-dessus et à droite se trouve un petit cercle blanc représentant Deimos. Dans le coin inférieur gauche se trouvent plusieurs points blancs intitulés «Les Pléiades» (un amas ouvert d’étoiles).

Phobos vu de Mars

This sequence of images shows the rough outline of Phobos, fuzzy on the left, becoming gradually sharper in two successive images to the right.
Cette séquence d’images montre le contour grossier de Phobos, flou à gauche, devenant progressivement plus net en deux images successives à droite. La quatrième image, à l’extrême droite, est une image beaucoup plus proche prise depuis l’orbite autour de Mars par le Mars Express. Il montre une surface de cratère bosselée, avec une partie circulaire manquante du membre supérieur droit.

L’ATMOSPHÈRE DE MARS

L’atmosphère de Mars est principalement composée de dioxyde de carbone (environ 96%), avec de petites quantités d’autres gaz tels que l’argon et l’azote. L’atmosphère est cependant très mince et la pression atmosphérique à la surface de Mars n’est qu’environ 0,6% de celle de la Terre (101 000 pascals).

Les scientifiques pensent que Mars a peut-être eu une atmosphère plus épaisse au début de son histoire, et les données du vaisseau spatial de la NASA (la mission MAVEN) indiquent que Mars a perdu des quantités importantes de son atmosphère au fil du temps. Le vent solaire est le principal responsable de la perte atmosphérique de Mars!

ASTROBIOLOGIE

L’astrobiologie est un domaine d’études relativement nouveau, où des scientifiques de diverses disciplines (astronomie, biologie, géologie, physique, etc.) travaillent ensemble pour comprendre le potentiel de la vie au-delà de la Terre. Cependant, l’exploration de Mars est étroitement liée à la recherche de la vie de la NASA depuis le début. Les atterrisseurs jumeaux Viking de 1976 ont constitué la première mission de détection de vie de la NASA, et bien que les résultats des expériences n’aient pas réussi à détecter la vie dans le régolithe martien, et ont abouti à une longue période avec moins de missions sur Mars, ce n’était pas la fin de la fascination que La communauté scientifique astrobiologique avait pour la planète rouge.

Le domaine de l’astrobiologie a connu une résurgence en raison de la controverse entourant la possible vie fossile dans la météorite ALH84001, et de la réponse démesurée (énorme) du public à cette annonce, et de l’intérêt ultérieur du Congrès et de la Maison Blanche, le programme d’astrobiologie de la NASA (NASA’s Astrobiology Program) (https: // astrobiology.nasa.gov /) et l’un de ses principaux programmes, l’Institut d’astrobiologie de la NASA (NASA Astrobiology Institute) (https://nai.nasa.gov/) ont été créés.

À ce moment-là également, le programme d’exploration de Mars (NASA’s Mars Exploration Program) de la NASA a commencé à enquêter sur Mars en se concentrant de plus en plus sur les missions SUR la planète rouge. La mission Pathfinder et les Rovers d’exploration de Mars (Spirit and Opportunity) ont été envoyés sur Mars pour «suivre l’eau», reconnaissant que l’eau liquide est nécessaire à la vie sur Terre. Après avoir établi que Mars avait autrefois une quantité importante d’eau à sa surface, le Mars Science Laboratory (qui comprend le rover Curiosity) a été envoyé sur Mars pour déterminer si Mars avait les bons ingrédients dans les roches pour héberger la vie, signalant un passage au suivant thème «Explorer l’habitabilité». Le MEP (Mars Exploration Program) développe actuellement la mission du rover Mars 2020 (Mars 2020 rover mission) (https://mars.jpl.nasa.gov/mars2020/) pour déterminer si la vie a peut-être laissé des signatures révélatrices dans les roches à la surface de Mars, un changement supplémentaire vers le thème scientifique actuel « Cherchez les signes de la vie ».

Trouver des fossiles préservés du début de Mars pourrait nous dire que la vie a jadis prospéré sur cette planète. Nous pouvons rechercher des preuves de cellules préservées dans les roches, ou à une échelle beaucoup plus petite: les composés appelés biosignatures sont des fossiles moléculaires, des composés spécifiques qui donnent une indication sur les organismes qui les ont créés. Cependant, pendant des centaines de millions d’années, ces fossiles moléculaires sur Mars sont susceptibles d’être détruits ou transformés au point de ne plus être reconnus comme des biosignatures. Les missions futures doivent soit trouver des régions de surface où l’érosion du sable soufflé par le vent a récemment exposé des matériaux très anciens, soit des échantillons doivent être obtenus à partir d’une région protégée sous la surface. Cette dernière approche est prise par le rover ExoMars (http://exploration.esa.int/mars/48088-mission-overview/) en cours de développement où des échantillons forés prélevés à une profondeur allant jusqu’à 2 mètres seront analysés.

Passé présent futur

Passé

Mars offre un paysage idéal pour comprendre l’histoire des débuts du système solaire et comment les petites planètes se transforment au fil du temps. Les planètes terrestres Vénus, Terre et Mars se sont formées il y a plus de 4,5 milliards d’années à partir de blocs de construction similaires de minéraux et d’éléments. Néanmoins, leur transformation au fil du temps vers le présent a suivi des voies radicalement différentes. Vénus a actuellement une atmosphère épaisse composée principalement de dioxyde de carbone avec des températures et des pressions de surface ~ 450°C et 92 atmosphères. Bien que Vénus ait pu autrefois avoir un océan, sa surface actuelle est sèche. Mars, en revanche, a des pressions de surface qui ne représentent qu’environ 1% de la pression de surface à la Terre et des températures de surface qui atteignent rarement le point de fusion de la glace et (plongent de façon spectaculaire la nuit=plunge dramatically at nighttime(revoir la traduction)), même dans les régions de latitude moyenne. Dès le début, nous savons maintenant que Mars avait des rivières et de grands lacs et peut-être même un océan nordique. L’histoire de Mars depuis ce point en est une de déshydratation, de perte graduelle d’une partie importante de son atmosphère et d’eau proche de la surface se transformant en glace.

Les conditions humides précoces étaient-elles favorables à l’émergence de la vie et combien de temps cette vie pourrait-elle persister si elle se formait? La vie microbienne sur Terre qui a émergé au début de son histoire géologique occupe presque toutes les niches disponibles qui fournissent suffisamment d’énergie sous forme de nutriments transportables et même l’atmosphère terrestre porte actuellement l’empreinte de la vie avec la majorité de l’oxygène présent dans l’atmosphère produit au fil du temps par les microbes. . De même, le méthane dans l’atmosphère qui peut être détruit par photochimie sur des périodes de plusieurs centaines d’années est constamment reconstitué par une variété de sources biologiques. Nous n’avons pas encore trouvé de preuves de vie passée ou présente sur Vénus ou Mars ou sur aucun corps extraterrestre d’ailleurs, bien que cette question fondamentale motive nos missions d’exploration et des programmes tels que le MEP. (c’est la NASA qui s’exprime).

Présent

Malgré le fait que Mars ait pu autrefois être chaud et humide, c’est maintenant un endroit froid, sec et stérile. L’atmosphère est mince et constituée principalement de dioxyde de carbone. Les ultraviolets et d’autres formes de rayonnement intense baignent la surface, car la planète Mars a une atmosphère mince et aucun champ magnétique actif pour la protéger.

Les principaux processus géologiques qui façonnent actuellement sa surface sont la cratérisation par impact, le transport de sédiments par le vent, la condensation/sublimation de la glace d’eau et de dioxyde de carbone et les glissements de terrain. Cependant, il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas encore sur Mars, ou que nous ne savons pas très bien. La présence de très grands volcans à la surface indique que Mars à travers le temps s’est débarrassée de sa chaleur. Quelle chaleur trouve t on à l’intérieur de Mars? Y a-t-il une activité sismique (Marsquakes)? Y a-t-il de la vie sur Mars aujourd’hui?

Le programme d’exploration de Mars a actuellement cinq missions opérationnelles sur Mars pour aider à répondre à ces questions. De plus, d’autres pays et agences spatiales ont actuellement des missions sur Mars!

Avenir

Nous n’avons pas fini d’étudier Mars. La NASA lancera la mission Insight en 2018 pour étudier l’intérieur de Mars. Pour la première fois, nous obtiendrons des mesures géophysiques sophistiquées de l’intérieur, y compris le flux de chaleur et la mesure de l’activité sismique.

En 2020, la NASA enverra également le rover Mars 2020 pour continuer à rechercher les signes de vie sur Mars. Un autre aspect de la mission du rover Mars 2020 sera de collecter des échantillons de roche et de sol soigneusement documentés que nous espérons retourner sur Terre pour étude.

D’autres pays (et même certaines entreprises privées) sont également devenus très intéressés par Mars et y enverront des engins spatiaux. Rien qu’en 2020, cinq autres vaisseaux spatiaux sont actuellement prévus pour le lancement: le rover ExoMars (Agence spatiale européenne), l’orbiteur Hope des Émirats Arabes Unis, un orbiteur japonais, un rover chinois et une capsule SpaceX Dragon.

La NASA prévoit également d’envoyer des humains sur Mars dans le futur. Des préparatifs sont en cours, principalement grâce à notre exploration robotique en collaboration avec la Direction des missions d’exploration et d’opérations humaines (the Human Exploration and Operations Mission Directorate (HEOMD)) et la Direction des missions de technologie spatiale (the Space Technology Mission Directorate (STMD)). Le rover Mars 2020 nous aidera à comprendre le climat actuel, les vents, les radiations et l’environnement poussiéreux, et sera la démonstration de technologies qui aideront les humains une fois sur place.

Chronologie

Une chronologie complète de l’exploration de Mars, des premières sondes à la flotte actuelle de rovers sur orbiteurs. (ou de rovers aux orbiteurs, ou de rovers et orbiteurs).

Chronologie de l’exploration de Mars: ( à mettre à jour):

Mars Exploration Timeline

Programme d’exploration de Mars. (MEP: MARS EXPLORATION PROGRAM)

Énoncé de mission

L’objectif du programme d’exploration de Mars est d’explorer Mars et de fournir un flux continu d’informations et de découvertes scientifiques à travers une série soigneusement sélectionnée d’orbiteurs robotiques, d’atterrisseurs et de laboratoires mobiles interconnectés par un réseau de communications Mars/Terre à large bande passante.

À propos du programme

Le programme d’exploration de Mars de la NASA est une étude scientifique et technologique de Mars en tant que système planétaire afin de comprendre:

  • la formation et l’évolution précoce de Mars en tant que planète;
  • l’histoire des processus géologiques et climatiques qui ont façonné Mars à travers le temps;
  • le potentiel pour Mars d’avoir accueilli la vie (son «potentiel biologique»);
  • l’exploration future de Mars par les humains, et
  • comment Mars se compare et contraste avec la Terre.

Les objectifs programmatiques du MEP répondent directement au plan stratégique 2014 de l’Agence. Ils comprennent:

  • maintenir une présence scientifique continue sur Mars;
  • l’amélioration continue des capacités techniques des missions robotiques sur Mars;
  • capitaliser sur les opportunités de mesure qui contribuent à l’avancement des connaissances nécessaires à l’exploration humaine future de Mars, en collaboration avec la Direction des missions d’exploration et d’opération humaines (HEOMD) et la Direction des missions de technologie spatiale (STMD);
  • s’assurer que les mesures scientifiques qui peuvent permettre l’exploration humaine de Mars sont prises en compte pour le vol, et que les possibilités de voler des instruments d’opportunité et des démonstrations technologiques de HEOMD et de STMD sont exercées sur une base mutuellement convenue;
  • soutenir les activités de communication nécessaires pour mener à bien la mission scientifique fondamentale du MEP et les objectifs de la NASA pour aider à développer la culture scientifique dans le pays.

Les efforts du MEP répondent également directement au plan scientifique 2014 de la NASA. Le MEP tire ses objectifs scientifiques d’interactions avec la communauté scientifique planétaire et martienne (par exemple, via le Mars Exploration Program Analysis Group, ou MEPAG). Le MEP a une stratégie scientifique évolutive, avec des objectifs scientifiques MEP connexes qui sont cohérents avec les priorités de la Vision de l’enquête décennale du système solaire de 2011 et des voyages pour la science planétaire au cours de la décennie 2013-2022, menée par le National Academy of Science’s National Research Council (NRC ). Ces objectifs sont transformés en exigences spécifiques et, le cas échéant, appliqués aux missions individuelles dans les exigences de projet au niveau du programme.

Pour soutenir une structure de programme intégrée, le MEP mène un certain nombre d’activités qui fournissent des fonctions transversales et des investissements à long terme pour l’avenir.

  • Le programme d’analyse et de données sur Mars (MDAP) est un effort de recherche et d’analyse scientifique qui parraine des études détaillées des données renvoyées par les missions sur Mars afin de façonner les prochaines étapes des études de missions futures du programme. Les recherches menées via MDAP visent à améliorer les questions scientifiques ouvertes sur Mars pertinentes aux hypothèses actuelles. Un bref résumé de la recherche financée par MDAP peut être trouvé sur le site Web de NSPIRES et en tapant MDAP comme mot-clé.
  • Le Bureau de formulation des programmes mène des études avancées sur les futures missions. Le MEP fixe les priorités de ces études par le biais de canaux informels (par exemple, MEPAG) et formels (par exemple, les enquêtes décennales du système solaire des National Academies). Les études et la planification de ces missions, ainsi que l’identification des besoins technologiques et des investissements pour y répondre, sont au centre de la planification des programmes à long terme et des investissements technologiques ciblés. Des études avancées traitent également des besoins possibles pour reconstituer les capacités de télécommunications de Mars et d’autres supports programmatiques (par exemple, la certification du site d’atterrissage) qui pourraient être nécessaires pour soutenir les missions futures. Les orbiteurs possédant ces capacités requises et / ou d’autres priorités telles que des échantillons d’éléments de vol de retour peuvent également fournir des opportunités pour atteindre des objectifs scientifiques. Les missions qui abordent d’autres objectifs de l’Agence (par exemple, les préparatifs pour la future exploration humaine du système martien) sont envisagées conjointement avec les principales parties prenantes d’autres parties de l’Agence. Une responsabilité supplémentaire du Bureau de formulation des programmes est la définition des interfaces entre les missions en cours ou en développement et les missions futures qui n’ont pas encore commencé le développement. Cette activité est particulièrement importante lorsque les objectifs du programme nécessitent une coordination entre plusieurs projets (par exemple, le cas de plusieurs missions coopérant au retour d’échantillons de la surface de Mars).
  • Le MEP soutient la mise en œuvre de missions dirigées, grandes et petites, ainsi que celles qui sont sélectionnées de manière compétitive et dirigées par un PI. Ces missions comprennent la mission Phoenix, qui a atterri dans la région polaire nord de Mars pour étudier la glace, et la mission MAVEN, qui quantifie le taux de fuite des gaz atmosphériques de la planète et les implications pour l’ancien climat martien.
  • D’autres activités transversales comprennent l’optimisation de la stratégie scientifique globale, la gestion des risques du programme, la communication des risques du programme, la stratégie de télécommunication, le développement de capacités avancées (technologie et infrastructure de programme), les interfaces avec les missions futures, la protection planétaire et les communications avec les publics cibles de la NASA identifiés dans les communications de la NASA 2013. Cadre.

Organisation

En 1994, la NASA a annoncé le début du programme d’exploration de Mars (MEP: Mars Exploration Program), initialement appelé le programme Mars Surveyor. La NASA a confié le rôle principal de la mise en œuvre du MEP au Jet Propulsion Laboratory (JPL). MEP explore Mars au nom de la Direction des missions scientifiques (SMD: Science Mission Directorate ) de la NASA. MEP exploite actuellement des rovers et des orbiteurs sur et autour de Mars, contribue aux missions sur Mars menées par des partenaires nationaux et internationaux, et formule et développe de futures missions de rover et d’orbiteur. Les données scientifiques et les informations associées pour toutes les missions MEP sont archivées dans le système de données planétaires de la NASA (NASA Planetary Data System). Organisées de manière programmatique (gestion de programme), les missions des MEP se soutiennent mutuellement dans trois aspects clés:

  • Les découvertes scientifiques par une mission peuvent conduire à la formulation de l’orientation scientifique des futures missions. Les données acquises fournissent des informations cruciales pour l’exécution de futures missions. Par exemple, les missions d’orbiteurs fournissent des données pour caractériser et certifier les sites d’atterrissage candidats pour les missions futures, tandis que les ressources débarquées (rovers) fournissent la vérité au sol et le contexte détaillé des résultats de la télédétection orbitale. Les observations scientifiques des actifs débarqués (rovers) sont interprétées et placées dans un contexte plus large à l’aide des résultats de recherche d’autres régions de la planète, qui aident à éclairer notre compréhension de Mars en tant que système.
  • Les missions MEP développent et démontrent des capacités d’ingénierie en tant que rétroaction (retour d’expérience) pour permettre de futures missions (par exemple, capacités d’entrée-descente-atterrissage).
  • Les orbiteurs MEP améliorent le retour scientifique des missions débarquées (rovers) en servant de relais de télécommunication pour ces missions, permettant des augmentations significatives du retour de données.

En tant que programme dans lequel les missions sont liées de manière programmatique, une synergie est réalisée.

La science permet l’exploration; l’exploration permet la science.

L’organigramme du programme d’exploration de Mars montre la structure actuelle du programme.

Pourquoi Mars?

Il existe plusieurs raisons stratégiques, pratiques et scientifiques pour les humains d’explorer Mars. Parmi eux, nous savons que Mars est l’endroit le plus accessible du système solaire. De plus, l’exploration de Mars offre l’opportunité de répondre à des questions sur l’origine et l’évolution de la vie, et pourrait un jour être une destination pour la survie du genre humain.

Au sens stratégique, l’exploration de Mars démontre notre leadership politique et économique en tant que nation, améliore la qualité de vie sur Terre, nous aide à en savoir plus sur notre planète d’origine et élargit le leadership américain dans l’exploration pacifique et internationale de l’espace.

D’un point de vue pratique, nous savons que Mars est unique dans tout le système solaire en ce sens qu’il s’agit d’une planète terrestre avec une atmosphère et un climat, sa géologie est connue pour être très diversifiée et complexe (comme la Terre), et il semble que le climat de Mars a changé au cours de son histoire (comme la Terre).

Dans l’ensemble, la plupart des questions clés de la science du système solaire peuvent être traitées efficacement en explorant Mars. Cet effort sert également à inspirer la prochaine génération d’explorateurs et à élargir considérablement les connaissances humaines.

Programmes de recherche

La recherche scientifique pour accroître nos connaissances sur Mars en tant que système planétaire est une activité clé financée par la NASA. Le principal mécanisme pour fournir ce financement est ce que l’on appelle les programmes de recherche et d’analyse (Research and Analysis programs (R&A)). Des scientifiques de partout aux États-Unis (professeurs d’université, chercheurs du centre de la NASA, etc.) soumettent des propositions de subventions de recherche à ces programmes. Les propositions sont examinées par des pairs et sélectionnées pour un financement en fonction de la qualité de la science.

Le programme de recherche dédié à Mars est le programme d’analyse des données de Mars (Mars Data Analysis Program ((MDAP)). L’objectif du MDAP est d’améliorer le retour scientifique des données collectées lors des missions sur Mars. Les données utilisées dans le programme doivent être accessibles au public 30 jours avant la date limite de soumission des propositions. Il existe actuellement 108 subventions actives et 10 bourses de recherche en sciences de la Terre et de l’espace de la NASA (Earth and Space Science Fellowships (NESSF)) pour les étudiants diplômés.

La recherche sur Mars est également bien représentée dans d’autres programmes de R&A de la Division des sciences planétaires (Planetary Science Division) (principalement dans les programmes Fonctionnement du système solaire et mondes habitables (Solar System Workings and Habitable Worlds Programs)).

Les résultats des activités de recherche sont publiés dans des publications à comité de lecture et présentés lors de conférences scientifiques.

Ressources planétaires

En prévision d’envoyer un jour des humains sur Mars, la NASA a commencé à rechercher des endroits appropriés pour que les humains puissent atterrir. L’agence recherche des sites de haute valeur scientifique qui fourniraient également des ressources pour permettre aux explorateurs humains d’atterrir, de vivre et de travailler sur Mars. Les ressources naturelles d’origine locale telles que l’eau et l’oxygène sont essentielles pour que les humains explorent Mars. (En savoir plus sur les zones d’exploration:

https://www.nasa.gov/journeytomars/mars-exploration-zones)

L’eau liquide pourrait être extraite de l’eau du sol (ground ice ‘à traduire’) (à la surface ou enfouie sous la surface), de l’atmosphère ou des minéraux hydratés. L’oxygène peut être généré à partir du dioxyde de carbone qui compose la majeure partie de l’atmosphère de Mars. La mission du rover Mars 2020 (https://mars.nasa.gov/mars2020/) comprendra un instrument (MOXIE) pour démontrer la technologie de génération d’oxygène.

Les technologies

Le programme d’exploration de Mars investit dans ses propres technologies pertinentes pour Mars, et se tient au courant des innovations complémentaires de la NASA et de l’industrie aérospatiale. Les investissements technologiques propres à Mars comprennent:

Mars Ascent Vehicle: élément essentiel si la NASA doit retourner des matériaux (ou des personnes) de Mars, le programme d’exploration de Mars de la NASA investit actuellement dans une technologie de propulsion et de guidage qui pourrait survivre au voyage vers Mars et ses environnements de surface difficiles avant d’être relancé dans l’espace. Les moteurs-fusées hybrides utilisant du carburant à base de paraffine brûlé avec des oxydes liquides d’azote sont particulièrement prometteurs pour cette application. Dans l’atmosphère mince de Mars, les contrôles aérodynamiques tels que les ailettes ne seront pas efficaces, de sorte que des investissements sont également réalisés dans le contrôle vectoriel de poussée par injection de liquide (LITVC). En utilisant de petits ports pour injecter un oxydant liquide directement dans la buse à différents points, la direction du MAV (Mars Ascent Vehicle) peut être contrôlée rapidement et efficacement sans pièces mobiles, même dans l’atmosphère mince de Mars.

Technologies de protection planétaire (Planetary Protection Technologies): le programme d’exploration de Mars de la NASA investit également dans des technologies permettant le transport en toute sécurité de matériaux de Mars vers la Terre (par exemple, des technologies pour contenir des échantillons et des conteneurs d’échantillons pour les matériaux de Mars, ainsi que des technologies pour stériliser l’extérieur de ces conteneurs. ). Bien que l’on ne sache pas si la vie a jamais existé sur Mars, les études de concept pour le retour de matériel martien sont menées selon des normes de sécurité aussi élevées ou supérieures aux normes utilisées pour le transport de matières dangereuses connues sur Terre. Les technologies actuellement à l’étude comprennent les approches de stérilisation dans l’espace (par exemple, la stérilisation à la chaleur localisée et la stérilisation au plasma), ainsi que les technologies de scellage (par exemple, le brasage des métaux dans l’espace et le soudage explosif).

Des robots aux humains: La science et la technologie développées dans le cadre du programme d’exploration de Mars permettront aux humains d’explorer un jour la planète rouge.

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