Elon Musk en fait une quête existentielle et Donald Trump a revu sa stratégie spatiale pour voir le drapeau américain planté sur Mars avant la fin de son mandat en 2029. Reste que malgré les récentes prouesses de SpaceX dans le domaine des lanceurs réutilisables, le travail est encore immense avant de parvenir à l'aller-retour sécurisé d’un homme ou d’une femme à 225 millions de kilomètres de la Terre.
«L’idée d’un astronaute téméraire envoyé vers Mars avec une prise de risques inconsidérée n’est pas acceptable aujourd’hui. Le retour sur la Lune doit permettre d’identifier les limites de la vie en milieu confiné et les risques associés aux séjours prolongés dans l’espace lointain, juge Christian Mustin, responsable au CNES du soutien scientifique aux missions de l'ESA et de la NASA pour l'exploration robotique de Mars et la recherche de traces de vie. C’est une étape essentielle pour développer et qualifier les dispositifs techniques garantissant une protection efficace et robuste aux équipages, mais cela prendra plus d’une quinzaine d’années.» Même si depuis 1998, la Station spatiale internationale (ISS) a permis de mieux accompagner la vie des astronautes dans un milieu confinés, de nombreuses inconnues persistent.
Une logistique impossible
Envoyer un premier équipage sur Mars représenterait des dizaines de tonnes de matériel à envoyer vers la planète rouge. Une quantité qui donne le vertige, comparée à celle du rover Perseverance en 2021. D’un poids d’une tonne, il a nécessité pas moins de 2,6 tonnes d’équipements supplémentaires pour son arrivée sur Mars, auxquelles il faut ajouter la fusée Atlas V de... 590 tonnes. Une fois le voyage achevé, le Starship devra aussi trouver le moyen de se poser sans se crasher dans une atmosphère bien moins dense que la Terre pour le freiner. Le rover Perseverance a eu besoin d'un parachute de 20 mètres de diamètre et le plan du lourd vaisseau américain pour atterrir sur Mars est très vague... Alors que la manoeuvre relève déjà de l'exploit technique pour les tests de prototypes de SpaceX sur Terre.
Pour permettre au Starship habité de faire le plein puis de revenir vers la Terre, les moyens seraient là aussi démesurés. Il faudrait envoyer une centrale nucléaire en kit afin de produire assez d'énergie pour raffiner du carburant sur place. En parallèle, des dizaines de vaisseaux devraient ravitailler le Starship en énergie à l'aller comme au retour. Au rythme actuel des lancements de SpaceX, et comme une telle opération n'a jamais eu lieu dans l'espace, la tâche parait là aussi difficile à réaliser en trois ans.
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Un carburant dangereux
Le carburant en lui-même pose problème. «Une fois son décollage achevé, le Starship n’est qu’une grosse boîte d’inox vide tournant en orbite basse autour de la Terre à un dix millième de son chemin vers Mars, résume le Journal de L’Espace, un média spécialisé dans le spatial. Pour continuer son voyage, il faut donc le ravitailler.» Pour cela, l’entreprise devra effectuer un plein d’ergol cryogénique en orbite grâce à plusieurs autres Starship. La manœuvre entre ces vaisseaux de 50 mètres de long n’a jamais été testée pour l’instant.
Une fois lancé vers Mars, ce même carburant rendra le Starship très vulnérable. Dans l’espace, les ergols vont se réchauffer et poser des problèmes de densité dans les réservoirs. «Il faut pressuriser et maintenir à très basse température les réservoirs pendant la croisière et plaquer les ergols dans le fond des réservoirs avant tout allumage des moteurs, sinon ça explose», précise Christian Mustin.
Un rayonnement cosmique mortel
Dans l’espace, les rayonnements cosmiques sont un danger mortel pour les humains. Comme l’explique l’Institut polytechnique de Paris, ce flux de particules énergétiques irradie les objets qui s’y trouvent. «Jusqu’à présent, aucune expérience de longue durée d’exposition d’êtres vivants au deepspace [l'espace lointain, loin de toute influence planétaire comme la gravité] n’a été réalisée, indique Christian Mustin pour qui la future station américaine en orbite autour de la Lune pourrait faire avancer la recherche. À bord de l’ISS, astronautes et équipements sont protégés par la magnétosphère terrestre.»
En attendant, le CNES a réalisé des expériences grâce à un appareil appelé Mars Simulator. Il permet d’exposer des cellules oculaires ou cardiaques à des rayonnements pour observer leurs conséquences sur l’ADN. L’eau semble être le meilleur blindage à l’heure actuelle, mais est un casse-tête à mettre en place dans un vaisseau spatial.
Des problèmes physiologiques sérieux
Même si les humains qui s’envoleront vers Mars devraient être en parfaite santé, les trois ans du voyage aller et retour les mettront à très rude épreuve. «Les vols vers Mars sont beaucoup plus longs que les séjours dans l’ISS et dans l’espace, indique Guillemette Gauquelin-Koch, responsable des Sciences de la Vie au CNES. C’est comme être au lit 22 heures par jour. Il y aura des problèmes possibles d’ostéoporose puisque les os vont perdre en calcium, une perte de muscle et un vieillissement cardiaque puisque le cœur n’a plus besoin de travailler.»
Des problèmes métaboliques pourraient aussi apparaitre avec des infections ou la maladie du «foie gras» due au manque d’exercice. Alors qu’il est impossible d’emporter trois ans de vivres à bord d’un vaisseau, les scientifiques doivent également trouver le moyen de produire de la nourriture à bord. Plusieurs expériences sont en cours, dont la modification de bactéries pour qu’elles produisent des protéines ou des anti-oxydants. L’Université de Californie a aussi modifié l’ADN d’une laitue pour qu’elle aide les os à se régénérer.
Pour y faire face des programmes sportifs personnalisés devront aussi être mis en place. Mais avant le dur retour sur Terre, l’arrivée sur la planète rouge sera difficile. «Quand ils vont arriver sur Mars, ils vont devoir sortir de huit mois en zéro gravité, complète Guillemette Gauquelin-Koch. Sur Mars la gravité représente un tiers de celle sur Terre, il faudra quelque chose pour les aider à ça.»
Le facteur psychologique inconnu
À des millions de kilomètres de la Terre, les conséquences de l’éloignement sur l’esprit humain ne sont pas à prendre à la légère. «Il y a tellement de défis d’ordre technique, physiologique et psychologique qu’un voyage vers Mars d’au moins deux ans dans des conditions de confinement et isolement extrêmes, sous lumière artificielle et sans voir la Terre, demeure difficile à imaginer», résume Christian Mustin.» En attendant, les séjours dans l’ISS ont démontré que les équipages mixtes et internationaux sont une bonne formule pour le bien-être de chacun.
