Les humains atterriront-ils sur Mars ? En savoir plus sur l'histoire de l'exploration de Mars et les 7 principaux défis de l'envoi d'humains sur Mars

L'exploration de Mars a longtemps été l'objet de la fascination humaine. Alors que les missions vers Mars font souvent l'objet de livres et de films de science-fiction, la réalité n'est peut-être pas si loin derrière. Les progrès récents de la technologie spatiale et la commercialisation rapide du marché spatial pourraient bientôt permettre une mission humaine vers Mars. De plus, si vous regardez les 300 000 ans d'histoire de l'exploration humaine, il est évident que le besoin d'explorer est fondamental pour notre nature. Ainsi conçue, une mission vers Mars n'est pas vraiment une question de si, c'est plutôt une question de quand.

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• Pourquoi les humains devraient-ils voyager sur Mars ?
• Quelle est l'histoire de l'exploration de Mars ?
• 7 défis clés pour se rendre sur Mars
• Comment les humains finiront-ils par arriver sur Mars ?
• Vous voulez en savoir plus sur l'exploration spatiale ?
• En savoir plus sur la MasterClass de Chris Hadfield

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Pourquoi les humains devraient-ils voyager sur Mars ?

L'un des plus grands impacts d'une mission sur Mars serait de trouver de la vie ou des preuves d'une vie éteinte, aussi simple soit-elle. Cela répondrait non seulement à la question de savoir si nous sommes seuls dans le cosmos, mais indiquerait également qu'il existe un potentiel de vie partout dans l'univers.

Quelle est l'histoire de l'exploration de Mars ?

De nombreux engins spatiaux qui ont atterri à la surface de Mars, notamment le Viking 1, le Viking 2 et le Mars Pathfinder. Des engins spatiaux tels que Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor et Mars Reconnaissance Orbiter ont mené des travaux d'étude pour cartographier la surface de Mars. Les rovers d'exploration de Mars de la NASA et de l'Agence spatiale européenne (ESA) ont exploré la surface de Mars, renvoyant des données et des images précieuses sur Terre.

En 2010, le président américain Barack Obama a annoncé au Kennedy Space Center au Texas une proposition visant une mission habitée sur Mars d'ici les années 2030. La NASA prévoit de lancer la mission du rover Mars 2020, qui enverra un atterrisseur martien sans pilote sur la planète rouge pour explorer les signes de vie, passés et présents.

La NASA teste également des vaisseaux spatiaux conçus pour transporter des humains vers Mars pour la première fois.

7 défis clés pour se rendre sur Mars

Le défi technique et technique pour se rendre sur Mars est de taille. La Terre et Mars ont des orbites différentes autour du soleil, ce qui signifie que la distance entre les deux planètes change constamment. Même avec une fenêtre de lancement optimale, c'est toujours un long voyage dans l'inconnu avec un navire non éprouvé, transportant tout ce dont vous avez besoin, sans aucun moyen de réapprovisionner les articles critiques. Et ce n'est que le début. Les autres défis incluent :

1. Construire le bon vaisseau spatial . Se rendre sur la lune est un voyage de trois jours, donc un vaisseau spatial utilitaire comme l'Apollo suffira. La première mission sur Mars nécessite un voyage beaucoup plus long, de sorte que le vaisseau spatial aurait besoin de plus d'espace vital, de plus de place pour les systèmes de sauvegarde, d'équipements pour les sorties dans l'espace, d'un système de propulsion fiable et, peut-être le plus important, d'installations de loisirs pour garder les astronautes engagés , productif et sain d'esprit pendant les voyages dans l'espace.
2. Capacités de recyclage de l'air et de l'eau . Une grande partie de ce que le système de survie fait sur la Station spatiale internationale (ISS) imite ce qui se passe naturellement sur Terre. Les processeurs purifient l'air des astronautes, filtrant les gaz à l'état de traces et éliminant leur dioxyde de carbone expiré. Lorsque cela est possible, l'oxygène est extrait et relâché dans la cabine, mais les petites pertes sont complétées par de l'oxygène stocké. L'eau est également recyclée à partir de l'urine et des déshumidificateurs, généralement avec une efficacité d'environ 90 %. C'est mieux que jamais, mais chaque cargo transporte toujours de l'air et de l'eau vers l'ISS. Nous devons parvenir à un recyclage à pratiquement 100 % avant de voyager en toute confiance vers Mars et au-delà dans l'espace lointain.
3. Croissance alimentaire . Pour les missions spatiales vers Mars et au-delà, apporter de la nourriture préparée deviendra moins pratique. Il y a actuellement des expériences sur l'ISS pour explorer comment faire pousser des cultures, tester des choses telles que la direction dans laquelle une plante pousse sans gravité, comment polliniser et quels types de sol hydroponique sont les meilleurs. La capacité d'être autonome et de cultiver de la nourriture dans l'espace n'est qu'une des nombreuses technologies nécessaires pour les missions vers Mars et l'exploration spatiale future.
4. Péage sur le corps humain . L'apesanteur prolongée prend un péage sur le corps humain. Il y a des impacts importants sur l'équilibre, la régulation de la pression artérielle, la densité osseuse et parfois la vision. Pour les astronautes qui se rendent sur la planète rouge, il n'y aura pas d'équipe de soutien au sol pour les aider après l'atterrissage sur la surface martienne. Le poids et la configuration des combinaisons spatiales martiennes devront également tenir compte de la période d'adaptation à la gravité martienne. De plus, l'environnement naturel à la surface de la planète est mortel pour la vie humaine ; l'atmosphère de Mars a une pression atmosphérique très basse, pas d'oxygène, 96% de dioxyde de carbone, un rayonnement élevé et des rayons cosmiques. L'habitat et les combinaisons spatiales devront protéger les équipages de l'atmosphère martienne.
5. Manque de communication . La vie sur Mars sera également psychologiquement difficile. Même lorsque la Terre et Mars sont au plus près, à 35 millions de kilomètres l'un de l'autre, il faut environ quatre minutes aux ondes radio pour se rendre d'ici à là. Ainsi, si l'équipage martien transmet un signal à Houston, la réponse de la NASA sera la plus rapide possible huit minutes plus tard, le pire des cas étant 48 minutes plus tard. La communication en temps réel sera donc impossible, et l'équipage martien devra savoir être autonome, techniquement et mentalement, notamment en cas de tempête de poussière ou autre urgence.
6. Déterminer le bon chemin . Le chemin que nous empruntons entre la Terre et Mars doit être décidé. Chaque jour de voyage est un autre jour passé à manger de la nourriture, à boire de l'eau, à respirer l'air du navire et à produire des déchets, ainsi qu'à être exposé au rayonnement interplanétaire et au risque de défaillance des systèmes critiques. S'il y a suffisamment de carburant, une route plus directe pourrait être utilisée, forçant brutalement la mécanique orbitale. Si nous inventons des moteurs plus efficaces, nous pourrions les faire fonctionner plus longtemps et moins de côtes, ce qui réduirait également le temps total.
7. Atterrissage prudemment . Même si nous atteignons l'atmosphère de Mars, l'atterrissage présente une autre série de défis. Une fois que nous sommes à la vitesse orbitale, nous pourrions utiliser la fine atmosphère de Mars pour fournir une friction de freinage, en dirigeant pour plonger exactement dans celle-ci pour ralentir progressivement à la bonne vitesse. Mais l'ensemble du navire de transit devrait être suffisamment solide pour supporter la chaleur et la pression associées. Une option de compromis pourrait être de larguer l'habitat qui nous a transportés sur Mars, d'entrer dans une capsule et de la remonter directement à la surface. Mais l'atmosphère martienne est beaucoup plus fine que celle de la Terre, ce qui signifie que les parachutes ne fonctionnent pas aussi bien. Pourtant, il est suffisamment épais pour que la friction provoque un échauffement, de sorte que le navire a besoin d'une protection thermique appropriée. L'objet le plus lourd que nous ayons atterri sur Mars en 2018 était le Curiosity Rover de la NASA (qui fait partie de la mission Mars Science Laboratory), qui pèse environ une tonne (sur Terre). Un navire avec équipage pèserait beaucoup plus qu'un rover martien. Pour envoyer des gens sur Mars, nous devrons probablement utiliser l'atmosphère martienne pour ralentir partiellement l'engin, puis les pompiers pour ralentir la vitesse à la surface jusqu'au site d'atterrissage.

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Bien que se rendre sur Mars soit financièrement et logistiquement difficile, les scientifiques pensent que cela peut finalement être réalisé en suivant quelques étapes clés :

• Continuer à explorer la lune . Les missions sur la Lune et sur Mars sont étroitement liées, car la Lune offre la possibilité de tester de nouveaux outils tels que des systèmes de survie et des habitats humains qui pourraient être utilisés dans une future mission sur Mars. L'exploration continue de la lune est essentielle pour voler un jour vers Mars.
• Développer une technologie de vaisseau spatial plus avancée . Il n'y a pas de stations spatiales dans l'espace lointain, ce qui signifie que le navire qui emmène les humains sur Mars devra faire le voyage sans faire le plein. La NASA est actuellement en train de développer un système de propulsion électrique solaire pour effectuer le vol dans l'espace lointain. De plus, le vaisseau spatial nécessitera un système de navigation dans l'espace lointain, des fusées suffisamment puissantes pour propulser les astronautes sur toute la durée du voyage et du retour, et un équipement d'atterrissage fonctionnant sur Mars, dont l'atmosphère est mince.
• Concevoir des combinaisons spatiales pour garantir la sécurité des astronautes . L'environnement sur Mars est hostile : son absence de couche d'ozone signifie qu'il n'y a pas de bouclier intégré contre les rayons ultraviolets, et les superoxydes sur le sol martien peuvent avoir un impact sur les humains qui marchent à sa surface. Les ingénieurs devront concevoir des combinaisons spatiales d'habitats protecteurs pour éviter d'endommager le corps humain.

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