Présentation de la mission

Edouard Maliskou, médecin, suédois

Apaga Malou, biologiste, congolais

Arja Anchita, ingénieur en aérospatial, indienne

La fusée et le décollage

Bonjour, je suis Arja !

Vous voici devant la fusée qui vous emmènera vers Mars. Celle-ci est spéciale et révolutionnaire, elle possède un moteur au plasma ionique. Son moteur se nomme VASMIR. Venez, je vais vous montrer.

Le moteur au plasma ionique a pour principe de rendre un gaz neutre très chaud et de l'évacuer par une tuyère ce qui permettrait de produire une force assez forte pour lancer la fusée hors de l'attraction terrestre. Malheureusement les ions sont si rapides qu'aucun matériau ne pourrait les contenir. Or nous savons que les ions sont magnétisés, le moteur possède donc, sur sa seconde moitié, des champs magnétiques éloignant les ions.

C'est comme cela que marche le propulseur VASMIR.




Lorsque vous décollerez, malgré le fait que presque tous les risques soit écartés, il se pourrait que le décollage ne se passe pas comme prévu. Nous espérons qu'il se passera exactement comme cela :

Vous avez bien compris ? Même si se n'est pas vous qui décollerez, il faut que vous puissiez le faire en cas de problème ce qui, j'espère, n'arrivera pas.

On va passer beaucoup de temps ensemble à présent, je pense donc que nous pouvons nous tutoyer, vu que vous faites parti de l'equipage !

Maintenant, repose toi bien, nous partons demain pour Mars !



Le voyage

Alors pas trop secoué par le décollage ? Tu sais qu'actuellement ton ADN risque de se briser et que l'ordinateur de bord pourrait aussi avoir des problèmes de transmission?  C'est à cause des rayonnements cosmiques. Mais pas de panique ! Nous sommes, plus ou moins, protégés. Entre la coque extérieure et la coque intérieure, il y a nos réserves d'eau et de nourriture qui nous protègent. Mais comme tu le sais très bien, nous allons manger la moitié de nos provisions dans le vaisseau. Nous devons donc remplir cet espace à nouveau mais cette fois avec les déjections humaines déshydratées. Entre nous, on appelle ça le "caca protecteur". Plutôt amusant, non ? Bref ce "caca protecteur" est un très bon bouclier contre les rayons cosmiques. Malgré toutes nos précautions, nous ne sommes pas totalement protégés, mais c'est suffisant pour garder un ADN sain et un processeur en état de marche jusqu'à Mars.






En attendant, si tu t'ennuies, je peux continuer à te raconter ce qu'il se passe dans ce vaisseau.


Je peux commencer par l'apesanteur. Même si c'est très amusant, l'apesanteur nous fragilise les os et les muscles. Sur Terre, la gravité nous permet d'avoir des os solides et nos muscles restent actifs durant toutes nos actions. Ici c'est le contraire. Sans aucune contrainte gravitationnelle sur nos os, les calcium et le phosphore quittent nos os, les fragilisant, et nos muscles ne sont plus autant utilisés. C'est pour cela que tu dois faire du sport tous les jours ! Sinon c'est ostéoporose et atrophie musculaire à 30 ans !




Ne te vexe pas, tu sais très bien que c'est nécessaire pour ta santé. Et puis tu te rappelles quand nous étions enfermés pendant un an dans cet habitat. C'était pour se préparer à cette aventure. Tu sais que j'ai fais un résumé de notre année. Je l'ai pris avec moi en cas de coup de mou. Je vais te le lire:
"Après un an d'enfermement dans ce dôme, je suis bien contente de sortir ! Cohabiter avec les mêmes personnes pendant une durée aussi longue pouvait être une source de tensions, de stress. Il fallait gérer la lassitude et désamorcer les débuts de conflits. On devait toujours avoir une occupation. On veillait à ce que personne ne se retrouve séparé du groupe, on était presque une petite famille. De plus, une douche tous les 10 jours ... c'est peu. Le menu des repas se répétait chaque semaine, seules quelques variations étaient possible. En bref, une longue année, mais beaucoup de nouvelles choses apprises alors une année loin d'être perdue."

C'était mon ressenti deux jours après la fin de l'expérience. Et à vrai dire, c'est toujours la même chose. Les douches et les vrais repas, c'est ce qui me manque le plus.


Bon, trop de parlotte! Au boulot ! Va voir Apaga, il a des choses à te dire sur Mars.

Atmosphère

Attend ! Avant qu'elle t'explique comment atterrir, laisse Apaga t'expliquer les caractéristiques de l'atmosphère et du sol de Mars.

D'abord, pourquoi Mars est surnommé la planète rouge ?

Bien évidemment à cause de son sol ! Composé principalement d'oxyde de fer, le sol martien contient également du dioxyde de carbone (93%), de l'argon (1,93 %) et du diazote (1,89%). 

Tu sais que l’atmosphère martienne est très poussiéreuse, ce qui crée des tourbillons de poussière très impressionnants.

Tourbillion de poussière martien

Tiens un peu d'histoire. Sais-tu qu'en 1976, deux sondes Viking ont été envoyées sur Mars afin de d'effectuer des analyses sur sa structure et sa composition durant 6 ans . Grâce à elles, on sait maintenant que l'atmosphère martienne contient du dioxyde de carbone (95,32 %), de l’azote (2,7%), de l’argon (1,6 %), de l’oxygène (0,13 %), de l’eau (0,03 %) et du monoxyde de carbone (0,07 %). L'atmosphère de Mars contient également de l'ozone (0,3 ppm, soit 1/60ème de l'épaisseur de la couche d'ozone terrestre) c’est pour cela que Mars ne possède pas de protection contre les rayonnements UV. 

C'est bon j'ai fini. Arja tu peux retourner à ta science.

Atterissage

On va atterrir dans deux heures, il faut que tu te prépares ! Mais avant il faut que je t'explique la procédure car c'est toi qui prend le relais si il m'arrive quelque chose.

Nous sommes très lourds, il nous faut plusieurs choses pour ralentir. D'ailleurs le poids n'est pas la seule chose qui nous empêche d'atterrir. L'atmosphère ne nous aide pas beaucoup ... Mais elle va tout de même nous aider.

On commence par l'aérocapture (augmenter la trainée). Tiens je te donne mon carnet de bord pour l'atterrissage.

Aérocapture :
• A t=0, le vaisseau entre dans l'atmosphère à une vitesse de 5,9 km/s, une altitude de 200 km et un angle de 9,6°.
• A t=40s, vitesse 6 km/s, altitude 65 km.
• A t=120s, vitesse 4,7 km/s, altitude 30 km.
• A t=320s, vitesse 3,4 km/s, altitude 65 km.
• A t=1250s, vitesse 3,3 km/s, altitude 200 km, inclinaison nulle. L'aérocapture est terminée, le premier bouclier thermique central est éjecté. Il faut immédiatement exercer une légère poussée (110 m/s) pour circulariser l'orbite et éviter de redescendre dans l'atmosphère.

Entrée terminale, après sortie de l'orbite martienne (phase propulsive, 110 m/s).
• A t=0s, vitesse 3,4 km/s, h=120 km, angle 2,7°.
• A t=490s, vitesse 2,8 km/s, altitude 40 km, le pic de chaleur est passé.
• A t=630s, vitesse 1,1 km/s (Mach 5), altitude=12,3 km, déploiement du décélérateur atmosphérique gonflable (IAD). L'IAD est libéré puis gonflé grâce à un gaz sous pression. Pic de décélération de 4,5g peu après.

IAD

• A t=660s, vitesse 0,5 km/s (Mach 2), altitude 8 km. L'IAD est détaché du vaisseau, de même que le deuxième bouclier thermique central (partie noire sur le dessin).
• A t=662s, démarrage de la phase de rétropropulsion, v=0,46 km/s, vitesse horizontale et verticale du même ordre.
• A t=690s, vitesse 0,21 km/s, altitude 4,2 km.
• A t=790s, vitesse horizontale 2,5 m/s, vitesse verticale 4 m/s, mise en place du skycrane. La charge utile est un module cylindrique placé au centre de la forme biconique, ce qui laisse de la place aux tuyères placées tout autour. Le module propulsif se détâche progressivement de la charge utile qui reste suspendue à des cables. Les pieds se déploient pour l'atterrissage.
• A t=800s, atterrissage sur Mars (élévation 0m). Les cables du skycrane sont détachés et une dernière poussée est appliquée pour qu'il retombe plus loin.

Skycrane

C'est bien clair ? Au moindre problème c'est à toi de prendre le relais. Aller, va te préparer !

Les généralités

Alors tu ne te sens pas plus léger ici ?  

La masse de Mars est beaucoup plus faible que la masse terrestre, elle ne représente que 11%, t'imagines !  Et la pesanteur à sa surface est égale à 38% de la pesanteur de la Terre.  Ca permet simplement de retenir les principaux gaz mais n'empêche pas la vapeur d’eau de s'évaporer dans l'espace. C'est pourquoi la concentration de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Mars est 30 fois inférieure que dans l'atmosphère de la Terre. Ce phénomène fait que l'atmosphère est très fine et que ton poids est plus léger. Sur Terre, tu pèse 75kg alors qu'ici tu n'en pèse que 28.5!

Tu as sans doute constaté la variabilité des températures. Encore une particularité de Mars. L'atmosphère de la planète est constituée en grande partie de CO2 mais, malgré cela, elle est trop fine pour avoir un impact important sur la température. 

Tu sais que Mars est plus petite que la Terre? Environ 11 % de la masse terrestre et elle plus éloignée du Soleil. Son climat et le nôtre présentent donc des similitudes importantes, comme les saisons. Mais sais-tu que Mars accomplit un tour d'orbite en 665 jours contre 365 pour la Terre? Les saisons durent donc deux fois plus longtemps sur Mars. Elles ont même origine que sur Terre, l’inclinaison de l’axe de rotation de la planète. Mais l'axe de rotation de Mars est incliné à 25° soit 2 degrés de moins que celui de la Terre (23,4°). Cependant, à la différence de la Terre, Mars ne subit pas de changements climatiques aussi importants. Seules ses températures sont extrêmement variables (de -133°C à -2°C).

Pour finir, le sol martien est composé, comme pour la Terre, de trois principales couches :

- La croûte, de 40 à 60 km, est composée de roches cristallines riches en quartz et en feldspaths.

- Le manteau est principalement composé d'olivine et de pyroxènes

- Quant au noyau, de 2 000°C, il est composé d'un alliage métallique fait principalement de fer et de nickel.

Malheureusement nos études sismiques ne sont pas assez poussées pour que nous puissions avoir davantage d’informations.

Oups ! Pardon je parle beaucoup trop … Allons dans l’habitat.

Sonde et habitat

Nous avons atterri sur Mars ! Whaou ! Le sol de la planète rouge ! C'est magique !

Attend avant de sortir ! Enfile ta combinaison, elle t'est nécessaire pour survivre ici. Tu sais la gravité sur Mars est égale à un tiers de celle surTerre donc il t'est maintenant possible de porter 200kg sans problème et tout seul.

Oh regarde ! Les debris de Mariner 4! Mariner 4 est sonde américaine de 1964. Mais cette technologie est tellement vieille ! Incomparable avec la notre c'est sûr. C'est fascinant !  Elle compte comme la première véritable réussite dans l'exploration martienne, c'est un peu le grand-père de notre fusée. Elle est la première sonde qui ai jamais survolé Mars ! Elle apporta les premières photos de Mars, dont la surface stérile et pleine de cratères étonnait les scientifiques dans le temps. Par contre son prix est moins sympa: 83,2 millions de dollars! C'est grâce à elle qu'a débuté l'ère de l'exploration martienne, dans laquelle nous nous trouvons toujours, quelques centaines d'années plus tard. Elle est relativement petite comme tu le vois, avec 1,27m de diagonale et 0,45 m de haut. Elle a transmit, en tout, 21 photos durant sa mission.

Tiens j'ai une photo, que je garde toujours avec moi, de Mariner 4.

Hé ! Venez tous dans l'habitat avant que vous n'ayez plus d'air dans vos combinaisons !

Pour l’instant nous vivons dans l’habitat mais dans le futur nous terraformerons Mars afin de la rendre habitable. D’abord il faudra reconstruire l’atmosphère afin de créer de l’eau et du dioxyde de carbone.

La réaction de l’hydrogène au dioxyde de carbone permet de réchauffer l’atmosphère et de créer de l’eau. C’est la réaction de Bosch :

CO2 + 2 H2 → C + 2 H2O

Le méthane permet d'augmenter de façon importante la pression atmosphérique martienne. Cela permet également de produire de l'eau et du CO2 par la réaction : 

CH4 + 4 Fe2O3 ⇒ CO2 + 2 H2O + 8 FeO

Cette réaction pourrait être produite par la chaleur ou par les radiations UV sur Mars.

Les gaz à effet de serre sont indispensables à la vie sur Mars, le dioxyde carbone est présent mais risque d'être insuffisant, il est donc nécessaire d'apporter d'autres gaz comme les halocarbones tels que les chlorofluorocarbones (CFC). Ce gaz est beaucoup plus puissant, il absorbe davantage la lumière émise par le soleil et les infra rouges. Ce qui entraîne une augmentation de la température.

Tu connais Elon Musk, le fondateur de SpaceX et dirigeant de Tesla? Il a proposé de lancer des bombes nucléaires sur la planète Mars afin que nous puissions la coloniser. 
Son idée consistait il y a plus d'une centaine d'années à lancer une bombe nucléaire sur chacun des pôles pour réchauffer la température de l'atmosphère martienne. Oui je sais, c'est un peu aberrant comme hypothèse. Comme tu le sais les calottes polaires sont constituées d'eau et de carbone à part égale. Les bombes nucléaires permettraient ainsi de faire fondre les calottes polaires qui contiennent du co2. Cela permettra également de libérer considérablement du CO2 afin de contribuer à l’effet de serre et ainsi augmenter la température atmosphérique de Mars. Elle pourra également permettre à  l'eau d'exister en plus grande quantité sous forme liquide à la surface. 
Cette hypothèse nous l'avons vite abandonné et pour cause, nous ne savons pas les effets qui impliqueraient de larguer des bombes dans l'espace sur une autre planète. Il est possible que les conséquences soient désastreuses. Cette hypothèse n'était pas concluante, l’atmosphère martienne est en effet  très faible. De plus la plupart des radiations provoquées par les bombes peuvent  s'échapper et donc rendre le procédé inefficace.De plus, deux bombes nucléaires sont insuffisantes pour faire fondre une  telle quantité de glace. Tu t'en rends compte ? Il faudrait le stock des Etats-Unis et de la Russie, Et encore.  Néanmoins il reste un problème, la poussière émise par l'explosion risque de produire des nuages de poussière, masquant les rayons UV. 

Pardon, je parle vraiment beaucoup, des fois.

Je vais plutôt te parler de l’habitat, il comporte un sas pour les sorties sur le sol martien. Il dispose de ravitaillement, d’eau et d’oxygène. L’oxygène y ai bien sûr recyclé. Tout le monde ici a son propre espace bien à lui. Chacun a un lit, un bureau, un ordinateur, une armoire et un mur qu'on peut décorer selon ses goûts. Comme ça, tu peux te reposer, lire un livre, regarder un film ou faire ce qu'il te plait. Il y a aussi une salle de gym pour qu'on puisse rester fort et musclé malgré la faible pesanteur.

Habitat sur Mars

Tu viens je vais te faire visiter le reste.