Elon Musk voit rouge et a raison d'y croire. Déclaré fou par certains lorsqu'il annonçait vouloir coloniser la planète Mars, il voit son rêve se rapprocher. Mais son système de transport interplanétaire est-il techniquement réalisable ? Stéphane Mazouffre, directeur de Recherche au CNRS au sein du laboratoire Icare, nous répond.

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Il y a quelques semaines, SpaceX a dévoilé son système de transport interplanétaire pour envoyer des Hommes sur Mars et au-delà. Un projet qui, selon Elon Musk, est techniquement réalisable et financièrement accessible. Ce véhicule comprend un étage principal (le booster) surmonté du véhicule habité ou de sa version cargo. SpaceX a fait le choix d'un lancement double. Un premier lancement placerait en orbite une navette qui serait rejointe plus tard par le véhicule de transport avec ses passagers. L'idée n'est pas nouvelle, à ceci près que SpaceX veut utiliser le même lanceur pour ces deux lancements.

Lorsque l'on s'interroge sur la faisabilité technique d'un tel système lancement, les regards se portent notamment vers le choix de la motorisation. Sur ce point, les experts reconnaissent en général que le projet n'est pas hors de la portée des techniques actuelles. « Ce qu'a présenté Elon Musk est tout à fait réalisable. De façon globale, son concept tient la route. Bien qu'il y ait quelques points durs, je ne vois rien d'insurmontable dans sa réalisation » analyse Stéphane Mazouffre, directeur de recherche au CNRS au sein du laboratoire Icare, à Orléans. Ce laboratoire supervise des travaux scientifiques sur la propulsion spatiale à plasma pour les satellites et les sondes interplanétaires en lien avec les agences spatiales française et européenne, ainsi que des industriels comme Safran ou Airbus Defence and Space.

La réutilisabilité, la pierre angulaire du projet projet Mars Colonial Transporter de SpaceX. © SpaceX

Pour comprendre cette confiance, il faut garder à l'esprit que lorsqu'Elon Musk crée SpaceX en 2002, il a déjà pour objectif un voyage vers Mars. « Tout dans le développement de son entreprise a été fait pour préparer les technologies nécessaires pour aller sur cette planète. » C'est vrai, par exemple, pour la technique qu'utilise aujourd'hui SpaceX pour récupérer les étages principaux des lanceurs Falcon 9. « C'est à peu de choses près ce que compte faire SpaceX pour poser sur Mars de grosses charges utiles », en utilisant la technique de rétropropulsion supersonique, identifiée par la Nasa comme un moyen essentiel pour poser des charges très lourdes sur cette planète.

Avec son futur véhicule martien, SpaceX « ne prévoit pas de rupture technologique mais plutôt une adaptation de celles développées pour le Falcon 9 et le Falcon Heavy ». Le lanceur utilisera un total de... 42 moteurs Raptor, que SpaceX vient de mettre au point. « Pas plus gros que les Merlin du Falcon 9, ces moteurs très simples sont capables de monter plus haut en pression avec de meilleures performances ». Pour la propulsion, les moteurs fonctionneront avec un mélange de méthane (CH 4 ) et d'oxygène liquide (LOX), « un choix judicieux pour le coût (le méthane est moins cher que le kérosène) et pour le transfert des ergols en microgravité (il se stocke mieux dans l'espace que le kérosène et la gestion du stockage est plus simple) ».

Les premiers explorateurs martiens fabriqueront le carburant du retour

Il y a aussi le fait que méthane encrasse moins le moteur, ce qui « peut être important pour la réutilisation ». Mais, surtout, ce gaz est très intéressant pour les voyages martiens car il peut être produit sur place. Il sera en effet nécessaire de « fabriquer sur Mars le carburant du retour ». Le LOX et le CH 4 pourraient être produits à partir du CO 2 , contenu en grande quantité dans l'atmosphère martienne, et de l'eau présente dans le sous-sol. « Ce point du projet est peut-être un des plus compliqués. » Bien que SpaceX présente la colonisation de Mars d'abord comme un voyage sans retour, le projet est tout de même différent. Dès la fin de l'époque des pionniers martiens (ceux qui rendront sûr le voyage Terre-Mars et qui construiront les premières infrastructures protégées des rayonnements spatiaux), « l'entreprise doit permettre à ses clients qui le souhaitent de retourner sur Terre ». De plus, comme SpaceX veut embarquer la Nasa dans son projet, « les astronautes de l'agence américaine devront évidemment pouvoir retourner sur Terre ».

Le challenge est « plutôt financier, avec un planning tout de même très serré ». Envoyer des humains dès le début de la décennie 2030, voire la fin des années 2020, « est un objectif très ambitieux ». SpaceX a d'ores et déjà dit qu'il n'y arrivera pas seul. Très probablement, la Nasa va s'associer à ce projet, « une opportunité pour l'agence spatiale américaine dont le programme martien d'un vol habité est sans cesse repoussé aux calandes grecques », malgré la volonté du président Obama (rappelée après le discours d'Elon Musk) d'envoyer des humains sur Mars dans la décennie 2030.

Essai au sol d'un motor Raptor. © SpaceX

Dans ce contexte, il ne serait guère surprenant que Boeing s'associe également à ce projet, « tant il est peu probable que les États-Unis développent deux lanceurs pour aller sur Mars ». Un signal fort a été envoyé dans ce sens par Boeing à l'occasion des cent ans du groupe. Dans un entretien à l'hebdomadaire Challenges, le président de Boeing, Dennis Muilenburg, a déclaré : « nous construisons la fusée qui va amener les premiers humains sur Mars ». Un appel du pied entendu par la Nasa et SpaceX.

Enfin, pour que son projet soit financièrement réalisable, il ne nécessitera pas qu'un grand partenariat public-privé. Un certain nombre de choix techniques seront guidés par des impératifs économiques. C'est notamment vrai pour la réutilisation, « pierre angulaire de sa stratégie ». Néanmoins, « bien que SpaceX extrapole énormément sur les technologies actuelles qui sont les seules à tester et utiliser » et sur l'utilisation de moteurs Raptor en grand nombre, l'objectif d'un coût de la tonne lancée vers Mars à quelque 140.000 dollars est très ambitieux.