Projet « Red Dragon » : la mission de retour d'échantillons sur Mars pourrait être lancée en 2022 avec la capsule SpaceX

La capsule Dragon de SpaceX – maintenant utilisée pour réapprovisionner la Station spatiale internationale – pourrait être modifiée pour effectuer une mission de retour d'échantillons sur Mars, selon les chercheurs. (Crédit image: SpaceX)



Les scientifiques ont élaboré une mission de retour d'échantillons de Mars à faible coût qui utiliserait une capsule Dragon gonflée de la société privée de vol spatial SpaceX et la fusée Falcon Heavy prévue par la société pour se rendre sur la planète rouge d'ici le début des années 2020.



La nouvelle étude démontre la viabilité de l'entrée, de la descente et de l'atterrissage de la capsule spatiale sans pilote Dragon sur Mars. De plus, la technique de descente du vaisseau spatial aiderait à préparer le terrain pour de futures missions humaines sur la planète rouge, ont déclaré les chercheurs.

L'idée est de tirer parti des capacités commerciales émergentes pour réaliser le retour d'échantillons sur Mars (MSR) sans se ruiner, peut-être en 2022. La plupart des scientifiques considèrent un voyage de retour d'échantillons comme une mission du « Saint Graal » - la meilleure façon de rechercher des signes de vie passée ou présente sur la planète rouge. [ Voir plus de photos d'une potentielle mission Red Dragon vers Mars avec l'équipement SpaceX ]



Au cours des dernières années, plus d'une douzaine d'experts ont participé à l'évaluation, qui a été entreprise dans le cadre d'une étude interne au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie. Ils ont détaillé les résultats à l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 2014 Conférence aérospatiale, tenue du 1er au 8 mars à Big Sky, Mont.

Une équipe d

Une équipe d'étude Red Dragon a élaboré une architecture de mission de retour d'échantillons sur Mars basée sur l'utilisation de la capsule Dragon de SpaceX et du booster Falcon Heavy.(Crédit image : NASA Ames Research Center/équipe d'étude interne Red Dragon)



Déjà testé en tant que transporteur de fret, le vaisseau spatial Dragon peut également être aménagé pour transporter des passagers en orbite basse et vers la Station spatiale internationale. Voyez comment SpaceX

Déjà testé en tant que transporteur de fret, le vaisseau spatial Dragon peut également être aménagé pour transporter des passagers en orbite basse et vers la Station spatiale internationale. Découvrez comment fonctionnent les capsules Dragon de SpaceX dans cette infographie demokratija.eu.(Crédit image : Karl Tate, contributeur demokratija.eu)

Creuser profondément



Les scientifiques de la NASA Ames s'intéressent depuis longtemps au forage en profondeur dans l'environnement souterrain de Mars, dans l'espoir de forer à 6,5 pieds (2 mètres) ou plus, a déclaré Lawrence Lemke, ingénieur principal à la division Mission Design d'Ames.

Une telle capacité de creusement permettrait d'enquêter sur l'habitabilité de cette zone pour le passé ou l'existant. la vie martienne , a déclaré Lemke.

'Les atterrisseurs Big Mars faciliteraient le problème de l'atterrissage et de l'exploitation de foreuses robotiques profondes', a-t-il déclaré à demokratija.eu.

Lemke a contribué à l'étude de retour d'échantillons, spécialisée dans l'entrée, la descente et l'atterrissage d'un Space Exploration Technologies ( EspaceX ) Capsule de dragon sur Mars.

Dragon sert actuellement de vaisseau spatial cargo commercial, livrant des fournitures et des expériences scientifiques à la Station spatiale internationale pour la NASA. Dans le cadre d'un accord de 1,6 milliard de dollars avec l'agence spatiale, Dragon effectuera 12 trajets d'approvisionnement sans pilote vers le laboratoire en orbite, dont deux ont déjà été achevés par la société.

Capsule Dragon modifiée

'Au départ, nous étions sceptiques', a déclaré Lemke. «L'histoire des vols spatiaux regorge de suggestions pour utiliser un vaisseau spatial conçu pour fonctionner dans l'environnement proche de la Terre pour fonctionner dans un environnement spatial lointain. Cela s'avère généralement être une mauvaise idée une fois que vous avez approfondi les détails de l'ingénierie, car tant de modifications sont souvent nécessaires qu'il est préférable de commencer par une conception épurée.

Un croquis de la conception pour la NASA

Un croquis de la conception du rover Mars 2020 de la NASA, qui sera fortement basé sur le rover Curiosity de l'agence. Les responsables de l'agence annonceront les instruments scientifiques du rover 2020 le 31 juillet 2014.(Crédit image : NASA/JPL-Caltech)

Le groupe d'étude a passé quelques années à examiner le problème d'ingénierie. Ils ont conclu qu'une capsule Dragon minimalement modifiée – surnommée « Red Dragon » – pourrait en effet effectuer avec succès une entrée, une descente et un atterrissage tout propulsif sur Mars « sans violer les lois de la physique », a déclaré Lemke.

La capsule Red Dragon est personnalisée pour transporter le matériel nécessaire au retour des échantillons collectés sur Mars, y compris un véhicule d'ascension vers Mars (MAV) ; un véhicule de retour de terre (ERV); et du matériel pour transférer à l'ERV un échantillon collecté lors d'une mission de rover déjà atterrie, telle que le rover Mars 2020 de la NASA. [Images : Mars Rover 2020 de la NASA]

À l'heure actuelle, la NASA n'a pas prévu d'exécuter un type de mission de retour d'échantillons. Mais les responsables de l'agence veulent que le rover Mars 2020 collecte et cache des échantillons pendant son séjour sur la planète rouge.

Moteurs SuperDraco

Dans l'étude Red Dragon, le vaisseau spatial ferait une entrée directe dans l'atmosphère de Mars. Il descendrait à la surface de la planète rouge sans système de parachute, utilisant une propulsion rétro pour un atterrissage de précision. Les moteurs-fusées SuperDraco fourniraient cette propulsion rétro. SpaceX teste actuellement ces puissants moteurs pour son système d'interruption de lancement sur le vaisseau spatial Dragon.

Les résultats de l'étude suggèrent qu'aux limites supérieures de sa capacité, un dragon rouge pourrait atterrir environ 2 tonnes métriques de charge utile utile sur Mars. C'est deux fois plus de masse que n'importe quel engin n'a jamais atterri sur la planète rouge. (Le record actuel a été établi lorsqu'une « grue du ciel » propulsée par une fusée a abaissé le rover Curiosity d'une tonne de la NASA sur la surface martienne en août 2012.)

Autre avantage, a ajouté Lemke, la capsule Red Dragon a plusieurs fois le volume du véhicule d'entrée du patrimoine Viking des années 1970.

'Cette combinaison de fonctionnalités nous a amenés à supposer qu'il serait possible d'atterrir avec une masse et un volume suffisants avec un dragon rouge pour permettre une mission de retour d'échantillons sur Mars', a déclaré Lemke.

En outre, la mission ne nécessiterait pas le transfert d'échantillons d'un véhicule à un autre en orbite martienne avant d'effectuer le voyage vers la Terre, a-t-il déclaré.

'Cela réduit potentiellement le risque et le coût d'une mission de retour d'échantillons', a déclaré Lemke.

Chaîne de contact

Comme actuellement envisagé, le véhicule de retour Red Dragon contenant des échantillons décollerait de la surface martienne (avec l'aide du MAV) et se dirigerait directement vers la Terre.

Un scénario d'étude prévoit une mission ultérieure, utilisant un Dragon et lancée par un Falcon Heavy, effectuant un rendez-vous avec le véhicule de retour en orbite terrestre haute. La mission récupérerait ensuite le conteneur d'échantillon et briserait la chaîne de contact avec Mars en transférant l'échantillon dans un conteneur stérile et sécurisé.

«Ces travaux montrent que les capacités commerciales émergentes peuvent être efficacement intégrées dans une mission pour atteindre un objectif scientifique planétaire important», a déclaré Andrew Gonzales, ingénieur système senior à la division Ames Mission Design de la NASA. Il a dirigé l'étude de l'architecture globale de retour d'échantillons de Mars.

D'autres idées récentes de retour d'échantillons sur Mars utiliseraient trois missions Red Planet, nécessitant beaucoup de matériel de vol et de nombreuses interfaces.

'L'un de nos principaux objectifs était d'examiner de manière critique les options pour un retour d'échantillon sur Mars avec moins d'éléments', a déclaré Gonzales à demokratija.eu.

Gonzales a déclaré que l'étude Red Dragon montre qu'une mission MSR dans l'opportunité préférée de 2022 qui récupère des échantillons précédemment collectés – peut-être ceux recueillis par le rover Mars 2020 de la NASA – est faisable. Cela est rendu possible par l'utilisation de technologies commerciales émergentes intégrées à d'autres types de techniques dérivées de sources traditionnelles et nouvelles, a-t-il déclaré.

'L'importance de ce travail est qu'il ouvre la porte à la réalisation efficace d'un objectif scientifique planétaire important à un niveau de complexité inférieur et, par extension, à un coût potentiellement inférieur à celui envisagé auparavant', a déclaré Gonzales.

Lemke et Gonzales ont tous deux souligné que la NASA Ames avait effectué le travail du Dragon Rouge en interne, en utilisant des informations du domaine public et sans l'aide d'aucune organisation commerciale.

De plus, la NASA n'approuve aucune organisation commerciale particulière, et aucune organisation particulière n'approuve ce travail.

Leonard David fait des reportages sur l'industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Il est l'ancien directeur de recherche de la Commission nationale sur l'espace et est co-auteur du nouveau livre de Buzz Aldrin « Mission to Mars – My Vision for Space Exploration » publié par National Geographic. Suivez-nous @Spacedotcom , Facebook ou Google+ . Publié à l'origine le Edemokratija.eu.