MathJax

mardi 26 août 2014

Planète Mars : l'aller simple tout confort en moins de 48h



Pour mon premier billet, j'ai envie de vous parler de Mars !

Pas de la marque de barre chocolatée, ni du mois plutôt moche pendant lequel il pleut et il fait froid. Non, de la planète Mars !

On connait les rovers Curiosity et Opportunity bien sûr.
Curiosity se dirige tranquilement vers le Mont Sharp où commençera vraiment le coeur de sa mission : analyser les couches sédimentaires qui affleurent sur le versant du "mont".
Opportunity, sur place depuis 10 ans et toujours en forme, vient quant à lui de dépasser les 40Km, battant par la même le record de distance extra-terrestre détenu jusque là par le rover soviétique Lunokhod 2 qui, en 1973, avait roulé sur 39 km à la surface de la Lune

Mais on entend parler de Mars aussi à cause de 2 projets un peu fous :
  • Inspiration Mars
  • Mars One

Le premier vise à envoyer en 2018 un couple d'Américains dans un vaisseau spatial qui fera l'aller-retour Terre-Mars sans se poser. Ils survoleront simplement la planète pendant quelques dizaines de minutes avant de revenir vers la Terre. Au total le voyage est prévu pour durer 501 jours, dont 500 jours dans le noir inter-stellaire... On a connu mieux comme voyage.

Le second (Mars One) propose d'envoyer directement des volontaires sur place, sans possibilité de retour. Ils vivront sur place jusqu'à ce que mort s'en suive. Espérance de vie : plusieurs années s'ils ont de la chance et évitent problèmes techniques, radiations et sont ravitailler régulièrement depuis la Terre ; ou quelques semaines/mois si le financement (privé) s'épuise ou qu'un imprévu technique/humain survient...

Ces 2 projets sont jugés très difficiles, voire peu réaliste pour Mars One.

Mais au fait, Mars c'est loin comment ?
Beh ça dépend. A l'apogée, la Terre et Mars sont de part et d'autre du Soleil, la distance est de 400 millions de Km. Dans le meilleur des cas (à la périgée), elle est seulement 56 millions de Km.

56 millions de Km c'est loin... C'est pour ça que le voyage aller d'une mission habitée est estimé au minimum à 180 jours... c'est faisable mais long.

On peut faire alors un peu de science-fiction (auto-clin d'oeil au titre de ce blog ;)

Imaginons qu'on ait des moteurs super-puissants, capable de générer sur une longue durée une accélération constante égale à la pesanteur terreste (9,81g). C'est très loin des possibilités actuelles, mais rêvons un peu.
Avec une telle fusée, combien de temps prendrait le voyage vers Mars ?

On peut le calculer facilement :

  • Accélération constante $$ a_{(t)} = 9,78 \space m.s^{-2}$$
  • Donc une vitesse : $$ v_{(t)} = \int_0^t a~dt = \int_0^t 9,78~dt = 9,78 \space t$$
  • Soit une distance parcourue : $$ d_{(t)} = \int_0^t v~dt = \int_0^t 9,78 \space  t~dt = \frac{9,78}{2}t^{2}$$
La distance minimale Terre-Mars est de 56 millions de Km, soit en mètres:

$$ d_{min} = 56.10^{9} \space m $$

On peut alors calculer le temps nécessaire pour parcourir la moitié de la distance minimale Terre-Mars :
$$ \frac{d_{min}}{2} = \frac{56.10^{9}}{2} = \frac{9,78}{2}t^{2} $$
$$ \frac{d_{min}}{2} = \frac{56.10^{9}}{2} \times \frac{2}{9,78} = t^{2} \Longleftrightarrow t^{2} = \frac{56.10^{9}}{9,78} $$
$$ \Longleftrightarrow t = \sqrt{ \frac{56.10^{9}}{9,78} } \approx 75670 \space s \approx 21 \space h$$

Donc si à mi-chemin, on tourne le vaisseau d'un demi-tour et on remet les gazs en sens inverse, le vaisseau freinera dans les mêmes proportions jusqu'à atteindre Mars avec une vitesse nulle en 21h également.
Soit au final un aller Terre-Mars en 42 heures !
C'est mieux que les 180 jours de la NASA non ?

Avec pour bonus la sensation tout au long du voyage d'éprouver la même pesanteur que sur Terre (sauf au moment de tourner le vaisseau à mi-chemin).

Voilà un petit schéma pour résumer le tout.



Que demander de plus ?
Des moteurs capables de réaliser de telles performances peut être.. (et une source d'énergie qui va avec).

Enfin, on peut toujours rêver !
Et vous, partir sur Mars pour le weekend ça vous dit ?