Caractéristiques
de la mission
Préambule
Avant de détailler chaque partie à étudier pour effectuer une mission habitée vers Mars, nous allons énoncer les caractéristiques générales de celle-ci afin d’en avoir une vision globale dans un premier temps et de pouvoir ensuite mieux comprendre une approche plus détaillée.
Objectifs
Les objectifs d’une telle mission sont multiples. Il y a premièrement des objectifs scientifiques comme :
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La recherche de la présence d’une possible vie passée ou actuelle et l’étude de ses caractéristiques
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La recherche d’eau
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L’étude approfondie d’échantillons du sol
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L’étude de la géologie
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L’étude de l’atmosphère
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L’étude des effets sur le corps liée à une vie sur Mars
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L’étude générale de la planète
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L’amélioration de nos connaissances sur le système solaire ou sur l’univers en général.
Les objectifs scientifiques ne sont pas les seuls qui motivent une telle mission, puisqu'elle permettrait également :
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De réaliser des progrès techniques grâce aux recherches et défis soulevés par le projet
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De rassembler plusieurs pays autour d’un projet international
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D’affirmer la puissance d’un pays ou de son gouvernement dans un climat de forte concurrence
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D’inspirer et d’encourager les jeunes générations à suivre des carrières scientifiques
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De repousser toujours plus loin les limites de la vie, de l’humanité et des connaissances scientifiques.
Au vu des coût astronomiques d’une mission martienne, il est peu probable que les motivations scientifiques permettent son financement. Les enjeux politiques et sociétaux joueront sûrement un rôle plus important, comme pour le programme Apollo qui a emmené les américains sur la Lune en 1969 motivés par le contexte de la guerre froide.
Les différentes phases et leurs durées
Il existe deux types de scénarios pour aller sur Mars. Le scénario d’opposition et le scénario de conjonction. Dans le premier cas, la mission dure 640 jours et dans le deuxième cas, 910 jours. C’est le scénario de conjonction qui a été retenu par les différentes agences spatiales.
Nous vous expliquons les raisons de ce choix et vous donnons des précisions dans la partie intitulée "Le voyage".
Taille et composition de l'équipage
La taille et la composition de l’équipage doivent être déterminées avec des exigences précises. Selon les scénarios, et en s’appuyant sur des études, le nombre d’astronautes envoyé varie entre 3 et 6 personnes. La limite inférieure correspond à une gestion des risques qui permet une double redondance. Il prend en compte la somme des tâches à réaliser et les différentes spécialités que doivent maîtriser les astronautes. La limite supérieure est, quant à elle, déterminée par la masse qu’ajouterait un astronaute supplémentaire, et qui rendrait la quantité de matériel et d’équipements à emporter trop importante.
D’après une étude de la NASA qui prévoit d’envoyer 6 astronautes, on retrouvera un chirurgien/médecin pour soigner éventuellement les autres astronautes, un géologue pour étudier Mars, un mécanicien et un électricien/électronicien pour réparer les avaries potentielles ainsi qu’un commandant. Chaque membre d’équipage, en plus de sa spécialité principale, devra avoir une spécialité secondaire. Par exemple, le géologue pourra aussi posséder la spécialité de chirurgien/médecin, tout cela dans une optique de sécurité. Cependant, en fonction des scénarios, le nombre de personnes envoyées et la spécialité de chaque membre peut varier. Par exemple, certains experts recommandent d'emmener au moins 2 mécaniciens. En effet, la survie de la mission dépend de la capacité des membres d’équipages de résoudre les pannes et les problèmes techniques. D’autres veulent privilégier l’aspect découverte scientifique en envoyant un géologue mais aussi un biogéochimiste et ne veulent pas limiter un membre d’équipage à la seule fonction de commandant.
La sélection des astronautes sera intransigeante et extrêmement exigeante. Les membres d’équipages seront sélectionnés en fonction de leurs compétences bien entendu, mais également en fonction de leurs aptitudes à résoudre des problèmes et à adopter le bon comportement en cas situation critique. Un dépistage médical complet et approfondi, pouvant même aller jusqu’à l’examen génétique sera réalisé afin de minimiser les risques d’apparition de maladies durant le voyage. En outre, la dimension psychologique des astronautes doit être impérativement prise en compte. Durant la mission l’équipage sera soumis à un stress intense. Dans l’espace ou sur Mars, le risque sera permanent et à tout moment, une panne pourra apparaître sur un système vital. Ce seront les seuls humains présents sur plusieurs millions de kilomètres carrés. La Terre ne sera plus qu’une minuscule bille bleue perdue dans l’immensité de l’univers. En cas d’abandon de la mission, le retour sur Terre pourra prendre entre 6 mois, dans le cas le plus favorable, et jusqu’à 2 ans, si la position de la Terre et de Mars n'est pas idéale. L’équipage sera décalé par rapport au reste de l’humanité, puisque le délai de communication varie entre 3 à 20 minutes (les ondes radio allant à la vitesse de la lumière cf. Introduction) et être même rompu lorsque que le Soleil s’interpose entre les deux planètes, sauf à disposer d'un coûteux réseau de télécommunications par satellite. Ainsi, aucune communication en temps réel ne sera possible.
Il faut aussi que les membres d’équipage s’entendent parfaitement. Ils seront, par la force des choses, confinés durant une période exceptionnellement longue de 910 jours. Cependant, les missions de longue durée à bord de stations spatiales ont démontré que malgré une sélection fondée sur des critères psychologiques, des conflits pouvaient survenir.
Les critères de sélection pour une mission martienne restent donc encore à préciser à ce stade. Par ailleurs, la nécessité ou non de sélectionner un équipage mixte et multiculturel reste à débattre.

Illustration d'un équipage vers Mars

Illustration d'un équipage vers Mars
La masse à poser sur Mars
Une mission sur Mars requiert beaucoup plus d’équipements qu’une mission sur la Lune puisqu'il faudra placer entre 60 à 80 tonnes minimum sur le sol martien contre seulement 7 sur le sol lunaire. Il est important de différencier la masse placée en orbite et la masse finale placée sur le sol de Mars. En effet, la masse mise en orbite varie entre 400 et 1 200 tonnes car elle comprend tous les équipements permettant le voyage vers Mars en plus de celui qui sera posé sur son sol. Par exemple, la NASA prévoit, dans un scénario de 2014, d’envoyer 1 024 tonnes en orbite basse pour 80 tonnes sur le sol martien. Cette masse importante est répartie de la façon suivante : 7 940 kg de consommables, 1 200 kg de matériel scientifique (centrale météorologique, laboratoire), 8 000 kg en rovers, 250 kg pour une foreuse, entre 20 et 30 tonnes pour l’habitat, 7 800 kg pour le système produisant l’électricité, 1 230 kg pour les systèmes de production de ressources in-situ (ISRU = in-situ resource utilization), entre 9 et 12 tonnes pour la capsule qui permettra le retour en orbite, sans compter les 8 à 10 tonnes en ergol. Il est nécessaire de noter que les valeurs changent en fonction du scénario, et ceci n'est qu’une hypothèse parmi de nombreuses autres. Ainsi, par exemple pour le scénario envisagé par Space X, la masse posée est nettement plus importante car le vaisseau entier se pose sur Mars. Ainsi il est difficile de déterminer la masse précise qui devra être posée sur Mars car celle-ci dépendra du scénario finalement retenu.
Le budget
Il va de soi qu’une mission avec Mars comme objectif nécessite un budget colossal pour couvrir les dépenses engendrées (coûts de recherche, de production, entraînement des astronautes etc.).
D'après les premières approximations, une mission sur Mars pourrait coûter plusieurs dizaines, voire centaines de milliards de dollars. Selon la NASA rien que le lancement des fusées pour envoyer la masse nécessaire à une mission martienne reviendrait entre 10 à 20 milliards de dollars.
Conclusion
Une mission habitée sur Mars a donc des objectifs scientifiques mais aussi politiques. L'équipage sera composé entre 3 à 6 personnes (la NASA en prévoit 6) et devra donner lieu à une sélection rigoureuse. Une mission sur Mars requiert entre 60 à 80 tonnes de matériels et peu coûter des dizaines voire des centaines de milliards de dollars.