L’Europe développe une propulsion nucléaire pour atteindre Mars en seulement 56 jours

Un raccourci orbital découvert dans les données d’astéroïdes anciens permet un aller-retour vers Marte en seulement 226 jours, le voyage retour prenant 56 jours. L’itinéraire est géométriquement valable dans la configuration actuelle du système solaire et ouvre ses portes en 2031. Porém, pour y parvenir nécessite la propulsion nucléaire thermique, une technologie que Europa développe et teste déjà avec des agences partenaires.

La trajectoire extrêmement rapide a été identifiée par l’astrophysicien Marcelo de Oliveira Souza, de Universidade Estadual de Norte Fluminense. Ele a utilisé les données orbitales préliminaires de 2015 de l’astéroïde 2001 CA21 comme modèle géométrique de référence, créant ainsi un plan d’analyse pour tester les angles de transfert entre Terra et Marte que les approches conventionnelles ne capturent pas.

Une géométrie qui défie la propulsion chimique

Un vaisseau spatial quittant Terra le 20 avril 2031 arriverait en orbite martienne 56 jours plus tard. L’équipage resterait en surface pendant cinq semaines et reviendrait à Terra 135 jours après le lancement de Marte, totalisant une mission de 226 jours. Trajectoire aller-retour du Para, cette chronologie est radicalement plus courte que n’importe quelle conception de mission habitée jamais conçue.

La propulsion chimique exigeante nécessite sept à neuf mois rien que pour le voyage aller. Les vitesses requises pour réaliser 56 jours de transit détruisent tout scénario chimique conventionnel. La vitesse hyperbolique excédentaire pour cette trajectoire atteint 16,9 kilomètres par seconde, nécessitant 15 fois plus d’énergie qu’une mission Marte standard.

Une alternative dite « extrême » réduit encore le temps total à 153 jours, combinant 33 jours à l’aller, 30 jours en surface et 90 au retour. Porém, cette option nécessite 40 fois l’énergie d’une mission conventionnelle, atteignant une vitesse de décollage de 27,5 kilomètres par seconde, au-dessus de la limite théorique de tout étage chimique déjà utilisé. L’arrivée à Marte se produirait à 16,6 kilomètres par seconde et la rentrée dans l’atmosphère de Terra à 15,1 kilomètres par seconde, des valeurs qui testent les limites des matériaux de protection thermique encore en développement.

Pourquoi seule la propulsion nucléaire résout le problème

L’étude, publiée dans la revue Acta Astronautica, conclut que les fusées chimiques ne peuvent pas combler ce déficit énergétique. Le seul levier technologique identifié est la propulsion nucléaire thermique, ou NTP, qui chauffe l’hydrogène liquide à travers un cœur de réacteur et expulse le gaz avec une efficacité environ deux fois supérieure à celle d’une combustion chimique.

La technologie Essa ne reste pas dans le domaine théorique. Le CEA a lancé en 2023 une étude de faisabilité baptisée Alumni, développée en partenariat avec ArianeGroup et Framatome pour Agência Espacial Europeia. L’annonce officielle de l’agence précise que l’objectif est de réduire les transits vers Marte, réduisant ainsi l’exposition des astronautes au rayonnement cosmique pendant le vol prolongé.

Le CEA développe également un axe de recherche parallèle appelé RocketRoll, axé sur la propulsion nucléaire électrique pour des missions où l’ensoleillement est insuffisant pour les panneaux solaires. Les projets Ambos s’inscrivent dans une feuille de route technologique européenne qui vise un prototype vers 2035, un calendrier suffisamment proche de la fenêtre de lancement de 2031 pour être pertinent sur le plan opérationnel.

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Competência européen dans la technologie nucléaire spatiale

Xavier Averty, responsable du programme au CEA, a indiqué que l’organisation développe la propulsion spatiale nucléaire thermique et électrique depuis les années 1980 et reste le seul organisme de recherche européen doté de cette capacité. Les compétences accumulées positionnent Europa comme un leader dans la seule technologie capable de permettre un déplacement rapide vers Marte.

Les projets Alumni et RocketRoll ne sont pas des initiatives isolées. Representam est une intégration stratégique dans laquelle la recherche française, l’industrie aérospatiale européenne et le cadre réglementaire de l’agence spatiale continentale convergent vers un objectif précis : rendre possible une mission Marte d’une durée compatible avec la sécurité astronautique et la viabilité biologique.

La méthode de découverte à travers des données anciennes

Marcelo de Oliveira Souza n’a pas invoqué de physique exotique ni conçu de nouveaux moteurs. Ele a utilisé une approche méthodologique dans laquelle les anciennes données orbitales fonctionnent comme un filtre géométrique. Les données de 2015 de l’astéroïde 2001 CA21 décrivaient une ellipse allongée à faible inclinaison qui coupait les orbites de Terra et Marte. Plus tard, Observações a affiné cette orbite, en modifiant sa forme, mais les données initiales offraient quelque chose de rare : un plan de référence pour tester les angles de transfert extrêmes.

Le chercheur a imposé une règle stricte : toute trajectoire candidate devait rester à moins de cinq degrés du plan orbital de l’astéroïde. Usando, un solveur pour Lambert, un outil astrodynamique standard qui calcule les trajectoires possibles entre deux points de l’espace, a simulé trois futures fenêtres d’opposition martienne. Les années 2027 et 2029 ont échoué. La demande d’énergie a trop augmenté ou la géométrie a empêché la fermeture du circuit de retour.

La fenêtre 2031 s’est comportée différemment. Produziu deux architectures aller-retour complètes partant toutes deux de Terra le même jour d’avril, différenciées uniquement par le temps de transit et les options de séjour martien.

La théorie Transformar dans la réalité

L’article publié dans Acta Astronautica ne traite pas de l’ingénierie des véhicules, des budgets de masse, des profils d’admission ou des calculs d’absorption thermique. Oferece, cependant, prouve numériquement qu’une géométrie de mission rapide et fermée pour Marte existe dans les données d’éphémérides orbitales réelles. La solution reste intacte sous des oscillations de position qui reflètent l’incertitude observationnelle.

La question est maintenant de savoir si d’autres premières solutions d’astéroïdes codent des modèles similaires. La population Levantamento reste pour les travaux futurs. Pour l’instant, le voyage de 226 jours n’existe que sur papier. Transformá en métal et propulseur nécessitera un moteur à la hauteur de l’ambition décrite par la géométrie.