L'annonce récente du président Donald Trump de l'envoi d'astronautes sur Mars dans les quatre prochaines années a suscité le scepticisme, en particulier compte tenu des retards persistants de la NASA pour le retour des humains sur la Lune. Si l'objectif est ambitieux, les experts s'interrogent sur sa faisabilité.
La mission devrait s'appuyer fortement sur la fusée Starship de SpaceX, encore en développement. Un récent vol d'essai le 16 janvier a vu l'étage propulseur Super Heavy atterrir avec succès, mais l'étage supérieur a explosé en raison d'une fuite de propergol. Malgré ce revers, SpaceX vise des missions martiennes non habitées d'ici 2026 et une mission habitée en 2028.
Une étude publiée dans Scientific Reports par Volker Maiwald et son équipe du Centre aérospatial allemand (DLR) soulève des inquiétudes quant à la capacité de charge de Starship. La charge utile requise, y compris les astronautes, l'équipement, le carburant et les consommables, pourrait dépasser les limites du vaisseau spatial.
L'un des principaux défis est le recyclage des ressources. Si des taux de récupération plus élevés pour la nourriture, l'eau et l'air réduiraient la quantité transportée, un taux de récupération de 100% est irréaliste. Un autre défi est la production de carburant sur Mars en utilisant l'utilisation des ressources in situ (ISRU). Si le Starship de SpaceX repose sur du méthane liquide et de l'oxygène, la technologie permettant d'extraire ces éléments des ressources martiennes n'en est qu'à ses débuts. L'expérience MOXIE de la NASA, qui faisait partie de la mission du rover Perseverance, a extrait avec succès de l'oxygène de l'atmosphère de Mars, mais à une échelle bien trop petite pour une mission humaine. Le lancement de quatre astronautes depuis Mars nécessiterait 7 000 kg de carburant et 25 000 kg d'oxygène, ce qui dépasse largement les capacités de MOXIE.
Les radiations spatiales constituent un autre obstacle majeur. Les astronautes seraient exposés aux rayons cosmiques et aux niveaux de rayonnement solaire jusqu'à 700 fois plus élevés que sur Terre. Un voyage de six mois vers Mars exposerait les astronautes à 60% de leur dose de rayonnement recommandée à vie. Même à la surface de Mars, l'exposition aux radiations reste une préoccupation. Si les zones protégées à l'intérieur de Starship pourraient offrir une certaine protection pendant les tempêtes solaires, elles n'élimineraient pas complètement le risque. La recherche sur des matériaux de blindage améliorés est en cours, mais elle n'en est qu'à ses débuts.
L'exposition prolongée à la microgravité peut également nuire au corps humain. Les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS) connaissent une atrophie musculaire et des changements de la vue. Des études suggèrent que la microgravité pourrait contribuer à la formation de cataractes précoces. Si ces effets ont jusqu'à présent été réversibles après le retour des astronautes sur Terre, les risques pour la santé à long terme d'une mission vers Mars restent incertains.
La protection planétaire est une autre préoccupation. Les humains transportent une vaste gamme de microbes, et une mission habitée introduirait inévitablement des micro-organismes terrestres sur Mars. Si des protocoles de stérilisation stricts existent pour les missions robotiques, ils seraient difficiles à appliquer aux missions humaines. La contamination pourrait interférer avec les efforts futurs visant à déterminer si Mars a déjà abrité la vie.
Pour améliorer les chances de réussite d'une mission vers Mars, l'équipe de Maiwald recommande plusieurs étapes : des missions d'essai non habitées pour évaluer les technologies de production d'oxygène, de culture de nourriture et de production de carburant sur Mars ; le prépositionnement des fournitures avant les vols habités ; l'amélioration des systèmes de survie pour réduire la masse de la charge utile ; et la collaboration internationale pour partager le développement technologique et les coûts financiers.
Malgré ces recommandations, l'objectif d'amener des humains sur Mars d'ici 2029 reste très improbable. Les progrès technologiques nécessaires exigent beaucoup de temps et d'efforts. Si l'ambition est louable, la réaliser dans les quatre prochaines années semble improbable.