Un astrophysicien trouve un « raccourci spatial » qui réduit le voyage vers Mars à 56 jours

Un astrophysicien brésilien a publié une étude qui identifie un « raccourci spatial » pour un aller-retour entre la Terre et Mars en 226 jours. L’aller prendrait 56 jours et 135 jours pour le retour. Sauf que cette fenêtre n’existera qu’en 2031.

L’étude a été publiée dans Acta Astronautica, une revue de référence en astronautique. Marcelo de Oliveira Souza est chercheur à l’Université d’État du Nord Fluminense, au Brésil. Son idée ne consiste pas à se poser sur un astéroïde. Il a utilisé l’orbite préliminaire de l’astéroïde 2001 CA21 comme un gabarit géométrique.

Mars en 56 jours aller et retour en 226 jours, un chercheur trouve une fenêtre en 2031

Cet astéroïde croise les orbites de la Terre et de Mars. Marcelo de Oliveira Souza a cherché des trajectoires de transfert qui restent à moins de 5 degrés de ce plan orbital. Pour rappel, le temps de voyage vers Mars avec les technologies actuelles tourne autour de 260 jours. Ce corridor réduit cette durée de plus de moitié.

L’étude a comparé trois fenêtres de lancement en 2027, en 2029 et en 2031. La configuration planétaire de 2031 est la seule à permettre des transferts rapides dans les deux sens, dans le respect du plan de l’astéroïde. En 2027 et en 2029, les vitesses à l’arrivée dépasseraient 20 km/s. Il n’existe aucun bouclier thermique pour encaisser ce niveau de vitesse à l’entrée dans l’atmosphère.

L’étude identifie deux scénarios distincts :

• La version dite « possible » prévoit 56 jours à l’aller, 35 jours sur la surface martienne et 135 jours au retour, pour un total de 226 jours.
• La version « sprint » descend à 33 jours à l’aller et 90 au retour, soit 153 jours en tout.

Ces chiffres ne sont pas des estimations. Ils ont été calculés via la méthode de Lambert, validée par les éphémérides du JPL, le laboratoire de propulsion de la NASA.

Des obstacles pour atteindre cet objectif

Sauf que voilà, la physique impose des contraintes que les mathématiques n’abordent pas. La version “possible” exige une vitesse de départ d’environ 17 km/s après l’échappée terrestre. La propulsion chimique classique ne peut pas atteindre ce niveau d’énergie pour ce type de mission. On parle d’une énergie environ 15 fois supérieure à celle d’une mission Mars standard.

La version “sprint” exige une vitesse de départ de 27,5 km/s et une arrivée à 30,3 km/s. Pour le moment, aucun moteur ne peut le faire. La propulsion nucléaire thermique est la seule technologie comme crédible pour les deux scénarios. Elle n’existe pas encore à l’échelle requise mais la NASA l’envisage sérieusement.

Ce problème de propulsion est au cœur des débats sur Mars depuis des années. La NASA travaille sur la propulsion nucléaire thermique depuis les années 1990. Elon Musk a répété à plusieurs reprises ses ambitions martiennes avec le Starship, sans jamais tenir les calendriers. Le vaisseau Starship n’a pas encore atteint l’orbite terrestre basse de manière fiable. Le transfert de carburant en orbite est indispensable à toute mission vers Mars et n’a jamais été démontré.

Une possibilité sur le papier qui reste encore à appliquer

La valeur de l’étude de Marcelo de Oliveira Souza ne tient pas à sa faisabilité là, tout de suite. Elle démontre que des corridors de transfert ultra-rapides existent mathématiquement dans la géométrie du système solaire. Si on analyse les plans orbitaux de petits corps célestes, on peut identifier des raccourcis que les approches classiques ignorent. C’est une méthode nouvelle.

Et pour cause. Personne n’avait encore utilisé les orbites préliminaires d’astéroïdes avant leur recalibration par les observatoires comme outil de filtrage pour la conception de trajectoires. La prochaine opposition de Mars favorable à ce type de mission est 2031. D’ici là, les moteurs capables d’emprunter ces corridors restent à construire.

Source : Science Direct