Mission NEO : Human Exploration Framework Team Review

Un document important & intéressant vient d'être mis en ligne et je ne pense pas qu'on en ait parlé ici ...

Le titre original : "Human Exploration Framework Team (HEFT) DRM Review - Phase 1 Closeout - Steering Council, September 2 2010"

Il s'agit d'une sorte de rapport interne (sans prise de décision) de la NASA plus ou moins officiel car émanant de NASA WATCH, daté du 2 septembre et cloturant la Phase 1 du programme "DRM Review" de l'équipe dite HEFT chargée de réfléchir sur les grandes lignes (alternatives, lanceurs, coûts, recommandations, etc...) du futur programme humain US d'exploration spatiale.



Doc. PDF (6,6 Mb) ---> http://www.nasawatch.com/images/heft2.pdf

Sources : SpaceRef d'aujourd'hui ---> http://www.spaceref.com/news/viewnews.html?id=1433
ou NASA Watch directement avec les commentaire en plus ---> http://nasawatch.com/archives/2010/09/human-explorati.html

Bonne lecture, en V.O., sorry

PS: DRM peut signifier "Design Reference Mission", ... sous réserve !

Gasgano a écrit:Doc. PDF (6,6 Mb) ---> http://www.nasawatch.com/images/heft2.pdf

Juste vu en survolant rapidement : pour une mission vers un astéroide, les solutions SEP proposées (propulsion électrique avec centrale solaire) permettent de diviser la masse à lancer par 2 : environ 260t, contre plus de 500t pour les solutions plus traditionnelles, pour une durée de mission du même ordre (environ 1 an).
Diverses variantes étudiées en fonction de la capacité du lanceur : 70t ou 100t.
La recommandation est quand même orientée vers le lanceur de 100t, dont le développement ne parait pas être beaucoup plus coûteux que celui de 70t.
Voir estimations des couts à la fin du document.
Mais ce sont des détails pour l'instant, le plus important est quand même l'approche générale : mission vers un astéroide (vers 2031 en théorie) avant d'aller plus loin.

lambda0 a écrit:

Gasgano a écrit:Doc. PDF (6,6 Mb) ---> http://www.nasawatch.com/images/heft2.pdf

... environ 260t, contre plus de 500t pour les solutions plus traditionnelles, pour une durée de mission du même ordre (environ 1 an).
...

500 tonnes, bigre ! Les Américains sont toujours dans la démesure. 260 tonnes, c'est quand même mieux, mais c'est encore beaucoup trop pour penser que ce type de mission finira par être retenu. Pour un même tonnage, on doit pouvoir s'offrir une très jolie mission lunaire à la place ...

A+,
Argyre

Argyre a écrit: Pour un même tonnage, on doit pouvoir s'offrir une très jolie mission lunaire à la place ...

L'idée US c'est quand même d'aller taquiner le "beyond" et ses problèmes spécifiques (distance, durée de mission, risques pour l'équipage etc ...)

montmein69 a écrit:

Argyre a écrit: Pour un même tonnage, on doit pouvoir s'offrir une très jolie mission lunaire à la place ...

L'idée US c'est quand même d'aller taquiner le "beyond" et ses problèmes spécifiques (distance, durée de mission, risques pour l'équipage etc ...)

La durée de mission peut également être de 1 an pour une mission lunaire. Les radiations sont également du même ordre lorsqu'on est à la surface de la Lune. Et pour ce qui est des autres risques, atterrissage, redécollage, système de support vie, ils sont également présents dans la mission lunaire.
Bref, à part la distance, les problèmes spécifiques que tu cites ne sont pas spécifiques à une mission vers un astéroïde.

Bonne soirée,
Argyre

:?:

Ca implique quoi, selon vous, une mission de un an en autonomie (astéroïde, Mars, par exemple), en terme de tonnage de "fret" pour l'équipage ?????

S

SB a écrit: :?:

Ca implique quoi, selon vous, une mission de un an en autonomie (astéroïde, Mars, par exemple), en terme de tonnage de "fret" pour l'équipage ?????

S

A la louche, tu prends un habitat de 20 à 30 tonnes, puis tu ajoutes 10kg/jour/personne (eau, nourriture, air).
Tu peux trouver des infos détaillées dans les Design Reference Mission 1.0 et 3.0 de la NASA pour les voyages vers Mars.
Le reste (la plus grosse partie), c'est le système de propulsion avec les ergols.

A+,
Argyre

Argyre a écrit:
...
Le reste (la plus grosse partie), c'est le système de propulsion avec les ergols.

Ben justement, le document ne dit rien sur l'astéroide visé et sur le deltaV requis.
500+ tonnes pour la solution "standard" vers un NEO, c'est plus que pour la Lune, mais moins que pour Mars (toutes choses égales par ailleurs, c'est à dire fusées chimiques et en emportant le propergol de retour). Ces chiffres ne m'ont donc pas paru très surprenants, en ordre de grandeur.

Avec cette stratégie, on expérimente les voyages de longue durée au delà de la banlieue terrestre en économisant dans un premier temps sur la logistique d'atterrissage.
Mais je pense qu'on pourrait faire de même en visant directement une mission autour de Mars sans atterrissage : à peine plus long, environ 450 jours (au lieu de 394), pas beaucoup plus de masse à lancer en SEP (de l'ordre de 400 t), et un peu plus d'intérêt scientifique.
Point de vue déjà souvent développé dans d'autres discussions.

Mais de toute façon, ce document est seulement un état des réflexions à un instant donné et n'engage à rien, ils doivent bien se rendre compte qu'une telle mission vers un NEO a peu de chances de passionner les foules, en plus du handicap du faible intérêt scientifique de la destination (par rapport aux moyens engagés), et peut être un peu difficile à vendre.

A+

Je suis d'accord avec toi, Lambda0, c'est ce que je dis depuis le début. On peut "vendre" au grand public et aux scientifiques une mission humaine vers la Lune ou Mars, au motif de la plus-value des équipages au sol par rapport aux robots, en revanche le paradoxe que c'est que d'envoyer des équipages orbiter autour de Mars ou d'astéroïdes, sans plus value scientifique aucune, n'échappera, à mon avis, à personne.

La motivation de ces propositions de mission vers un NEO est de valider des technos, ce qui pourrait éventuellement se défendre d'un strict point de vue technique.
Mais je disais surtout que, tant qu'à faire, autant viser directement une satellisation martienne, qui présente un peu plus d'intérêt scientifique (même si ce n'est pas la principale motivation), même sans atterrissage d'équipage (mais larguage à la surface de robots télécommandés en temps réel, étude de Phobos, Deimos, etc.), qui correspond à une durée de mission du même ordre, n'est peut-être pas beaucoup plus coûteuse qu'une mission vers un NEO (en SEP), et se vendrait plus facilement comme préparation à un futur débarquement.
Il me semble bien que c'était l'idée d'Obama.

A+

:?:

Lambda0, excuse moi de bégayer, on a du déjà évoquer ce point mais un truc m'échappe : Mars est loin, six mois aller si je ne m'abuse, le voyage n'est-il pas bien plus court vers un NEO quelconque, en clair, connais-tu le temps de voyage "minimal", aller-retour évidemment, vers un astéroïde idoine qui circulerait, comme Itokawa ou autre, sur une orbite "quasi terrestre" ?

S

SB a écrit: :?:
Lambda0, excuse moi de bégayer, on a du déjà évoquer ce point mais un truc m'échappe : Mars est loin, six mois aller si je ne m'abuse, le voyage n'est-il pas bien plus court vers un NEO quelconque, en clair, connais-tu le temps de voyage "minimal", aller-retour évidemment, vers un astéroïde idoine qui circulerait, comme Itokawa ou autre, sur une orbite "quasi terrestre" ?
S

http://www.nasawatch.com/images/heft2.pdf
Le document donne des durées de mission de l'ordre de 370 à 390 jours pour un NEO (mais sans dire lequel), d'où ma remarque que ce n'est pas beaucoup plus court qu'une mission vers Mars en trajectoire d'opposition (environ 450 j).
Je ne sais pas si c'est le minimum possible, mais ce n'est pas parce qu'un astéroide circule sur une orbite quasi-terrestre que le voyage est plus court qu'un voyage vers Mars, il peut bien être de l'autre côté du soleil et difficile à atteindre, et on n'a pas forcément beaucoup de NEO intéressants (du point de vue mécanique céleste) sous la main pour la période considérée (mettons 2030-2040).

A+

SB a écrit: :?:

Lambda0, excuse moi de bégayer, on a du déjà évoquer ce point mais un truc m'échappe : Mars est loin, six mois aller si je ne m'abuse, le voyage n'est-il pas bien plus court vers un NEO quelconque, en clair, connais-tu le temps de voyage "minimal", aller-retour évidemment, vers un astéroïde idoine qui circulerait, comme Itokawa ou autre, sur une orbite "quasi terrestre" ?

S

Il y en a des tonnes ! Sur le site du JPL : http://neo.jpl.nasa.gov/cgi-bin/neo_elem
on peut demander un affichage de tous les NEA avec comme critère d'ordre la MOID (Minimum orbit intersection distance). Il y a beaucoup d'astéroïdes qui passent très près de la Terre. Néanmoins, il faut aussi que leur demi-grand axe soit comparable à celui de la Terre, que l'orbite ne soit pas trop excentrée et que leur inclinaison sur l'éclipitique ne soit pas trop forte (c'est généralement le cas), sinon, le différentiel de vitesse avec la Terre est important et il est difficile de se poser sur celui-ci. Même avec ces contraintes, il reste encore beaucoup d'astéroïdes relativement faciles à joindre. La plupart sont toutefois très petits.
Bref, je pense que le voyage minimal peut être de l'ordre de 1 semaine si on attend le moment le plus favorable pour une rencontre avec un des petits NEAs cités plus haut.

Cordialement,
Argyre

Il y a beaucoup de NEO, mais combien effectivement accessibles pendant la période qui nous intéresse ?
Certains passent même très près, comme Apophis en 2029 et 2036, mais trop vite pour un rendez-vous avec un deltaV raisonnable.

A+

Sans prendre partie, simplement en essayant d'interprêter ce que la NASA semble souhaiter dans le cadre du flexible path, c'est effectivement une destination plus lointaine que la Lune en terme de voyage, mais moins que Mars. Et cela doit pouvoir être réalisé à moyen terme pour faire patienter avant que le voyage martien devienne envisageable.
Et pour illustrer cet aspect intermédiaire, il faut absolument atterrir, planter le drapeau, rapporter des échantillons prélevés grâce au marteau tenu dans la main de l'astronaute. Cela disqualifie un voyage martien où on reste seulement en orbite (en fait c'est l'étape suivante, réalisée en prenant en compte les données de la mission NEO).
Bien entendu, ce n'est pas décidé, et la NASA va peser les différents critères notamment le ratio expérience_qui_peut_être _acquise / coût de la mission, le tout enrobé par l'aspect com vis à vis des politiques et du grand Public

lambda0 a écrit:Il y a beaucoup de NEO, mais combien effectivement accessibles pendant la période qui nous intéresse ?
Certains passent même très près, comme Apophis en 2029 et 2036, mais trop vite pour un rendez-vous avec un deltaV raisonnable.

A+

Oui, ce n'est pas aussi évident. J'en ai quand même trouvé un en effectuant une recherche rapide. Par exemple avec l'astéroïde 1994 AW1, il y a un rapprochement en 2015 et un autre en 2022. Celui de 2030 (rapprochement périodique) est trop loin.
Cet astéroïde a une orbite très inclinée par rapport à la nôtre, mais comme on me l'a clairement démontré il y a quelques temps, en fait l'inclinaison n'est pas un problème aussi important. Il suffit de décoller à l'endroit où les 2 plans orbitaux se croisent et de placer immédiatement la fusée dans le bon plan. Comme les 2 plans sont très différents, ce type d'astéroïde ne croise la Terre de près que lorsque les 2 astres parviennent à la droite d'intersection des plans en même temps. Bien entendu, il faut également que chaque point d'intersection soit proche de l'autre sur la droite. Ensuite, c'est une question de différence de période. L'astéroïde a une période de 1,16 année. En conséquence, il y a un rapprochement important tous les 7 ans environ, le temps que la Terre fasse une orbite de plus que l'astéroïde.
Au niveau des autres paramètres, l'astéroïde est intéressant puisqu'il a un demi grand axe proche du nôtre et une excentricité relativement faible. Je n'ai pas calculé le delta V nécessaire pour l'atteindre, mais ça doit être raisonnable.
Hum, le problème, c'est qu'il faut également revenir ... et là, pour éviter le changement de plan qui risque de faire exploser les besoins énergétiques, il faut arriver à couper à nouveau la trajectoire de la Terre. C'est peut-être possible 6 mois plus tard, lorsque les 2 orbites se croisent à nouveau.
A noter que cet astéroïde est qualifié de "hazardous". Autrement dit, il pourrait susciter quelques inquiétudes sur le long terme ...

Cordialement,
Argyre

Argyre a écrit:
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A noter que cet astéroïde est qualifié de "hazardous". Autrement dit, il pourrait susciter quelques inquiétudes sur le long terme ...
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D'ici à ce que la NASA lance vraiment une mission vers un NEO, peut-être qu'on aura plein d'échantillons gratos, livrés à domicile en vrac
mode NASA bashing=OFF

Bon, je suspecte quand même que les options SEP doivent accroitre le nombre de NEO accessibles pendant une période fixée, 2030-2040 par exemple.

A+

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