(NASA-ESA) Mars Sample Return - Retour des échantillons collectés par Perseverance (2028)

Première question sur cette diapo (on trouvera peut-être des documents "papiers" qui détaillent le scénario) :
en bas à droite il y a écrit : "Feasability Analysis for a Manned Mars Free return Mission in 2018"

Je ne comprends pas le "manned" ?
Ne serait-ce pas plutôt "unmanned" ??? :scratch:

L'originalité recherchée, c'est le "free return" ... pas de RdV en orbite : le véhicule qui décolle (Mars Return Vehicle) est celui qui rapporte en vol direct les échantillons (deux étages sont prévus) sur Terre.

Pour le prélévement d'échantillons, un rover qui doit être capable de creuser profond (2 m au moins)

"One of Ames' long standing science interests has been to robotically drill deeply into Mars' subsurface environment (2 meters, or more) to investigate the habitability of that zone for past or extant life

On envisagerait (?) de le faire venir lors d'une précédente mission.
Des tâches complémentaires au forage .... seront  à gérer :
Conditionnement des échantillons ? transport vers la Red Dragon pour charger ce payload dans le MRV lui-même inséré dans la Red Dragon (?) .. par bras robotisé de la Red Dragon ? (toutes opérations nécessitant de l'énergie, une robotique - autonome ? pilotée ? - et des relais de communication vers la Terre)

Un document mais très général sur la possibilité d'utiliser la version modifiée pour le fret de la capsule Dragon

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120013431.pdf

Il n'est cependant pas très récent et certains passages sont emprunts d'un optimisme qui s'est avéré un peu sur-évalué :

SpaceX's Falcon Heavy launch vehicle, currently under development and expected to have its first flight in 2013, will be capable of sending Dragon on a trajectory to Mars.

montmein69 a écrit:Pour le prélévement d'échantillons, un rover qui doit être capable de creuser profond (2 m au moins)
On envisagerait (?) de le faire venir lors d'une précédente mission.

Je pense qu'il est réellement considéré de réaliser cette mission en partenariat avec Mars 2020 qui récoltera des échantillons et les stockera.

montmein69 a écrit:Il n'est cependant pas très récent et certains passages sont emprunts d'un optimisme qui s'est avéré un peu sur-évalué :

Ah... l'exercice perilleux de donner des dates dans un document comme ca...
le "glissement" de ces dates est classique, et personnellement, quand je lis un papier de ce genre, je ne m'interrese plus qu'à l'architecture de la mission et à sa faisabilité...

montmein69 a écrit:
J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.

cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Celle-ci ne s'est historiquement  focalisée sur la construction de lanceurs que dans la mesure où cela répondait à des objectifs qu'elle était la seule à soutenir (lanceur lunaire géant, lanceur réutilisable)

LuckySan a écrit:
On peut voir que les masses sont:
- 5.3 Tonnes pour la capsule Dragon dépouillée
- 3.2 Tonnes de propergol pour réaliser l’atterrissage sur mars.
- 2 Tonnes pour la fusée de retour d'échantillons (2 étages) + matériel ISRU + hydrogène pour amorcer la réaction chimique.
- 3 Tonnes de marge

la masse à faire atterrir est estimée à 10 Tonnes dans une autre diapo... :scratch:

Le carburant pour la fusée de retour échantillons sera produit "in situ". C'est le premier avantage de cette architecture.
Le Red Dragon fera de la rétropropulsion, seule solution pour faire atterrir des charges > 1 Tonne sur mars. C'est le second avantage.
La partie "Rover" est déléguée à un rover préexistant. cela demande un atterrissage de précision, troisième avantage.

Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud

Pline a écrit:

montmein69 a écrit:
J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.

cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Celle-ci ne s'est historiquement  focalisée sur la construction de lanceurs que dans la mesure où cela répondait à des objectifs qu'elle était la seule à soutenir (lanceur lunaire géant, lanceur réutilisable)

Historiquement la NASA ne développe pas grand chose (quand même plus que l'ESA), mais l'immense majorité de ce qui est développé l'a toujours été par des entreprises.

Pline a écrit:Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud

Je pense que l'on peut être depuis quelques années plus optimiste...

En tout cas, il y a une fenêtre qui s'ouvre cette prochaine décennie... une collusion d’intérêt entre les agences et les moyens à disposition...
il y a tout lieu d’être confiant qu'une mission de ce genre arrive (enfin!) d'ici 2025-2030...

P-S: l’hydrogène peut être produit à partir d'eau, et l'eau est plus facile à gérer... mais on en revient à la production d’énergie qui pour moi est la pierre d'achoppement de l’édifice...
Au pire, on arrive à gérer du zéro ébullition sur de l’hydrogène... mais ça rajoute des kilos...

Space Opera a écrit:Historiquement la NASA ne développe pas grand chose (quand même plus que l'ESA), mais l'immense majorité de ce qui est développé l'a toujours été par des entreprises.

Ce que j'évoque est  la fourniture du cahier des charges.

La construction des engins spatiaux est effectivement la plupart du temps confiée à des entreprises privées au point que ces derniers temps on a du mal à trouver des photos détaillées de certains engins qui soient réalisées par la NASA et donc libres de droit. La NASA est maitre d'ouvrage, développe certains instruments scientifiques (Goddard) ou équipements techniques pointus (JPL => télécom), effectue les recherches théoriques et appliquées en amont, réalise une partie des tests, prend en charge les préparatifs des lancements, gère généralement les missions, collecte, traite et redistribue les données (généralement). Avec une centaine de missions en cours , une vingtaine en préparation (en se concentrant sur les missions spatiales), le chomage ne guette pas.

Pline a écrit:

montmein69 a écrit:
J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.

cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Erreur de datation .... le dernier vol de la navette Atlantis remonte à juillet 2011.

http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2011/07/dernier-vol-de-navette-pour-atlantis-nasa.html

Même si la décision de confier le LEO au privé a été prise un peu avant (mais ils avaient à faire la sélection des candidats) la perspective incontournable d'avoir un gap pour lancer les boys dans l'espace a été mal vécu par la NASA et tout le peuple américain. D'autant qu'il fallait acheter les sièges aux russes.
Le problème du fret a été réglé assez rapidement.
Celui des équipages ne l'est pas encore. Premier vol fin 2017/début 2018 si tout se passe bien pour qualifier les matériels.

Pour l'exploration lointaine, ce sont les lanceurs classiques (Atlas 5, Delta IV) qui sont utilisés, et Space X aura sans doute sa place (surtout si la Falcon Heavy entre bien en service dans les délais (?) annoncés.

Pour les missions impliquant des équipages à l'assaut du "beyond" ... c'est clairement le système SLS/Orion qui est choisi.
Comme je l'ai dit .... un retournement politique n'est pas totalement exclu .... mais aucun signe à ce jour.

Luckysan a écrit:
Je pense qu'il est réellement considéré de réaliser cette mission en partenariat avec Mars 2020 qui récoltera des échantillons et les stockera.

La prise en charge par la NASA d'une mission type Red Dragon, utilisant le matériel Space X (lanceur, version adaptée de la capsule Dragon) est certes possible. (cependant pour les missions robotiques, la NASA et les politiques ne viseront pas AMHA à créer un monopole Space X sur tout le spatial. Il y a des enjeux d'emploi dans de nombreux états.)

Comme on n'a aucun élément tangible pour savoir qui pourrait piloter une mission MSR ... autant partir sur l'hypothèse d'un cahier des charges élaboré par la NASA qui confie la réalisation à des sociétés pour la construction.
Cela a pour pendant AMHA que la NASA ne cumulera pas trop de "premières" dans une telle mission car chacune d'elle introduit un risque supplémentaire (disons que c'est la différence entre une agence -sclérosée ? bureaucratique ? - mais qui fait les choses et une jeune société dynamique (et tout et tout) prête à innover tous azimuths mais qui ne se lancerait -probablement- pas dans une telle mission en tant que maître d'oeuvre)

LuckySan a écrit:
On peut voir que les masses sont:
- 5.3 Tonnes pour la capsule Dragon dépouillée
- 3.2 Tonnes de propergol pour réaliser l’atterrissage sur mars.
- 2 Tonnes pour la fusée de retour d'échantillons (2 étages) + matériel ISRU + hydrogène pour amorcer la réaction chimique.
- 3 Tonnes de marge

la masse à faire atterrir est estimée à 10 Tonnes dans une autre diapo... :scratch:

Le carburant pour la fusée de retour échantillons sera produit "in situ". C'est le premier avantage de cette architecture.
Le Red Dragon fera de la rétropropulsion, seule solution pour faire atterrir des charges > 1 Tonne sur mars. C'est le second avantage.
La partie "Rover" est déléguée à un rover préexistant. cela demande un atterrissage de précision, troisième avantage.

D'après les hypothèses de deux missions combinées : Mars 2020 + une inspirée du scénario Red Dragon co-signé par le Ames Research Center (NASA) on aurait alors :
- Mission 1:  à partir de 2020 un lander et un rover qui se chargerait de forer, collecter des échantillons, les conditionner, et les mettre en attente (cette mission déjà prise en charge par la NASA parait crédible ... Tout est-il déjà bouclé au niveau conception et les fabrications déjà lancées ? Ou peut-on envisager d'y ajouter une possibilité de commencer le travail ISRU ?

- Mission 2 : à partir de 20xx (?) une capsule Dragon modifiée qui atterrit à proximité de la précédente.

Pline a écrit:
Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud

Pas mal d'obstacles potentiels ..... qu'on peut lever ou pas ? Avec cette proposition ....

Luckysan a écrit:
l’hydrogène peut être produit à partir d'eau, et l'eau est plus facile à gérer... mais on en revient à la production d’énergie qui pour moi est la pierre d'achoppement de l’édifice...
Au pire, on arrive à gérer du zéro ébullition sur de l’hydrogène... mais ça rajoute des kilos...

montmein69 a écrit:
Erreur de datation .... le dernier vol de la navette Atlantis remonte à juillet 2011.

Plus de lancement de satellite après 1999

La NASA étudie actuellement la possibilité de lancer une mission de retour d'échantillons martiens en 2026. Elle récupérera les échantillons collectés par le rover Mars 2020.

Le prochain orbiteur martien américain était envisagé pour la fenêtre de 2022, mais il semble que cela ne soit plus possible. Outre son rôle de relais de télécommunications, les images de Mars en haute résolution sont essentielles et MRO arrivera à court de carburant en 2024 ou 2025.

Parmi les autres sondes qui relaient les données des robots à la surface, Mars Odyssey est déjà dans sa 16^e année d'activité...



https://spaceflightnow.com/2017/08/28/nasa-studies-mission-to-return-samples-from-mars-by-end-of-2020s/

Ils parlent de faire de l irsu pour faire le plein sur place?

phenix a écrit:Ils parlent de faire de l irsu pour faire le plein sur place?

Je n'ai pas encore lu tout l'article, mais je ne pense pas que ce soit évoqué.

phenix a écrit:Ils parlent de faire de l irsu pour faire le plein sur place?

L'ISRU (in-situ resource utilization) est une technique de transformation chimique (ou au minimum de collecte et de conditionnement) de composés disponibles sur une autre planète (ou satellite, astéroïde, etc ...) pour en faire des ergols *, et ainsi faire "le plein" du lanceur qui devrait rapporter les échantillons.

Ce n'est pas une solution envisageable pour un si petit lanceur (probablement un lanceur à ergols stockables ? peut-être à poudre ?) et en plus cela rajouterait beaucoup de complication à une mission qui l'est déjà assez comme çà.
La NASA doit essayer de concrétiser la mission de "Mars Sample Return" envisagée depuis si longtemps, parce que les chinois envisagent de la tenter si celle de Chang'e 5 sur la Lune réussissait.

* Il était question de tester un tel équipement ISRU à bord du Red Dragon .... mission qui est tombée à l'eau
Les ergols dont la fabrication est visée sur Mars sont LOX et LCH₄ (d'où l'utilisation du méthalox pour le moteur Raptor qui doit équiper l'ITS)

L'avantage de la Nasa sur les chinois, c'est qu'ils auront des échantillons de bien meilleure qualité scientifique que les chinois. Ils vont faire comment pour récupérer les échantillons les chinois ? Juste gratter autour de l'atterrisseur ?

lionel a écrit:L'avantage de la Nasa sur les chinois, c'est qu'ils auront des échantillons de bien meilleure qualité scientifique que les chinois. Ils vont faire comment pour récupérer les échantillons les chinois ? Juste gratter  autour de l'atterrisseur ?

Qu'est ce qui empêche les chinois de faire un rover ?  :scratch:

Montmein69 dit que ça sera basé sur Chang'E 5. Y a pas de rover juste une petite "perceuse"
https://www.youtube.com/watch?v=VJrmmWnU8HE

lionel a écrit:Montmein69 dit que ça sera basé sur Chang'E 5. Y a pas de rover juste une petite "perceuse"
https://www.youtube.com/watch?v=VJrmmWnU8HE

Ce que les chinois testent avec Chang'e 5 - AMHA qui n'engage que moi - c'est surtout la technique de retour.
Contrairement à un simple lanceur qui décollerait pour retourner directement sur Terre (ce qui serait amplement suffisant pour un trajet Lune ---> Terre) ils se "compliquent les choses" en faisant un transfert des échantillons en orbite dans la capsule de retour portée par leur orbiteur.*
C'est cette technique qui serait (restons au conditionnel ... Chang'e 5 n'est pas encore parti) utilisée sur Mars.

Pour le détail de ce qui sera fait au sol pour collecter les échantillons martiens, je ne sais pas s'ils ont déjà décidé .
Ils vont encore préparer cela avec le rover qui doit être déposé (sur la face cachée) par Chang'e 4 (en effet le petit rover Yutu de Chang'e 3 lui, n'avait pas pu être utilisé comme prévu).

Ils ont une approche très progressive** , et je ne pense pas qu'ils "feront la course".

Du côté US, la conception de la mission est différente (mission de collecte séparée des échantillons avec mise en attente puis mission chargée de les récupérer et rapporter). Mais il parait probable qu'ils voudront effectuer le premier retour de l'histoire (America first   )

* voir les détails de ce qu'on sait de la technique de retour  dans le Fil sur Chang'e 5

** D'ailleurs (double conditionnel de rigueur) si Chang'e 4 réussit .... peut-être - s'ils l'estiment nécessaire - utiliseront-ils ensuite le double de Chang'e 5 (Chang'e 6) pour compléter le travail de collecte et de conditionnement. des échantillons.

Apparament ça se précise un peu :

- Utilisation des satellites actuels par économie
- 2026 : Envoi d'un rover de la raille d'Opportunity qui récupérera les échantillons du rover Mars 2020 et les enverra en orbite martienne
- 2028 : Envoi d'une sonde qui récupérera les échantillons en orbite
- 2031 : Arrivée des échantillons sur Terre

Explications du CNES :

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronautique-echantillons-martiens-nasa-veut-ramener-terre-ici-2031-37400/

La NASA étudie une solution bis qui supprimerait le rover de 2026 (qui était censé récupérer les échantillons prélevés par le rover Mars 2020 pour les apporter au MAV). Dans ce deuxième scénario, le rover Mars 2020 apporterait lui-même ses échantillons directement au MAV (Mars Ascent Vehicle) :

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronautique-retour-echantillons-martiens-nouveau-scenario-mission-mars-2020-16421/

Merci pour le suivi
On a donc un "fetch rove", un rover-rapporteur.

Wakka a écrit:Merci pour le suivi  
On a donc un "fetch rove", un rover-rapporteur.

Heu :scratch: ..... tout çà est un peu embrouillé .....

Aujourd'hui, ce scénario pourrait « évoluer avec la suppression du fetch rover ».

Il sera compliqué de comprendre de quoi on parle si on ne précise pas :
- si on commente le plan initial (disons le plan A)
- ou le nouveau qui est envisagé (soit le plan B)

Ce que j'ai compris :
Dans le plan B ..... on supprime le rover 2026 (c'est lui le fetch rover qui ne devait faire que du transport), et on se fie à la longévité du rover 2020 pour rapporter son chargement vers le MAV* (C.U. unique de la mission 2026)

* d'où une grande importance que l'atterrissage de 2026 ne soit pas trop éloigné du rover 2020, et que celui-ci ait encore la capacité de franchir la distance sans trop rencontrer d'obstacles difficiles à franchir.

Effectivement, on avait donc un "fetch rove", un rover-rapporteur.

A suivre...

T'as raison montmein69, je ne suis pas assez clair.

Voici une illustration de la mission (Plan A) :



En rouge, le rover Mars 2020 qui collecte les échantillons
En bleu, le rover rapporteur qui fait la livraison au MAV

Dans le plan B, le rover rapporteur est effectivement supprimé et c'est le rover Mars 2020 qui apporte les échantillons au MAV

Je suppose que l'un des avantages du plan B .... c'est qu'en sus de ne pas avoir à payer un rover 2026, cela permettrait d'avoir une plus grande latitude pour gérer la masse du MAV. (le véhicule de retour vers la Terre).