Pierre Brisson, president of the Swiss Branch of the Mars Society, believes that the goals of space exploration as announced by Barack Obama suffer from serious defects and are too spread out over time.
In a much anticipated speech given on Thursday, April 15 at the Kennedy Space Center in Florida, the president of the United States finally stated his policy of exploration and addressed the most negative points of the unfortunate "plan" presented by NASA on Feb. 2. Proponents of the new Mars objective are still disappointed.
The Destination
Unsurprisingly, the president agrees with the "flexible path" option proposed by the Augustine Committee. While his predecessors, in 2004, referred to the moon and the construction of a moon base as targets, he clearly abandons those choices. ("We’ve been there before.")
Though Mars is now known as the destination, it is only achievable after many prerequisite technological or preparatory steps. According to a logical progression in terms of energy requirements and length, these steps will be a stay in lunar orbit, a visit to a Lagrange point,* a visit to a near-Earth asteroid, a stay in orbit around Mars and a landing on Martian soil. This is a far cry from the simplicity of the Mars Direct Plan, even if it leads to a tangible program.
One must question the usefulness of these steps, beginning with sending a crew around the moon. This will accomplish nothing that could not be done by using simple observation instruments. An attempt to demonstrate the feasibility of the trip more than fifty years after Apollo 8 will fall completely flat. The mission to a Lagrange point, meanwhile, appears to be a mission to nowhere. The objective of installing a fuel depot for future missions "to the moon, Mars and other destinations" appears completely extravagant. (What is the interest in going so far for this fuel?)
Moreover, various long-haul round-trip destinations without stopping on Mars poses the problem of longer exposure to radiation (as the planet Mars and its atmosphere may in fact provide some protection during a stay on its surface) and also a greater length of exposure to weightlessness. (All these destinations, unlike Mars, can provide microgravity at best.) The only intermediate step that would be significant in terms of technological expertise and scientific knowledge is the visit to a near-Earth object (NEO), but it does not provide an answer to the problem of exposure to radiation and microgravity. (It is therefore more risky than a trip to Mars, which offers a mid-route break and a refuge in case of trouble.)
Program Content
For heavy lift launch systems, there is nothing to expect from preliminary research. The Americans have all the technologies at hand to develop it; they can be inspired by the Saturn V built in 1967, which was used for the Apollo and Skylab programs. The technological research would be warranted for propulsion in space (meaning after the launch, outside the atmosphere), but no allusion is made to nuclear propulsion or high power electric propulsion.
It is good to try to capitalize on the gains of current developments of the Orion capsule by deriving a simplified version to be used as a prototype for a future interplanetary capsule, while serving as a "lifeboat" to the Space Station. Unfortunately, this capsule, stripped down compared to what was planned, will be the only element preserved from the work of recent years and of the nine billion dollars already spent on the Constellation program. Moreover, its function as a mere "[life] boat" might continue at the expense of other, more interesting uses for it, and there are signs that the Space Station will be maintained at arms' length at least until 2020, and perhaps even longer. Apart from everything else, this will represent a significant weight on the budget over time, thus preventing the development of any other substantial program.
It also lacks the "toolbox," the development of which is considered essential (but already studied in theory) for long journeys, including the interplanetary housing module and artificial gravity. The module will be required for any distant mission, starting with the NEO mission. It could certainly be developed from the experience of the Space Station, but the decision has to be made and should be intrinsically linked to the development of a system of artificial gravity by centrifugal force. It will be necessary to get to work seriously on this system if we want the astronauts to arrive in good health and ready to work on Mars.
Generally in most areas, either because of lack of knowledge about the technical realities or to legitimize deadline extensions, the preparations are either poorly targeted or marked with a largely overstated need. Mastering the propulsion for interplanetary flight and long stays in space, as demonstrated by the shuttle and other launch vehicles, interplanetary probes and subsequent space stations, would allow us right now to move forward in a much more relevant and timely way.
Deadlines
The most critical objection of NASA's Feb. 2 plan was the absence of any mention of deadlines. Deadlines would give substance to an ambition that, without them, especially given the suspicious prominence of a preliminary program for undetermined technological research, could run the risk of turning into mere whim. One might think President Obama understands this because he recapped the stages: heavy launcher starting in 2015, NEO mission in 2025, in-Mars orbit in 2035 and then landing on Mars. At first glance, this appears to prove wrong those who feared that NASA was trapped in a technology program deconstructed by the lack of concrete goals.
However, concerns remain. Indeed, experience shows that the dilution of efforts over time weakens the programs, especially when they also rely on a continuity of political support. This sprawl inevitably makes them more expensive and less productive. A more aggressive program would not require more resources! To the contrary, it would avoid preparatory work that could prove ultimately useless but also reduce the number of intermediate targets, and therefore equipment and associated operations.
The president wanted to show he was sensitive to criticism generated by the casual and very ill-prepared presentation on Feb. 2. Indeed, protests from both parties of Congress reached an extraordinary level. Congress, historical space figures and various associations of supporters for space exploration (including our group) were concerned about the abandonment of American leadership.
He spoke strongly in favor of the enterprise, and we should not doubt his good intentions. ("[T]he space program is not a luxury, but a necessity of the United States.”) It was perhaps premature given the current economic context to display such ambition, which was truly on par with what is at stake. We can always hope. However, as we have seen, the announced policy suffers from unnecessary complications and serious shortcomings. While hoping that the improvement of the framework materializes, our concern for years to come will be to ensure that this program focuses on the essential with tighter deadlines.
*Editor’s Note: Lagrange points are locations in space where gravitational forces and the orbital motion of a body balance each other.
Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, estime que les objectifs d’exploration spatiale annoncés par Barack Obama souffrent de défauts graves et sont trop espacés dans le temps
Dans un discours très attendu prononcé jeudi 15 avril au centre spatial Kennedy, en Floride, le président des Etats-Unis a enfin exposé sa politique d’exploration et redressé les aspects les plus négatifs du malheureux «plan» présenté par la NASA le 2 février dernier. Les partisans de l’«objectif Mars» restent cependant déçus.
En matière de destinations
Le président se rallie sans surprise à l’option «flexible path» proposée par la commission Augustine. Alors que l’initiative de son prédécesseur, en 2004, nommait la Lune et la construction d’une base lunaire comme objectifs, il abandonne très nettement ces choix («nous y sommes déjà allés»).
Ceci dit, bien que Mars soit maintenant désignée comme la destination, elle ne l’est qu’après de nombreux préalables technologiques ou étapes préparatoires. Selon une progression logique en termes d’exigences énergétiques et de durée, ces étapes seront: séjour en orbite lunaire, visite d’un point de Lagrange, visite d’un astéroïde géocroiseur, séjour en orbite martienne, atterrissage sur le sol martien. On est loin de la simplicité de la conception Mars Direct, même si on aboutit à un programme concret.
On doit s’interroger sur l’utilité de ces étapes, à commencer par l’envoi d’un équipage autour de la Lune. Il n’y accomplira rien que ne pourraient faire de simples instruments d’observation, et la démonstration de la faisabilité du voyage, plus de cinquante ans après Apollo 8, tombera complètement à plat. La mission vers un point de Lagrange, quant à elle, apparaît comme une mission vers nulle part. L’objectif d’y installer un dépôt de carburant pour de futures missions «vers la Lune, Mars et d’autres destinations» semble complètement farfelu (quel intérêt d’aller si loin chercher ce carburant?).
Par ailleurs, les diverses destinations lointaines, avec aller et retour sans escale sur Mars, posent le problème d’une durée accrue d’exposition aux radiations (la planète Mars et son atmosphère peuvent fournir en effet une protection certaine pendant le séjour en surface) et aussi celui d’une durée accrue d’exposition à l’apesanteur (toutes ces destinations, contrairement à Mars, ne pouvant fournir au mieux qu’une microgravité).
La seule étape intermédiaire qui serait significative en termes de maîtrise technologique et de connaissance scientifique est la visite d’un géocroiseur, mais elle ne répond pas pour autant aux soucis d’exposition aux radiations et à la microgravité (elle est donc en fait plus risquée qu’un voyage sur Mars, qui offre une pause à mi-parcours du voyage et un refuge en cas de difficulté).
En matière de contenu programmatique
Pour le lanceur lourd, il n’y a rien à espérer de recherches préliminaires. Les Américains ont déjà toutes les technologies en main pour le développer: ils peuvent s’inspirer du Saturn V construit en 1967, qui a été utilisé pour les programmes Apollo et Skylab. La recherche technologique se justifierait en propulsion spatiale (c’est-à-dire après le lancement, hors atmosphère), mais aucune allusion n’est faite à la propulsion nucléaire ou à la propulsion électrique de forte puissance.
Il est positif de vouloir tirer parti de l’acquis du développement en cours de la capsule Orion, en en dérivant une version allégée qui sera utilisée comme prototype de la future capsule interplanétaire, tout en servant de «canot de sauvetage» à la Station spatiale. Malheureusement cette capsule, dénudée par rapport à ce qui était prévu, sera le seul élément préservé de ces dernières années de travail et des 9 milliards déjà dépensés pour le programme Constellation. De plus, sa fonction de simple «canot» risque de perdurer au détriment d’autres utilisations plus intéressantes car il se confirme que la Station spatiale sera maintenue à bout de bras au moins jusqu’en 2020, et peut-être encore plus longtemps. Indépendamment de toute autre considération, cela représentera une pesanteur budgétaire non négligeable sur la durée, qui empêchera de conduire tout autre programme lourd.
Il manque par ailleurs à la «panoplie» dont le développement est envisagé des éléments essentiels (mais déjà étudiés sur le plan théorique) pour les voyages lointains, notamment le module d’habitation interplanétaire et la gravité artificielle. Le module sera nécessaire pour toute mission lointaine, à commencer par la mission géocroiseur. Il pourrait certes être développé à partir de l’expérience de la Station spatiale mais il faudrait le décider et il devrait être intrinsèquement lié à la mise au point d’un système de gravité artificielle par force centrifuge. Il faudra bien finir par travailler sérieusement à ce système si l’on veut que les astronautes arrivent en bonne santé et opérationnels sur Mars.
D’une façon générale, dans la plupart des domaines, soit par manque de connaissance des réalités techniques, soit pour légitimer le report des échéances, les travaux préparatoires sont soit mal ciblés, soit marqués d’une nécessité largement surévaluée. La maîtrise de la propulsion, des vols interplanétaires et des séjours longue durée dans l’espace, démontrée par la navette et les autres lanceurs, les sondes interplanétaires et les stations spatiales successives nous permettraient pourtant d’avancer dès maintenant de façon beaucoup plus pertinente et rapide.
En matière d’échéances
La plus déterminante des objections faites au plan de la NASA du 2 février était l’absence de toute indication sur des échéances permettant de donner consistance à une ambition qui, sans cela, surtout compte tenu de la mise en avant suspecte d’un programme préalable de recherche technologique indéterminé, risque de se transformer en simple velléité. On pourrait penser que le président Obama l’a compris puisqu’il a précisé des étapes: lanceur lourd à partir de 2015; mission géocroiseur en 2025, orbite martienne en 2035, puis débarquement sur Mars. En apparence, cela semble donner tort à ceux qui craignaient de voir la NASA s’enliser dans un programme technologique déstructuré par l’absence d’objectifs concrets.
Cependant, l’inquiétude demeure. En effet, l’expérience montre qu’une dilution des efforts dans le temps fragilise les programmes, d’autant plus lorsqu’ils supposent une continuité du soutien politique. Cet étalement les rend aussi immanquablement plus coûteux et moins productifs. Un programme plus dynamique ne nécessiterait pas davantage de ressources! Au contraire, il permettrait d’éviter des travaux préparatoires qui se révéleront en fin de compte inutiles, mais aussi de réduire le nombre d’objectifs intermédiaires, et donc celui des matériels et des opérations associés.
Le président a voulu montrer qu’il était attentif aux critiques engendrées par la présentation pour le moins désinvolte et bien mal préparée du 2 février. Ces protestations avaient, il est vrai, atteint une ampleur extraordinaire, aussi bien de la part des parlementaires (des deux bords), inquiets d’un abandon du leadership américain et des conséquences immédiates sur l’emploi, que de la part de figures historiques de l’espace ou que des associations de partisans de la conquête spatiale (dont la nôtre).
Il s’est prononcé vigoureusement en faveur de l’entreprise et on ne doit donc pas douter de ses bonnes intentions («Les programmes spatiaux ne sont pas un luxe pour les Etats-Unis, mais bien une nécessité»). Il était peut-être prématuré, dans le contexte économique actuel, d’afficher d’emblée une ambition réellement à hauteur des enjeux. On peut toujours l’espérer. Cependant, comme nous l’avons vu, la politique annoncée souffre à la fois de complications inutiles et de lacunes graves. En souhaitant que l’amélioration du contexte le facilite, notre préoccupation des années à venir sera de faire en sorte que ce programme se concentre sur l’essentiel avec des délais plus resserrés.
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