L'une des équipes industrielles en compétition pour la définition et le développement du CEV (Crew Exploration Vehicle), celle dirigée par Lockheed Martin, vient de révéler son projet. Rappelons que le CEV est un vaisseau spatial destiné à devenir l'unique moyen d'accès des astronautes américains à l'espace après le retrait du service des navettes spatiales, prévu au plus tard en 2010. Il constitue le premier élément des systèmes devant être développés pour mener le programme d'exploration du système solaire lancé en 2004 (la Lune, Mars et au-delà…).

(doc. Lockheed Martin)

La formule retenue pour le CEV lui-même, ci-dessus à droite, est celle d'un planeur hypersonique, comme la navette, et non pas une simple capsule, comme le Soyuz ou la cabine Apollo. À la différence de la navette cependant, le planeur ne comporte ni moteurs, ni train d'atterrissage ; il effectue sa descente finale sous parachutes et prend contact avec le sol sur des coussins gonflables.

La formule du planeur est évidemment considérablement plus coûteuse et plus difficile à maîtriser au plan de la sécurité, en particulier du fait de la présence d'une protection thermique (au lieu d'un simple bouclier ablatif) et d'un système de pilotage de la trajectoire atmosphérique de rentrée. Ses concepteurs avancent les justifications suivantes :

1. le planeur, manoeuvrable, permet de choisir le lieu d'atterrissage et donc d'éviter d'atterrir dans l'océan ;
2. il réduit le facteur de charge important que devraient endurer les astronautes dans une capsule, après le long séjour en pesanteur réduite d'une mission prolongée sur la Lune ou d'un voyage martien.

Pourtant, les capsules Soyuz atterrissent bien sur la terre ferme ! D'autre part, les astronautes d'Apollo sont bien rentrés dans une capsule ; a-t-on considéré que cela posait un problème ? Il est vrai que leur séjour était court et que, dans le cas d'un retour de Mars, la vitesse de rentrée sera encore plus élevée. Mais il existe d'autres solutions pour réduire ce problème : on peut, d'une part, créer une gravité artificielle en mettant le vaisseau en rotation ; d'autre part, on peut effectuer un freinage progressif, en se plaçant dans un premier temps sur orbite très elliptique, puis en effectuant un aérofreinage en plusieurs passes.

On est en droit de se demander si ces options n'ont pas d'autres causes : exigences trop floues de la NASA ; exigences excessives non réellement motivées fonctionnellement ; désir des industriels d'appliquer des technologies avancées et de développer des matériels sophistiqués (donc coûteux) ?... Quoi qu'il en soit, gageons que la formule capsule n'a pas dit son dernier mot.

Selon les besoins initialement spécifiés par la NASA (sous le règne d'O'Keefe), le CEV devrait :

• au titre de l'étape N°1 du programme (" spiral 1 "), permettre l'accès à l'orbite basse (en 2014…) ;
• au titre de l'étape N°2, en tant qu'élément d'un train spatial comprenant également un étage de transfert, un véhicule d'atterrissage et de remontée et les moyens d'exploration, permettre de transporter un équipage dans le domaine lunaire, en vue de séjours à la surface d'au moins 4 jours (dans la période 2015-2020, sans plus de précision…) ;
• au titre de l'étape N°3, permettre l'extension des missions lunaires à plusieurs mois, en vue de procéder aux répétitions opérationnelles des futurs séjours martiens (étape prévue après 2020).

Rien n'est précisé concernant les " spirals " 4 et 5, celles de l'exploration martienne (planifiées à partir de 2025). Pourtant, il est écrit dans la spécification que " le CEV constituera un composant essentiel de l'architecture de systèmes destinée à permettre les expéditions habitées vers la Lune et au-delà ". Comment prendre en compte cette exigence, alors que rien n'est sérieusement spécifié sur ces phases martiennes ?

Mais ce n'est pas la seule imprécision. Ainsi :

• au titre de l'étape 1, il n'est pas précisé si le véhicule doit être capable de se connecter à la Station Spatiale ;
• la taille de l'équipage n'est pas fixée ; la NASA la laisse comme paramètre de l'étude… Quand on sait l'importance de cette variable sur le dimensionnement, cela laisse rêveur.

Ce flou au niveau des exigences fonctionnelles, conjugué à celui des échéances, volontairement lointaines et imprécises, n'ont certainement pas facilité le travail des équipes industrielles. Celles-ci ont d'ailleurs été rendues circonspectes par les déclarations que Mike Griffin, le nouveau patron de l'Agence (le terme de patron prend avec lui toute sa valeur), a faites dès son arrivée, exprimant la volonté de réorienter le programme, qu'il considère mal engagé ; pour lui :

• la date de 2014 pour le premier vol opérationnel est inadmissible, car cela rendrait les États-Unis dépendant des Russes pendant 4 ans pour l'accès à l'espace ; elle lui apparaît de plus parfaitement inepte, sachant que la capsule Gemini a été développée en 3 ans et le vaisseau Apollo en 6 (malgré un accident mortel) ;
• bien évidemment, le CEV doit pouvoir s'arrimer à la Station ;
• enfin, le projet doit être conçu de façon intégrée ; pas question de développer un programme lunaire indépendamment de l'objectif martien.

On sait par ailleurs qu'il est attentif au concept d'un lanceur lourd, dérivé de la navette (HLV, Heavy Lift Vehicle). L'utilisation des lanceurs moyens existants, Atlas 5, Delta 4 ou Ariane 5, conduisent à une architecture de mission lunaire " QQ ", c'est-à-dire comprenant Quatre lancements et Quatre rendez-vous, soit huit chances de connaître un échec (voir sur notre site l'analyse de Robert Zubrin à ce sujet ). Une solution HLV, en cours d'étude, permettrait de plus de sauvegarder des acquis techniques en termes de propulsion que beaucoup, aux États-Unis, considèrent comme stratégiques pour la nation. Naturellement, la conception de Lockheed Martin est fortement tributaire de ce choix fondamental.

On peut donc s'attendre à une remise à plat des études. D'ailleurs, le signal vient d'en être donné par Mike Griffin lui-même, dans une note interne annonçant la constitution d'un groupe de travail sur " l'étude d'architecture des systèmes d'exploration ", qui devra remettre ses conclusions dès mi-juillet.

Richard Heidmann
Président de l'association Planète Mars

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