ISS : Une aide pour le vol habité vers Mars ?

Avec plusieurs années de retard, le premier équipage a enfin pris possession de la station spatiale internationale ISS. Une nouvelle aire de l'exploration spatiale commence, celle de la présence permanente de l'homme dans l'espace. Le vol habité vers Mars peut-il en tirer bénéfice ?

La station spatiale internationale est encore embryonnaire et ne peut accueillir que 3 à 7 personnes. La gestion de l'air y tient un rôle primordial. Les ingénieurs de la NASA ont donc porté une attention toute particulière au système qui doit non seulement fournir l'oxygène et retirer le gaz carbonique de l'atmosphère de la cabine, mais également éviter l'accumulation d'autres gaz comme l'ammoniac et l'acétone produits en petites quantités par le corps humain.

Configuration actuelle de la station.

Sur l'ISS, l'électrolyse de l'eau constituera d'ici quelques années la source primaire d'oxygène, les réservoirs actuels n’étant plus qu’une source secondaire, de secours. L'électrolyse est le processus qui permet de décomposer la molécule d'eau (H2O) en hydrogène (H2) et oxygène (O2) en faisant circuler un courant électrique dans l'eau. L'électricité sera fournie par les panneaux solaires de la station.

Sur Terre ce sont les plantes, les algues, les bactéries et les planctons qui se chargent de l'opération, par photosynthèse. Ce processus convertit la lumière du soleil, le gaz carbonique et l'eau en sucres, en libérant de l’oxygène dans l'atmosphère.

Sur Terre ce sont les plantes, les algues, les bactéries et les planctons qui se chargent de l'opération, par photosynthèse. Ce processus convertit la lumière du soleil, le gaz carbonique et l'eau en sucres, en libérant de l’oxygène dans l'atmosphère.

L'idéal serait d'utiliser des plantes pour produire l'oxygène de la station. On produirait ainsi en même temps la nourriture pour les astronautes. Mais l'électrolyse est un système bien plus compact, nécessitant peu de main-d'œuvre et plus fiable qu'un système basé sur des plantes. Les recherches sur les systèmes biologiques se poursuivent néanmoins.

L'hydrogène produit par l'électrolyse sera dans un premier temps évacué dans l'espace. Mais les ingénieurs de la NASA ont déjà réservé de la place sur le rack du système de support vie pour implémenter une machine qui combinera l'hydrogène avec l'excès de gaz carbonique pour produire de l'eau et du méthane. L'eau entrera dans le cycle de production d'oxygène et le méthane sera libéré dans l'espace. Plus tard ce méthane pourrait être utilisé comme carburant pour maintenir l'orbite de la station.

Ces processus ne ressemblent-ils pas étrangement aux concepts présentés pour la mission Mars Direct par Robert Zubrin ? Combinaison du gaz carbonique de l'atmosphère martienne avec de l'hydrogène amené de la Terre pour produire du méthane et de l'eau. Electrolyse de l'eau pour fournir de l'oxygène et de l'hydrogène. Toutes ces technologies mises au point pour l'ISS seront directement utilisables et transposables aux vols habités vers Mars.

Un système de support vie fiable et efficace en termes de recyclage diminuera de façon non négligeable la masse de consommable à emporter. Les machines permettant de combiner le gaz carbonique à l'hydrogène pour produire l'eau et le méthane seront opérationnelles en ambiance spatiale. Ce seront les briques qui permettront de construire les unités de production de carburant qui seront envoyées sur Mars. Les vols habités vers Mars bénéficieront donc directement de l'argent investi dans le cadre de l'ISS pour mettre au point ces éléments fondamentaux, ce qui réduira d'autant la facture de la mission. La mise au point et les essais d'autres éléments de l'infrastructure d'une mission martienne, tels que le module d'habitation, ou le véhicule de retour, seront également facilités par l'existence de la station spatiale.

Souvent critiquée pour sa faible productivité scientifique, l’ISS, en nous apprenant à coopérer et à travailler à grande échelle dans l’espace, pourrait bien apparaître comme un moyen fort utile pour préparer le grand saut de l'homme dans le vide interplanétaire, le dernier maillon de la chaîne qui nous lie à notre berceau.

 
Mission STS92 du 11 octobre 2000.

  • Installation d'un support pour la fixation provisoire des premiers panneaux solaires américains. Ces panneaux seront déplacés ultérieurement sur la grande poutre centrale.
  • Installation d'un dispositif d'amarrage supplémentaire pour la navette en vue de la mise en place des panneaux solaires et du module laboratoire.

Mission STS97 du 30 novembre 2000.
  • Mise à poste des panneaux solaires et de 2 radiateurs.
 

Juillet 2005.
  • Mise à poste du module Node 3 (en blanc) équipé du système de support vie.
Calendrier d'assemblage de l'ISS.

Pour le moment les astronautes ont activé l'électrolyseur du module Zvezda. Les modules américains seront alimentés dans un premier temps par de l'oxygène stocké dans des réservoirs autour du sas d'amarrage. Lorsque le module Node 3, équipé du système de support vie américain, sera amarré à la station en 2005, les réservoirs d'oxygène deviendront une source secondaire de secours.


Documents NASA.
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