Si vous vouliez visiter la Planète Rouge, combien de temps cela prendrait-il? La réponse dépend d’un certain nombre de choses, allant de la position des planètes à la technologie qui vous propulserait là-bas. Examinons quelques-uns des points les plus importants.
À quelle distance se trouve Mars ?
Pour déterminer combien de temps il faudra pour atteindre Mars, il faut d’abord connaître la distance entre les deux planètes.
Mars est la quatrième planète du soleil et la deuxième plus proche de la Terre (Vénus est la plus proche). Mais la distance entre les deux planètes change constamment au fur et à mesure qu’elles tournent autour du soleil.
En théorie, le plus proche que la Terre et Mars s’approcheraient l’une de l’autre serait lorsque Mars est à son point le plus proche du soleil (périhélie) et que la Terre est à son point le plus éloigné (aphélie). Cela ne séparerait les planètes que de 33,9 millions de miles (54,6 millions de kilomètres). Cependant, cela ne s’est jamais produit dans l’histoire enregistrée. L’approche enregistrée la plus proche des deux planètes s’est produite en 2003, alors qu’elles n’étaient distantes que de 34,8 millions de miles (56 millions de km).
Les deux planètes sont les plus éloignées l’une de l’autre lorsqu’elles sont toutes les deux les plus éloignées du soleil, de part et d’autre de l’étoile. À ce stade, ils peuvent être distants de 250 millions de miles (401 millions de km).
La distance moyenne entre les deux planètes est de 140 millions de miles (225 millions de km).
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La vitesse de la lumière
La lumière se déplace à environ 186 282 miles par seconde (299 792 km par seconde). Par conséquent, une lumière brillante de la surface de Mars prendrait le temps suivant pour atteindre la Terre (ou vice versa):
- Approche la plus proche possible: 182 secondes, ou 3,03 minutes
- Approche enregistrée la plus proche: 187 secondes, ou 3,11 minutes
- Approche la plus éloignée: 1 342 secondes, ou 22,4 minutes
- En moyenne: 751 secondes, ou un peu plus de 12,5 minutes
Vaisseau spatial le plus rapide jusqu’à présent
Le vaisseau spatial le plus rapide lancé depuis la Terre a été la mission New Horizons de la NASA, qui a visité Pluton en 2015. En janvier 2006, la sonde a quitté la Terre à 36 000 km/h (58 000 km/h). Si une telle sonde voyageait en ligne droite vers Mars, le temps qu’il faudrait pour se rendre sur Mars serait:
- Approche la plus proche possible: 942 heures (39 jours)
- Approche enregistrée la plus proche: 967 heures (41 jours)
- Approche la plus éloignée: 6 944 heures (289 jours)
- En moyenne: 3 888 heures (162 jours)
Mais alors les choses se compliquent
Bien sûr, le problème avec les calculs précédents est qu’ils mesurent la distance entre les deux planètes en ligne droite. Voyager à travers le passage le plus éloigné de la Terre et de Mars impliquerait un voyage directement à travers le soleil, tandis que les engins spatiaux doivent nécessairement se déplacer en orbite autour de l’étoile du système solaire.
Bien que ce ne soit pas un problème pour l’approche la plus proche, lorsque les planètes sont du même côté du soleil, un autre problème existe. Les chiffres supposent également que les deux planètes restent à une distance constante; autrement dit, lorsqu’une sonde est lancée depuis la Terre alors que les deux planètes sont à l’approche la plus proche, Mars resterait à la même distance au cours des 39 jours qu’il a fallu à la sonde pour voyager.
En réalité, cependant, les planètes se déplacent continuellement sur leurs orbites autour du soleil. Les ingénieurs doivent calculer les orbites idéales pour envoyer un vaisseau spatial de la Terre à Mars. Leur nombre tient non seulement à la distance, mais aussi à l’efficacité énergétique. Comme lancer une fléchette sur une cible en mouvement, ils doivent calculer où se trouvera la planète lorsque le vaisseau spatial arrivera, et non où il se trouvera lorsqu’il quittera la Terre. Les vaisseaux spatiaux doivent également décélérer pour entrer en orbite autour d’une nouvelle planète afin d’éviter de la dépasser.
Le temps nécessaire pour atteindre Mars dépend de l’emplacement sur leurs orbites des deux planètes lors du lancement d’une mission. Cela dépend également des développements technologiques des systèmes de propulsion.
Selon le site Web du Centre de vol spatial Goddard de la NASA, la gamme idéale pour un lancement vers Mars vous amènerait sur la planète en environ neuf mois. Le site cite le professeur de physique Craig C. Patten, de l’Université de Californie à San Diego:
« Il faut un an à la Terre pour orbiter autour du soleil et il faut environ 1,9 ans à Mars (disons 2 ans pour un calcul facile) pour orbiter autour du soleil. L’orbite elliptique qui vous transporte de la Terre à Mars est plus longue que l’orbite terrestre, mais plus courte que l’orbite de Mars. En conséquence, nous pouvons estimer le temps qu’il faudrait pour compléter cette orbite en faisant la moyenne des longueurs de l’orbite terrestre et de l’orbite de Mars. Par conséquent, il faudrait environ un an et demi pour compléter l’orbite elliptique.
« Pendant les neuf mois qu’il faut pour atteindre Mars, Mars se déplace sur une distance considérable sur son orbite, environ les trois huitièmes du tour du soleil. Vous devez planifier à l’avance pour vous assurer qu’au moment où vous atteindrez la distance de l’orbite de Mar, Mars est là où vous en avez besoin! Pratiquement, cela signifie que vous ne pouvez commencer votre voyage que lorsque la Terre et Mars sont correctement alignées. Cela n’arrive que tous les 26 mois. Autrement dit, il n’y a qu’une seule fenêtre de lancement tous les 26 mois. »
Le voyage pourrait être raccourci en brûlant plus de carburant — un processus qui n’est pas idéal avec la technologie d’aujourd’hui, a déclaré Patten.
L’évolution de la technologie peut aider à raccourcir le vol. Le système de lancement spatial (SLS) de la NASA sera le nouveau cheval de bataille pour transporter les missions à venir, et potentiellement des humains, sur la planète rouge. SLS est actuellement en cours de construction et de test, son premier vol étant prévu pour 2019.
Un vaisseau spatial robotique pourrait un jour faire le voyage en seulement trois jours. La propulsion par photons reposerait sur un laser puissant pour accélérer les engins spatiaux à des vitesses approchant la vitesse de la lumière. Philip Lubin, professeur de physique à l’Université de Californie à Santa Barbara, et son équipe travaillent sur la Propulsion à Énergie Dirigée pour l’Exploration Intersteller (DEEP-IN). La méthode pourrait propulser un 220 lb. Un vaisseau spatial robotique (kilogramme 100) vers Mars en seulement trois jours, a-t-il déclaré.
« Il y a des progrès récents qui font passer cela de la science-fiction à la réalité scientifique », a déclaré Lubin lors du symposium d’automne 2015 de la NASA sur les Concepts Avancés innovants (NIAC). « Il n’y a aucune raison connue pour laquelle nous ne pouvons pas faire cela. »
Combien de temps cela a-t-il pris?
Voici une liste du temps qu’il a fallu à plusieurs missions historiques pour atteindre la planète rouge. Leurs dates de lancement sont incluses pour la perspective.
- Mariner 4, le premier vaisseau spatial à se rendre sur Mars (survol de 1965) : 228 jours
- Mariner 6 (survol de 1969) : 155 jours
- Mariner 7 (survol de 1969): 128 jours
- Mariner 9, le premier vaisseau spatial en orbite autour de Mars (1971): 168 jours
- Viking 1, le premier engin américain à atterrir sur Mars (1975): 304 jours
- Orbiteur /atterrisseur Viking 2 (1975): 333 jours
- Mars Global Surveyor (1996 ): 308 jours
- Mars Pathfinder (1996): 212 jours
- Mars Odyssey (2001): 200 jours
- Mars Express Orbiter (2003): 201 jours
- Mars Reconnaissance Orbiter (2005): 210 jours
- Mars Science Laboratory (2011) : 254 jours