Le vol Uranus de 4 milliards de dollars de la NASA pourrait être une surprise pour les entreprises spatiales

La NASA se prépare dans quelques semaines à annoncer si elle lancera une mission de 4,2 milliards de dollars sur Uranus qui, selon ses partisans, pourrait ouvrir des questions jusque-là inconnues sur notre système solaire, et qui ne manquera pas de lancer une bataille féroce entre les fournisseurs spatiaux.

Un panel des meilleurs scientifiques du monde a approuvé l’ambitieuse exploration pionnière de ce printemps, et une réponse de la NASA est attendue le mois prochain. S’il est approuvé, le voyage de 13 ans pourrait commencer dès 2031. Mais comment la NASA décide de construire le vaisseau spatial – et si elle continue la tendance à obtenir plus de contrats liés à la mission au secteur privé – Dépend en partie du niveau du Congrès Support.

David Morrow, directeur principal du développement commercial pour l’exploration spatiale profonde chez Lockheed Martina-t-il dit, que la NASA « essayait de penser à une nouvelle façon de faire des affaires et d’utiliser son argent plus efficacement ».

La NASA a récemment attribué aux entrepreneurs Axiom Space et Collins Aerospace un prix potentiel de 3,5 milliards de dollars pour la conception. Nouvelles combinaisons spatiales. SpaceX a également attribué un contrat de 2,9 milliards de dollars pour la construction d’un atterrisseur lunaire qui emmènera les astronautes sur la Lune dans le cadre du programme Artemis.

Certaines décisions concernant la quantité de conception qui sera effectuée en interne à la NASA par un institut comme le JPL et la quantité qui sera livrée aux sous-traitants seront sans aucun doute façonnées par les décisions de financement du Congrès.

chaînes de portefeuille

Les missions de la NASA ont généralement bénéficié d’un soutien bipartisan de la Chambre et du Sénat. Il n’est pas clair si les élections de mi-mandat auront une incidence sur cela.

re \ revenir. Don BayerVirginia, la démocrate qui préside le sous-comité spatial de la commission des sciences, de l’espace et de la technologie, était optimiste quant à l’approbation du projet Uranus par les législateurs. « Je me sentais comme un enfant dans un magasin de bonbons », a-t-il déclaré lors d’une interview en lisant les possibilités décrites dans la recommandation de tâche.

Son homologue au Sénat est le sénateur. John Hickenlooper Colorado, qui préside le sous-comité du commerce sur l’espace et la science. Hickenlooper a déclaré dans une interview qu’il soutenait la mission, mais qu’il « se concentrait davantage sur certains des problèmes auxquels nous sommes directement confrontés », y compris le programme de la NASA visant à renvoyer des astronautes sur la Lune pour la première fois en plus de 50 ans.

Même si le Parti républicain remporte le contrôle du Congrès en novembre, les républicains ont indiqué leur volonté de donner leur feu vert au plan. re \ revenir. Robert Aderholt de l’Alabama, qui sera en ligne pour présider le House Appropriations Committee, a déclaré dans un communiqué soumis au gouvernement Bloomberg que le soutien aux priorités de la NASA telles que la mission Uranus proposée est « important à la fois pour la communauté des chercheurs et pour l’avenir de l’exploration ».

C’est un autre avantage potentiel de la mise en place et du fonctionnement du programme d’exploration de l’espace lointain, selon les partisans: La mission Uranus aidera à développer la main-d’œuvre américaine de scientifiques et d’ingénieurs, tout en inspirant la prochaine génération de futurs scientifiques.

« Quatre milliards de dollars semblent être une énorme somme d’argent », a déclaré Hickenlooper. « Mais quand vous regardez l’avantage d’avoir non seulement des milliers, mais des millions d’enfants poursuivant des études scientifiques, cela devient l’une des choses les plus abordables que vous puissiez imaginer. »

Voyage dans le système solaire externe

Uranus est enveloppée de nuages ​​et tourne sur un axe oblique, situé à 2,8 milliards de kilomètres de la Terre. Il n’a été visité qu’une seule fois auparavant, lors d’un court voyage en 1986, il a produit quelques photos.

La recommandation est revenue en avril de Stratégie nodale pour les sciences planétaires et l’astrobiologie, un rapport publié par les plus grands scientifiques mondiaux dans ce domaine. Bien que ses recommandations ne soient pas contraignantes, l’enquête est menée tous les 10 ans par la NASA et la National Science Foundation pour avoir une idée de la liste de souhaits de la communauté scientifique.

Le même groupe a recommandé le dernier projet phare de la NASA en 2011, une mission de 5 milliards de dollars sur la lune de Jupiter dont le lancement est maintenant prévu en 2024. Les missions majeures précédentes ont envoyé des rovers sur Mars et balayé le système solaire avec des sondes.

Envoyer un orbiteur et une sonde sans pilote sur la planète la plus froide du système solaire ne serait rien de moins qu’une « expédition scientifique révolutionnaire », a déclaré Jonathan Lunin, professeur d’astronomie à l’Université Cornell qui a dirigé le groupe de scientifiques qui a fait la recommandation Uranus.

En effet, les géantes de glace Uranus et sa voisine Neptune, bien que très différentes du reste de notre système solaire, ressemblent le plus à la plupart des autres planètes découvertes.

« Avec notre capacité à orbiter Uranus, nous allons vraiment collecter le fait sous-jacent qui fournit un contexte pour toutes les planètes que nous trouvons ailleurs autour d’autres étoiles », a déclaré Kunio Sayanagi, professeur de sciences planétaires à l’Université de Hampton. « C’est une grande source de motivation scientifique. »

construction d’engins spatiaux

La recommandation nodale a suscité les acclamations des principales entreprises privées qui finançaient des études de concept et préparaient leurs équipes spatiales pour un nouveau lot de contrats lucratifs.

Morrow a déclaré que son personnel avait passé des années à rechercher des voies et des concepts potentiels de mission glaciaire. Depuis le rapport sur le contrat de ce printemps, a-t-il dit, « le feu s’est propagé encore plus fortement ».

La comparaison la plus proche avec la proposition d’Uranus était la mission qui a envoyé une sonde sur Saturne en 1997, a déclaré Kathleen Mandt, planétologue au laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins.La NASA a dirigé cette mission majeure hors de portée. Laboratoire de propulsion à réactionet a embauché Lockheed Martin pour construire le lanceur. L’Agence spatiale européenne a dirigé la conception de la sonde, sous-traitant l’assemblage avec la société française Aerospatiale.

Les partenaires internationaux devraient reprendre la conversation si la NASA donne son feu vert au projet Uranus le mois prochain.

L’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale australienne ont toutes deux exprimé leur intérêt à participer à la mission, éventuellement en dirigeant la conception et la sous-traitance de la sonde et de ses instruments.

« Il existe vraiment d’excellents endroits pour la synergie », a déclaré Gunter Hasinger, directeur scientifique de l’ESA.

L’un des défis consiste à s’assurer que la sonde a suffisamment de puissance lorsqu’elle va trop loin pour compter sur le rayonnement solaire pour la propulsion.

Le développement de véhicules sur Mars a soulevé des questions similaires. entrepreneur de l’espace Aérojet Il a remporté un prix de 6,6 millions de dollars en 2014 pour faire fonctionner le Perseverance Rover, en utilisant l’énergie thermique générée à partir du plutonium en décomposition lente lorsque les tempêtes de poussière sur Mars provoquent de la poussière. bloquer le soleil.

Les Chinois n’ont pas pris de telles mesures, a déclaré Joe Cassady, PDG d’Aerojet Aerospace, et leurs genoux de rover se sont épaissis pendant les tempêtes.

« Nos véhicules itinérants fonctionnent », a déclaré Cassady. « Ils sont parfaitement adaptés pour traverser des tempêtes de poussière. C’est le genre de technologie que nous appliquerons à ces missions d’exoplanètes. »

Naviguer loin du soleil n’est pas le seul problème à se diriger vers le système solaire externe. L’équipement doit également être conçu pour être plus durable que d’habitude pour durer un si long voyage.

Les scientifiques ont également discuté de l’utilisation de la méthode de capture aérienne, une technique similaire à l’utilisation de la traînée orbitale de la planète, pour propulser le vaisseau spatial. Cette approche, qui n’a pas encore fait ses preuves dans l’espace, tirerait parti de l’atmosphère d’Uranus pour mettre l’engin spatial en orbite et réduire le temps de vol, mais nécessiterait au préalable davantage de modélisation et d’étude de l’atmosphère de la planète.

Deux horaires

La NASA ne révélera pas officiellement sa décision avant juillet, mais un porte-parole de l’agence a fait allusion au plan, disant au gouvernement Bloomberg que le contrat « constituera un nouveau chapitre convaincant de la science planétaire ».

Mark Hofstadter, un scientifique de la NASA qui étudie l’atmosphère d’Uranus, a déclaré qu’il était convaincu que les législateurs soutiendraient le projet. Sa plus grande préoccupation était le moment du lancement.

Le contrat élaborait deux échéanciers possibles. On pourrait demander au Congrès d’approuver un prix de 4,2 milliards de dollars pour l’exercice 2024, de lancer un vaisseau spatial dès 2031 et de voler pendant environ 13 ans. Cette fenêtre de lancement tirera parti de l’alignement orbital de la planète et utilisera la gravité de Jupiter pour propulser le vaisseau spatial.

Le Congrès pourrait également choisir de reporter le financement jusqu’à l’exercice 2028. Cela repousserait le lancement à 2038 ou plus tard et ajouterait deux ou trois ans au temps de vol, obligeant la NASA à utiliser la poussée gravitationnelle de Vénus ou d’une autre planète solaire intérieure. le système.

Bayer a déclaré qu’il pensait que le calendrier précédent était probable, mais a reconnu qu’il pourrait être « optimiste de manière irréaliste ».

Ce qui pourrait pousser la mission Uranus à un lancement ultérieur ou même écarter entièrement le projet, ce sont les dépassements de coûts et les retards de Programme Artémisune mission de 93 milliards de dollars pour emmener la première femme et personne de couleur sur la Lune en 2025.

Un lancement ultérieur d’Uranus signifie que la NASA perdra l’avantage de l’amélioration gravitationnelle de Jupiter, et nécessitera donc plus de carburant et un vaisseau spatial plus petit et plus léger. Ces restrictions limiteront le nombre d’instruments que le vaisseau peut transporter, le nombre de mesures que les scientifiques peuvent effectuer et le nombre d’endroits différents que le vaisseau spatial peut visiter dans le système solaire externe.

« Nous apprendrons beaucoup »

Les scientifiques ont donné la priorité à la tâche en partie parce qu’elle ne nécessite aucune percée scientifique ou découverte digne d’un prix Nobel. Ils disent que ses récompenses peuvent être illimitées de toute façon. Uranus peut aider à reconstituer le puzzle de la formation de notre système solaire.

En prenant des mesures de l’atmosphère de la planète, les chercheurs prévoient d’en savoir plus sur le moment et l’endroit où chaque planète a évolué, si Uranus et Neptune ont changé de place à un moment donné, où les planètes ont migré, pourquoi Uranus se trouve à une inclinaison de près de 90 degrés, etc. .

Bien sûr, il n’y avait pas de consensus mondial sur le ciblage de la septième planète à partir du soleil pour la prochaine mission pionnière de la NASA.

Un groupe d’auteurs nodaux s’est enraciné pour Neptune, le voisin le plus éloigné d’Uranus s’attaquant à bon nombre des mêmes questions scientifiques insaisissables. En fin de compte, ils ont convenu de recommander une mission qui n’aurait pas besoin d’utiliser une force massive, mais cela n’a pas encore été prouvé. système de lancement spatial Voyager plus loin dans le système solaire extérieur.

« Nous devions choisir ceux qui seraient les plus réalistes, et que nous pouvions le faire maintenant, afin que nous n’ayons pas à attendre une décennie ou plus pour envoyer un navire pionnier à l’un des géants de la glace », a déclaré Mandt. . Et cela n’a rien à voir avec le fait de favoriser une planète plutôt qu’une autre, « parce que nous aimons les deux ».

Surtout, les planétologues soulignent à quel point Uranus est étrange.

« L’intérieur de la planète, l’atmosphère, les anneaux, la magnétosphère – nous avons vu des choses qui, selon nous, ne devraient pas exister », a déclaré Hofstadter. « Notre compréhension actuelle du fonctionnement des planètes et des choses que nous voyons dans Uranus et Neptune enfreint cela – nous apprendrons donc beaucoup en y allant. »