Aller sur Mars ne relève plus uniquement de la science-fiction. Des robots roulent déjà sur sa surface, des agences spatiales préparent de futures missions habitées et plusieurs entreprises privées rêvent d’y envoyer leurs premiers équipages. Mais une question revient toujours : combien de temps faudrait-il réellement pour rejoindre la planète rouge ?
La réponse courte tient en quelques mots : entre six et neuf mois pour un trajet dans les conditions actuelles. Mais cette estimation dépend de nombreux paramètres : la position de Mars et de la Terre, la puissance du vaisseau, la trajectoire choisie et les objectifs de la mission.
Une distance qui change en permanence
Mars ne se trouve pas à une distance fixe de la Terre. Les deux planètes tournent autour du Soleil à des vitesses différentes, sur des orbites qui ne sont pas parfaitement circulaires. Résultat : l’écart entre elles varie fortement au fil du temps.
Lorsque Mars et la Terre sont relativement proches, elles peuvent être séparées d’environ 55 millions de kilomètres. À l’inverse, la distance peut dépasser 400 millions de kilomètres lorsque les deux planètes se trouvent de part et d’autre du Soleil.
Cette variation explique pourquoi les missions martiennes ne peuvent pas partir n’importe quand. Les ingénieurs cherchent une période où la configuration des planètes permet de limiter la durée et l’énergie nécessaires au voyage.
La distance minimale est impressionnante, mais elle ne correspond pas à la longueur réelle du trajet. Un vaisseau spatial ne se déplace pas en ligne droite entre la Terre et Mars. Il suit généralement une trajectoire courbe autour du Soleil, calculée pour utiliser au mieux les lois de la mécanique orbitale.
Pourquoi faut-il généralement six à neuf mois ?
Les sondes envoyées vers Mars empruntent souvent une trajectoire de transfert dite de Hohmann. Elle permet de rejoindre l’orbite de Mars en consommant relativement peu de carburant, ce qui est essentiel lorsqu’il faut transporter des instruments, des réserves et, à terme, des êtres humains.
Avec cette méthode, le trajet dure généralement entre six et neuf mois. La durée exacte dépend de la position des planètes au moment du départ et des performances du lanceur.
Les missions robotisées donnent une bonne idée de ce calendrier :
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Perseverance, lancé par la NASA en juillet 2020, a atteint Mars en février 2021, après environ sept mois de voyage.
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Curiosity a quitté la Terre en novembre 2011 et s’est posé sur Mars en août 2012, soit un trajet d’environ huit mois et demi.
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Hope, la sonde des Émirats arabes unis, a voyagé environ sept mois avant d’entrer en orbite autour de Mars en février 2021.
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Mars Express, lancée par l’Agence spatiale européenne en juin 2003, est arrivée autour de Mars à la fin de la même année, après environ six mois et demi.
Ces engins n’avaient évidemment pas besoin de respirer, de dormir ou de se divertir pendant le trajet. Pour un équipage humain, les contraintes seraient bien plus importantes.
Les fenêtres de lancement : un rendez-vous à ne pas manquer
La meilleure période pour partir vers Mars revient environ tous les 26 mois. Ce rythme correspond au moment où la Terre et Mars se retrouvent dans une position favorable l’une par rapport à l’autre.
Cette fenêtre de lancement ne signifie pas que le voyage est impossible à un autre moment. Il serait toujours possible d’envoyer un vaisseau, mais la mission demanderait généralement beaucoup plus d’énergie et de carburant. Pour une mission habitée, cette dépense supplémentaire pourrait rendre le projet trop lourd, trop coûteux ou techniquement risqué.
Imaginez un train qui ne passe que tous les deux ans et quelques mois. Si vous le ratez, il ne suffit pas d’attendre quelques minutes sur le quai. Il faut patienter longtemps avant de retrouver une configuration acceptable.
Cette contrainte aura des conséquences majeures pour les futurs astronautes. Une mission martienne ne consistera pas simplement à partir, à rester quelques semaines sur place puis à rentrer. Les équipages devront probablement attendre plusieurs mois sur Mars avant de pouvoir profiter d’une nouvelle fenêtre de retour.
Le voyage aller-retour pourrait durer plusieurs années
Le trajet aller est estimé à six ou neuf mois. Mais une mission complète, avec séjour sur Mars et retour vers la Terre, pourrait durer deux à trois ans.
Pourquoi une telle différence ? Parce que les astronautes ne pourront pas repartir immédiatement après leur arrivée. Pour réduire la consommation de carburant, il faudra attendre que Mars et la Terre soient à nouveau correctement alignées. Selon le scénario retenu, cette attente pourrait durer environ 15 à 18 mois.
Un exemple simplifié donne une idée du calendrier :
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Six à neuf mois pour rejoindre Mars.
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Environ 15 à 18 mois d’attente sur la planète rouge.
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Six à neuf mois pour revenir sur Terre.
Au total, les astronautes passeraient donc plusieurs années loin de notre planète. Et cela sans compter les éventuels retards avant le départ, les problèmes techniques ou les ajustements de trajectoire.
Peut-on aller plus vite ?
Les six à neuf mois correspondent aux technologies et aux trajectoires actuellement réalistes. Mais des concepts plus rapides sont étudiés. Le principal objectif consiste à réduire la durée d’exposition aux dangers de l’espace.
Un trajet plus court limiterait notamment :
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l’exposition aux radiations cosmiques et solaires ;
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les risques liés à l’apesanteur prolongée ;
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la quantité de nourriture, d’eau et d’oxygène à transporter ;
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la fatigue psychologique et l’isolement de l’équipage ;
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la probabilité de rencontrer une panne pendant le voyage.
Les moteurs chimiques utilisés par les fusées actuelles sont puissants, mais ils consomment énormément de carburant. Pour accélérer davantage, il faudrait donc améliorer considérablement les systèmes de propulsion.
La propulsion nucléaire thermique fait partie des pistes les plus sérieuses. Elle utiliserait un réacteur nucléaire pour chauffer un propergol et produire une poussée plus efficace qu’avec un moteur chimique classique. En théorie, cette technologie pourrait réduire la durée d’un trajet vers Mars.
D’autres concepts reposent sur la propulsion électrique, les moteurs ioniques ou encore la propulsion nucléaire électrique. Ces systèmes sont très économes en carburant, mais leur poussée est généralement faible. Ils sont donc intéressants pour des missions longues et automatisées, mais moins adaptés à un départ rapide depuis la Terre.
Quant aux voyages de quelques semaines souvent évoqués dans les films et les romans, ils restent très éloignés des capacités actuelles. La science avance vite, mais Mars ne se trouve pas encore à un simple saut de fusée.
Le cas de Starship et des futures missions habitées
SpaceX travaille sur Starship, un véhicule conçu pour transporter des marchandises et, à terme, des astronautes. L’entreprise d’Elon Musk présente ce lanceur comme un élément central de ses ambitions martiennes.
Starship pourrait emporter davantage de matériel qu’une capsule traditionnelle et être ravitaillé en orbite. Cette capacité permettrait d’augmenter la masse disponible pour une mission et d’envisager des infrastructures plus ambitieuses sur Mars.
Pour autant, un vaisseau plus grand ne supprime pas les contraintes orbitales. Même avec un lanceur très puissant, le départ devra être planifié en fonction de la position des planètes. La durée du trajet dépendra également de la trajectoire retenue et de la quantité de carburant embarquée.
La question n’est donc pas uniquement : « quel moteur utiliser ? » Il faut aussi savoir comment protéger l’équipage, produire du carburant sur Mars, assurer les communications et organiser le retour.
Les communications ne seront pas instantanées
Un autre détail rendra les échanges avec la Terre particulièrement complexes : le délai de communication. Les signaux radio voyagent à la vitesse de la lumière, mais la distance entre les deux planètes impose un temps d’attente variable.
Selon leur position, un message peut mettre entre environ trois et 22 minutes pour aller de la Terre à Mars. Une réponse nécessiterait donc parfois près de 45 minutes. Impossible, dans ces conditions, de piloter un véhicule martien comme une voiture télécommandée.
Les astronautes devront être capables de prendre eux-mêmes de nombreuses décisions. En cas de problème médical ou technique, ils ne pourront pas attendre les instructions d’une équipe terrestre. Les missions devront intégrer des systèmes autonomes, des procédures détaillées et une solide préparation.
Le corps humain face à plusieurs mois d’apesanteur
Le temps de trajet ne représente pas seulement une question de calendrier. Il constitue aussi un défi biologique. Pendant plusieurs mois, les astronautes vivront dans un environnement de microgravité, avec des effets importants sur le corps.
La masse musculaire diminue, la densité osseuse baisse et le système cardiovasculaire est sollicité différemment. Les astronautes de la Station spatiale internationale doivent pratiquer plusieurs heures d’exercice chaque jour pour limiter ces conséquences.
Sur le chemin de Mars, l’équipage ne pourra pas compter sur une évacuation rapide. Il faudra prévoir des équipements médicaux, des médicaments, des espaces de repos adaptés et des solutions en cas de panne du système de survie.
Les radiations représentent une autre menace. Contrairement à la Station spatiale internationale, partiellement protégée par le champ magnétique terrestre, un vaisseau en route vers Mars sera beaucoup plus exposé. Des blindages utilisant de l’eau, des matériaux spécifiques ou les réserves de bord sont à l’étude.
Et une fois arrivé sur Mars ?
Atteindre Mars ne signifie pas encore être arrivé à destination. Le vaisseau devra ralentir suffisamment pour se placer en orbite ou descendre directement vers la surface. Cette phase est particulièrement délicate.
L’atmosphère martienne est environ 100 fois moins dense que celle de la Terre. Elle est trop mince pour ralentir efficacement un engin lourd, mais suffisamment présente pour compliquer la descente. Les missions robotisées doivent gérer cette étape en quelques minutes, sans possibilité d’intervention humaine en temps réel.
La NASA parle parfois des « sept minutes de terreur » pour désigner la phase d’entrée, de descente et d’atterrissage. Pendant ces quelques minutes, la sonde doit traverser l’atmosphère, déployer son parachute, utiliser ses moteurs et se poser sans s’écraser.
Pour un équipage, le défi serait encore plus important. Il faudrait déposer un habitat, des réserves, des systèmes de production d’énergie et probablement du matériel capable de fabriquer de l’oxygène et du carburant à partir des ressources locales.
Mars, une destination lointaine mais de moins en moins inaccessible
Avec les technologies actuelles, il faut donc compter environ six à neuf mois pour aller de la Terre à Mars. Une mission habitée complète durerait probablement plusieurs années, en raison de l’attente nécessaire avant le retour.
Ces délais peuvent sembler gigantesques. Pourtant, ils sont déjà intégrés dans la préparation des missions robotisées et dans les scénarios étudiés par les agences spatiales. La véritable difficulté ne consiste pas seulement à parcourir les millions de kilomètres qui nous séparent de Mars. Il faut rendre le voyage sûr, autonome et supportable pour un équipage humain.
La planète rouge n’est donc pas au bout de la rue, ni même à quelques heures de vol. Mais chaque sonde qui s’y pose affine nos connaissances et prépare la suite. Un jour, des astronautes pourraient contempler Mars depuis un hublot après plusieurs mois de voyage. D’ici là, les ingénieurs devront résoudre une équation aussi simple à énoncer que complexe à réussir : partir au bon moment, survivre au trajet et trouver le moyen de rentrer.