Une percée cryogénique ouvre la voie aux missions habitées sur Mars

Breakthrough cryocooler makes crewed Mars missions possible

Une percée cryogénique ouvre la voie aux missions habitées sur Mars

La NASA a testé un nouveau type de réfrigérateur ultra-performant qui pourrait être la clé des futures missions habitées vers Mars. Sans ce cryoréfrigérateur révolutionnaire, un vaisseau spatial arriverait sur la planète rouge avec des réservoirs de carburant vides, compromettant toute possibilité de retour. Ce problème technique, qui persiste depuis plus de 70 ans dans les projets d'exploration martienne, trouve enfin une solution prometteuse.

Le véritable défi des missions habitées vers Mars réside dans la gestion du carburant cryogénique. Contrairement aux sondes robotiques légères qui peuvent voyager pendant des années, les vaisseaux habités doivent transporter d'énormes quantités d'hydrogène, d'oxygène ou de méthane liquides - des carburants qui s'évaporent inévitablement même dans le froid spatial. Selon les calculs, un réservoir de 38 tonnes d'hydrogène liquide perdrait environ 16 tonnes par an par évaporation passive.

Pour résoudre ce problème critique, la NASA développe son projet Cryogenic Fluid Management. Le système testé au Marshall Space Flight Center en Alabama utilise un refroidissement à deux étages innovant. Un premier circuit d'hélium liquide à -253°C entoure directement le réservoir, tandis qu'un second circuit à -183°C et une isolation multicouche empêchent toute pénétration de chaleur. Cette technologie permet théoriquement un stockage prolongé sans perte par évaporation.

« Ces technologies de réduction des pertes de propergol sont essentielles pour les missions de longue durée vers la Lune et Mars », explique Kathy Henkel, responsable du projet. Le succès de ces tests ouvre la voie à des missions plus ambitieuses en garantissant la disponibilité du carburant nécessaire au retour, tout en permettant d'optimiser la quantité embarquée.

Đột phá công nghệ làm lạnh mở đường cho sứ mệnh có người lái tới Sao Hỏa

NASA vừa thử nghiệm thành công một loại tủ lạnh siêu công nghệ có thể là chìa khóa cho các sứ mệnh đưa người lên Sao Hỏa trong tương lai. Không có hệ thống làm lạnh đột phá này, tàu vũ trụ sẽ đến hành tinh đỏ với bình nhiên liệu rỗng, khiến cả đoàn không thể trở về Trái đất. Vấn đề kỹ thuật nan giải này đã tồn tại hơn 70 năm trong các dự án thám hiểm Sao Hỏa nay đã có lời giải.

Thách thức lớn nhất của các chuyến bay có người lái đến Sao Hỏa nằm ở việc quản lý nhiên liệu siêu lạnh. Khác với tàu thăm dò robot nhẹ có thể bay hàng năm trời, tàu chở người phải mang theo lượng lớn hydro, oxy hoặc methane lỏng - những nhiên liệu không ngừng bốc hơi ngay cả trong môi trường không gian lạnh giá. Theo tính toán, một bình chứa 38 tấn hydro lỏng sẽ mất khoảng 16 tấn mỗi năm do bay hơi tự nhiên.

Để giải quyết vấn đề then chốt này, NASA đang phát triển dự án Quản lý Chất lỏng Siêu lạnh. Hệ thống thử nghiệm tại Trung tâm Vũ trụ Marshall ở Alabama sử dụng công nghệ làm lạnh hai tầng độc đáo. Một mạch helium lỏng ở -253°C bao quanh trực tiếp bình chứa, trong khi mạch thứ hai ở -183°C cùng lớp cách nhiệt đa tầng ngăn chặn mọi nhiệt xâm nhập. Công nghệ này về lý thuyết cho phép lưu trữ nhiên liệu dài hạn mà không bị thất thoát.

"Các công nghệ giảm thất thoát nhiên liệu là yếu tố sống còn cho các sứ mệnh dài ngày tới Mặt trăng và Sao Hỏa", bà Kathy Henkel, quản lý dự án cho biết. Thành công của các thử nghiệm này mở đường cho những sứ mệnh đầy tham vọng hơn bằng cách đảm bảo đủ nhiên liệu cho hành trình về, đồng thời tối ưu hóa lượng nhiên liệu cần mang theo.