Le 10 décembre, le Comité de développement aérospatial avait officiellement établi la série de missions d'exploration Tianwen pour 2018 :
Le lanceur était provisoirement fixé sur le New Yuan-2B (configuration à trois étages), avec une capacité orbitale martienne de 10,4 tonnes.
Au total, il était prévu de lancer quatre explorateurs de surface martiens, désignés de Tianwen-1 à Tianwen-4, tous aux fonctions identiques.
Les explorateurs des missions Tianwen-1 à -4 se composaient de deux parties : l'atterrisseur et le système de propulsion, ce dernier étant chargé de freiner et de délivrer l'atterrisseur de 6,5 tonnes dans l'atmosphère martienne.
Chaque atterrisseur comportait trois composants : un bouclier thermique, un rover de surface et un décélérateur.
Enfermé avec le rover de surface à l'intérieur du bouclier thermique, le décélérateur déployait d'abord un parachute pour un freinage préliminaire à l'entrée atmosphérique, larguait le bouclier thermique après le franchissement de la couche atmosphérique, utilisait ensuite des rétrofusées pour ralentir, et à une distance de 4 à 5 mètres du sol, descendait le rover de surface par câbles avant de s'en détacher pour s'écraser plus loin.
Comparée au modèle d'atterrisseur lunaire, cette méthode visait à maximiser la masse du rover afin d'améliorer ses capacités de détection.
Le rover adopterait une conception à roues traditionnelle, temporairement baptisé rover martien « Firefly », avec une masse substantielle de 2,3 tonnes.
Il était équipé d'une nouvelle batterie nucléaire de haute puissance fournie par New Yuan, pesant 650 kilogrammes pour une puissance de 5,2 kW, capable de satisfaire tous les besoins du rover martien Firefly.
Les capacités de « Firefly » étaient considérables, embarquant seize types d'équipements d'analyse et un bras mécanique multifonction, s'appuyant sur son énergie abondante pour explorer une zone d'un rayon d'environ 200 kilomètres pilotée par IA en deux ans.
Quatre rovers devaient être envoyés vers quatre sites suspectés d'abriter de l'eau ; confirmer un seul emplacement propice à la synthèse de carburant suffirait.
Le rover martien Firefly constituait l'élément central absolu dans le choix des sites d'atterrissage sur Mars, son cœur étant la batterie nucléaire de haute puissance de 5 kW.
Le Comité de développement aérospatial accordait sa confiance à la technologie nucléaire de New Yuan, car la batterie nucléaire RTG de 50 kilogrammes et 280 W fournie ce mois-ci pour l'araignée lunaire de deuxième génération, Explorateur 2, avait déjà été livrée et atteignait les objectifs de conception.
La batterie nucléaire du rover martien n'était fondamentalement qu'une augmentation du nombre d'unités, et l'atmosphère de Mars offrait une dissipation thermique bien plus confortable que celle de la Lune, rendant la puissance de 5,2 kW aisée à atteindre.
Le premier rover martien à propulsion nucléaire, Curiosity, pesait 900 kilogrammes et était équipé d'une batterie nucléaire de 45 kilogrammes et 140 W, dont la puissance était bien inférieure à celle de Firefly.
Cependant, la mission de Curiosity n'incluait pas la recherche effrénée d'eau en vue d'un atterrissage habité, si bien qu'une batterie nucléaire de 140 W suffisait, et ce n'était donc pas exactement un manque de technologie.
Par ailleurs, quatre satellites d'exploration des ressources étaient prêts à être lancés en orbite martienne, chacun pesant environ 2 tonnes. Deux fusées CZ-7A les enverraient, assurant suffisamment la coordination de la mission d'étude des ressources.
Bien sûr, il ne s'agissait là que du plan Tianwen, New Yuan étant l'un des sous-traitants clés.
Pour Lin Ju lui-même, bien que le vaisseau March fût déjà capable d'accomplir la mission d'atterrissage sur Mars, l'incertitude du système rendait la mission martienne probablement plus complexe qu'il ne l'avait anticipé.
L'ensemble des opérations du programme lunaire, telles que la synthèse de carburant lunaire, les vaisseaux sans équipage ravitaillant en carburant la Station orbitale lunaire de façon répétée, et ravitaillant le vaisseau, devait également être transposé sur Mars.
En raison de la gravité plus forte de Mars et des interférences atmosphériques, la masse de l'ensemble du système de ravitaillement en carburant doublerait inévitablement, et compte tenu de l'éloignement de Mars et de la nécessité d'attendre une fenêtre de tir, chaque mission devrait saisir l'occasion d'envoyer le maximum de masse.
D'où la nécessité de la Fusée-4 avec une capacité martienne de 200 tonnes, soit quatre fois celle de la Fusée-3.
De plus, Xie Liaofu avait apporté quelques ajustements à la configuration de la Fusée-4 : le premier étage abriterait 39 moteurs hydrogène-oxygène juxtaposés, et les propulseurs à propergol solide seraient récupérés réutilisables après amerrissage.
Les chambres de combustion des moteurs hydrogène-oxygène utilisés par la Fusée-4 seraient pressurisées de plus de 30 %, portant la poussée au niveau de la mer à 280 tonnes sans changer le volume, faisant dépasser à la seule poussée du premier étage les dix mille tonnes.
Xie Liaofu affectionnait particulièrement la Fusée n°4, principalement parce que le carburant hydrogène-oxygène était si propre ; il faisait fi des propulseurs à propergol solide.
La Fusée n°4 était désormais finalisée en trois configurations : le type de base, le type A et le type B.
Le type de base serait à peine produit, ce n'était qu'une configuration à 1,5 étage avec seulement le premier étage et les propulseurs, et les 39 moteurs du premier étage pouvaient ajuster leur nombre de fonctionnement de façon flexible pour opérer continuellement pendant 600 secondes, envoyant la charge utile en orbite basse à 300 kilomètres avec une capacité de 550 tonnes.
Le type A était une configuration à deux étages, capable de placer 800 tonnes en orbite basse, mais son but était la Lune, capable d'envoyer une charge utile de 360 tonnes en orbite lunaire.
Le type B était une configuration à trois étages conçue spécifiquement pour Mars et était celle que Xie Liaofu valorisait le plus. Avec une capacité martienne de 200 tonnes, l'essentiel résidait dans le fait que le troisième étage, utilisant de l'hydrogène et de l'oxygène liquides, irait sur Mars avec la charge utile et accomplirait le processus de décélération.
Rejoindre Mars, même rapidement, prend 4 à 6 mois, et le stockage d'hydrogène et d'oxygène liquides dans l'espace pose un problème majeur.
L'hydrogène liquide exige des environnements de stockage à ultra-haute pression et ultra-basse température et corrode constamment les parois métalliques internes, entraînant une catalyse. Le stockage à long terme est hautement sujet aux fuites, et l'histoire de l'astronautique compte de multiples exemples.
Généralement, pour les gros vaisseaux en mission d'espace lointain, il est recommandé d'utiliser des propergols stockables à température ambiante, qui se conservent longtemps, sans problème pendant des années.
Mais ce type de carburant... est hautement toxique, et son impulsion spécifique dépasse à peine 200 secondes, la moitié de ce qu'on voudrait.
C'est pourquoi Xie Liaofu l'a écarté décisivement, décidant d'utiliser la technologie de stockage « zero boil-off » sur les réservoirs du troisième étage de la Fusée n°4.
Les méthodes existantes de stockage d'hydrogène liquide exigent toutes une purge régulière de gaz pour contrôler la surpression causée par l'évaporation de l'hydrogène liquide à l'intérieur du réservoir. L'objectif de la technologie « zero boil-off » est de stocker l'hydrogène liquide pendant des périodes extrêmes sans aucune fuite.
L'Union et la NACA avaient toutes deux mené des recherches dans ce domaine, mais s'étaient arrêtées après avoir échoué à faire des progrès significatifs. Néanmoins, Xie Liaofu prévoyait de résoudre ce problème en environ un an.
Pour aucune autre raison que l'impulsion spécifique élevée et le carburant propre — vive l'écologisme !
Et les détails du projet martien de New Yuan prenaient encore lentement forme dans l'esprit de Xie Liaofu, c'est pourquoi Androff ignorait encore que pour les deux prochaines années, ils devraient continuer à travailler sur ces grosses fusées, même s'il estimait que la Fusée n°3 suffisait déjà pour toute l'ère de l'énergie chimique.
...
« Séparation ! »
secondes après le lancement de la mission Artémis 1, à une altitude d'environ 160 kilomètres, l'étage supérieur transportant le vaisseau se sépara du premier étage.
Le vénérable moteur RL-10 s'alluma, et continuerait d'accélérer pour amener le vaisseau Orion sur la Lune en 48 heures.
Les données transmises étaient d'une perfection extrême, et le cœur de Claire, suspendu, put enfin se détendre.
Le vaisseau Orion était mature et nécessitait à peine des tests. Ce n'était que la fusée SLS qui inquiétait constamment, mais heureusement, tout se passa normalement pendant les 500 secondes de vol, et les débris des propulseurs étaient déjà tombés à l'océan, prouvant que la conception était réussie. Les plus de 5 milliards de dollars dépensés pour la première fusée n'avaient pas été gaspillés.
« Merci mon Dieu, il semble que Xiaohei puisse partir un peu plus heureux. Bien qu'il ait annulé le programme Constellation, le redémarrage d'Artémis n'aurait pu se faire sans son soutien », marmonna Claire.
Claire calma discrètement son cœur battant et pensa qu'elle s'en était plutôt bien tirée. S'ils allaient sur la Lune avec trois SLS et une fusée Heavy Falcon en collaboration, ils pourraient l'exécuter d'ici mars 2018.
Même sans le Heavy Falcon, deux lancements SLS pourraient encore accomplir la mission d'alunissage avant le mois d'août 2018 initialement promis.