Ploystock/Getty Images
Les vols spatiaux habités ont une histoire remarquablement brève. Youri Gagarine est devenu le premier humain dans l'espace à bord de Vostok 1 en 1961, suivi par la première EVA d'Aleksey Leonov en 1965 et par le premier changement d'orbite de GusGrissom et JohnYoung à bord de Gemini 3 la même année. Les missions Apollo, à commencer par Apollo 8 en 1968, nous ont transportés au-delà de l'orbite terrestre basse jusqu'à la Lune, et en 1969, Armstrong et Aldrin ont marché sur sa surface. Aujourd’hui, le programme Artemis de la NASA vise à ramener des astronautes sur la Lune d’ici 2026 et à lancer des missions avec équipage vers Mars dans les années 2030. La prochaine cible planétaire après Mars est Jupiter, même si un vol habité n'est pas prévu avant les années 2070. Si une telle mission était tentée, combien de temps le voyage prendrait-il et quel itinéraire serait nécessaire ?
Images Stocktrek/Getty Images
À son point le plus proche, Jupiter se trouve plus de 1 500 fois plus loin de la Terre que la Lune, à environ 365 millions de kilomètres. Voyager à la vitesse la plus rapide jamais atteinte par un véhicule fabriqué par l’homme – 24 816 mph – couvrirait cette distance en 613 jours environ, mais le voyage dans l’espace est bien plus complexe. La Terre et Jupiter sont en mouvement constant, un lancement doit donc être chronométré précisément pour que le vaisseau spatial arrive lorsque Jupiter est en position. De plus, un véhicule ne peut pas simplement circuler en ligne droite; il reste lié à la gravité du Soleil et doit suivre une trajectoire orbitale.
Les contraintes de carburant compliquent encore les choses. Dans l’espace, chaque unité de propulseur utilisée pour accélérer doit ensuite être utilisée pour décélérer. Ainsi, les planificateurs de mission recherchent des trajectoires qui minimisent la consommation de propulseur. Le concept de l'orbite de transfert Hohmann de WalterHohmann datant de 1925 fournit le chemin le plus efficace en matière de propulsion entre deux orbites circulaires.
Paul Campbell/Getty Images
L'orbite de transfert Hohmann calcule la trajectoire la plus courte et efficace en matière de propulseur entre la Terre et Jupiter. Le temps de transfert représente environ la moitié de la somme des périodes orbitales des deux planètes. Avec une période orbitale de 4 333 jours pour Jupiter et 365 jours pour la Terre, le voyage aller simple dure environ 1 174 jours, soit un peu plus de trois ans.
Le transfert nécessitant un alignement planétaire spécifique, une fenêtre de lancement appropriée se reproduit tous les 398,88 jours (environ 13 mois). Le voyage de retour nécessiterait une fenêtre comparable, la durée globale de la mission doit donc tenir compte de ces périodes d'attente.
EvanEl‑Amin/Shutterstock
Bien que les humains n’aient pas encore mis les pieds sur Jupiter, 11 missions robotiques – six survols et cinq orbiteurs – ont visité le système jovien. Le survol le plus rapide, NewHorizons, a atteint Jupiter en seulement 405 jours. Les orbiteurs, tels que Galileo et Juno, ont utilisé des assistances gravitationnelles et des trajectoires plus longues, mettant environ six ans à arriver. Les missions robotiques privilégient les trajets plus longs afin de conserver le propulseur pour l'insertion orbitale, alors qu'une mission habitée nécessiterait une approche plus courte et plus rapide pour réduire les besoins en survie.