Ce chapitre présente un planning pour une première mission dans un temps minimal. Ce délai peut être allongé pour espacer les tirs. Comme évoqué plus haut, le moment T0 est défini comme l’alignement Terre-Vénus-Soleil au cours du voyage du premier équipage. À ces missions devront se rajouter (en avance sur le projet) un programme robotisé de reconnaissance et d’installation de relais de communication autour de Vénus, ainsi qu’un programme de développement des éléments cités dans le §3, notamment le VHP et le lanceur vénusien.

3.1. Fenêtre de tir

Tous les lancements ne se feront pas comme habituellement au cours d’une fenêtre de tir direct en faisant varier les paramètres de l’orbite de transfert. Afin d’espacer au mieux les lancements, c’est donc la même orbite (ce qui permet de conserver le même Delta-V) qui sera utilisée pour tous les transferts, mais pas uniquement en tir direct. Ce sont au total 6 trajectoires différentes.

  • Trajet direct (TD0) départ 57,3 jours avant l’alignement, arrivée 52,25 jours après l’alignement.

C’est le tir privilégié pour les vols habités, il consiste à effectuer un trajet direct de la Terre vers Vénus en 109 jours.

  • Trajet aphélie (TA0) départ 138,4 jours avant l’alignement, arrivée 40 jours après l’alignement.

Au lieu d’être lancée vers Vénus, la charge utile est envoyée vers l’aphélie puis recoupe l’orbite terrestre avant d’attendre Vénus. Ce trajet est beaucoup plus long que le tir direct (180 jours) mais permet d’avoir un tir 80 jours avant le TD0 et d’arriver une dizaine de jours avant.

  • départ 250,5 jours avant l’alignement, arrivée 158 jours après l’alignement.

La charge utile est lancée vers le périhélie comme pour un tir direct, mais elle effectue une orbite complète avant de rejoindre Vénus. Même si cette manœuvre rallonge énormément le trajet (ce qui exclut un vol habité), elle permet d’effectuer (avec un même Delta-V), le tir 110 jours avant le TA0 et donc d’espacer les tirs sur tout l’alignement au lieu de les concentrer autour de la fenêtre de tir direct.

  • Trajet aphélie +1 (TA1) départ 331,6 jours avant l’alignement, arrivée 145,7 jours après l’alignement.

Le tir est effectué vers l’aphélie et effectue une orbite complète avant de rejoindre Vénus. Toujours dans un but de lisage de l’activité des pas de tirs, ce trajet demande un lancement 80 jours avant TD1.

  • Trajet direct +2 (TD2) départ 443,7 jours avant l’alignement, arrivée 264 jours après l’alignement.

Trajet identique au TD1 mais effectue deux orbites d’attente au lieu d’une.

  • Trajet cycleur retour (TCR) : départ 57,3 jours après l’alignement, arrivée 52,25 jours avant l’alignement +3.

C’est un trajet particulier, qui permet de lancer le cycleur de retour.

Représentation des trajet TD0 a TA1

3.2.  Planning Vesta 1

Le facteur déterminant du temps de préparation de la première mission est le lancement du cycleur de retour. En effet, il devra passer 3 alignements sur orbite d’attente avant de pouvoir récupérer l’équipage aux abords de Vénus pour le ramener sur Terre. Ce lancement (sur le trajet appelé TCR) triple (deux lanceurs pour le cycleur plus un pour le cargo) devra donc se faire à l’alignement -2 (le retour se fera à l’alignement 1).

Les trajectoires autour de l’alignement -1 seront consacrées à la mise en place de la base. La TA0 est la première à arriver sur Vénus, elle transportera l’habitat qui sera le premier à effectuer une rentrée vénusienne car en cas d’échec cela apportera des enseignements aux éléments plus coûteux. Les trajets TD1 et TA1 seront consacrés à l’envoi du système de lancement qui sera donc actif au plus tôt et pourra placer en orbite le RCR de secours avant même le départ de l’équipage de Vesta 1, qui sera reporté en cas d’échec. Même si c’est le premier à partir, le trajet TD2 est le dernier arrivé, il transporte donc le fret inutile sans équipage. De plus, les trajets TD0 et TCR seront consacrés au lancement des cycleurs aller pour Vesta 3 et de retour pour Vesta 2.

L’alignement 0 aura bien évidemment pour point d’orgue le trajet TD0, avec le lancement par paire du cycleur d’aller de Vesta 1 et le lancement simple qui enverra le cargo et surtout le VHP qui transporte l’équipage Vesta 1. Le trajet TA0 sera réservé au lancement d’un éventuel module perdu dans une fenêtre de tir précédente. Les trajets TD1 et TA1 seront consacrés au système de lancement secondaire et au VHP de secours, en lieu et place d’un RCR (des Arianes 6.4 seront utilisées pour compenser le différentiel de performance). Le trajet TD2 sera consacré aux préparatifs de Vesta 2.

En plus du retour de Vesta 1 et du départ de Vesta 2, l’alignement 1 offre de nombreux trajets libres pour permettre de donner de l’ampleur à Vesta 3 et passer de l’exploration à l’occupation.

Il est à noter qu’à partir de Vesta 4, il ne sera plus nécessaire de lancer de nouveau cycleur car Vesta 4 utilisera le cycleur de Vesta 1, Vesta 5 celui de Vesta 2, et ainsi de suite. Cependant, des modules supplémentaires peuvent être ajoutés pour accroitre la taille de l’équipage.

  Départ Terre   Arrivée Venus    
Trajet Alig Jours ΔT0 Alig Jours Lancement CU Remarque
TCR -2 57,3 -1111 1 -52,3 LP6.4+LS6.2 Cycleur retour 1 + cargo Cycleur qui ramènera Vesta 1
TD2 -1 -444,0 -1028 -1 263,4 LP6.4 2 modules fret Fret et expériences pour Vesta 1
TA1 -1 -332,0 -916 -1 146,0 LP6.2 ISRU + RCR Système de lancement principal
TD1 -1 -251,0 -835 -1 158,0 LP6.4 Pas de tir + lanceur
TA0 -1 -138,0 -722 -1 40,0 LP6.2 Habitat + RCR (secours)  
TD0 -1 -57,3 -641 -1 52,3 LP6.4 Cycleur aller 3 Cycleur qui emmènera Vesta 3
TCR -1 57,3 -527 2 -52,3 LP6.4+LS6.2 Cycleur retour 2 + cargo Cycleur qui ramènera Vesta 2
TD2 0 -444,0 -444 0 263,4 LP6.4 2 modules fret Fret et expériences pour Vesta 2
TA1 0 -332,0 -332 0 146,0 LP6.4 ISRU + VHP Système de lancement de secours LP6.4 remplace LP6.2 pour ISRU+VHP pour compenser le manque puissance du VHP
TD1 0 -251,0 -251 0 158,0 LP6.4 Pas de tir + lanceur
TA0 0 -138,0 -138 0 40,0 ??? Libre En cas d’échec d’un tir précédent
TD0 0 -57,3 -57 0 52,3 LP6.4+LS6.4 Cycleur aller 1 + cargo + VHP Lancement de Vesta 1 + son cycleur
TCR 0 57,3 57 3 -52,3 LP6.4+LS6.2 Cycleur retour 3 + cargo Cycleur qui ramènera Vesta 3
TD2 1 -444,0 140 1 263,4 ??? Libre  
TA1 1 -332,0 252 1 146,0 ??? Libre  
TD1 1 -251,0 333 1 158,0 ??? Libre  
TA0 1 -138,0 446 1 40,0 LP6.4 2 modules fret Fret et expériences pour Vesta 3
TD0 1 -57,3 527 1 52,3 LP6.4+LS6.4 Cycleur aller 2 + cargo + VHP Lancement de Vesta 2
TCR 1 57,3 641 4 -52,3 ??? Libre Retour de Vesta 1

Sur cette période de 4 ans et 10 mois, la répartition des lancements sera donc :

Mise en place base vénusienne : 6 lancements (4 Ariane 6.2 + 2 Ariane 6.4)

Mise en place de 2 cycleurs : 4 lancements (4 Ariane 6.4) / mission (réutilisables tous les 3 alignements)

Mise en place systèmes de secours :  4 lancements (4 Ariane 6.4)

Lancement d’une mission habitée (VHP + 2 cargos + 2 frets) : 4 lancements (3 Ariane 6.4 + 1 Ariane 6.2)

Tant que l’équipage est sur Vénus, il n’est pas en danger de mort car il a des vivres pour plusieurs alignements. La présence d’un système de secours est donc rassurante, mais non indispensable, son lancement est donc soumis aux capacités financières du programme. Deux cycleurs an minimum sont nécessaires pour une mission, mais ces deux seuls cycleurs ne sont utilisables que tous les trois alignements (environ 5 ans). S’il y a une volonté d’augmenter la cadence (comme dans le planning présenté), il sera nécessaire d’envoyer deux autres paires de cycleurs.

Finalement, le nombre minimal de lancements de Vesta 1 est de 14 tirs (base vénusienne + 2 cycleurs + mission habitée). Pour Vesta 2, ce nombre varie de 4 lancements pour une mission habitée simple 5 ans après Vesta 1, à 12 si la mission part avant le retour de Vesta 1 et intègre un système de lancement de secours.

Ce nombre de tirs peut paraître impressionnant, mais il faut garder à l’esprit que les projets de mission martienne (type Mars semi-direct) nécessitent 4 à 6 lanceurs SLS au moins 6 fois plus puissants qu’Ariane 6. De plus, ce sont des lanceurs commerciaux qui sont utilisés, ils ont un coût par kg bien inférieur au SLS et une telle quantité permet d’importantes économies d’échelle et de remplacer les subventions aux opérateurs de lancement en garantissant un grand nombre de tirs. Finalement, si on fait une équivalence en masse en orbite basse (~20 t/Ariane 6.4), on est proche du programme ISS (ATV, HTV et Progress compris) entre 2006 et 2011 (retour en vol de la navette) alors que le gros des lancements était fait par la navette spatiale à un coût exorbitant. Vu que les trajets sont séparés de 80 à 120 jours et que les lancements sont doubles ou triples, il faudra maintenir un rythme d’un lancement tous les 40 jours pendant au moins 4 ans. Ce rythme pourrait saturer des installations du type du centre spatial guyanais. Pour éviter cela il y a plusieurs solutions :

               – Un allongement des préparatifs sur plusieurs alignements supplémentaires.

– La construction d’un second ensemble de lancement Ariane à Kourou afin de pouvoir conserver les activités commerciales en parallèle.

– Un partenariat international avec les USA (Delta IV, Atlas 5, Vulcan, Falcon Heavy réutilisée ou Falcon 9 consommable pour remplacer une Ariane 6.2), la Russie (Proton, Angara 5, Soyouz5.3), le Japon (H3 uniquement à la place d’une Ariane 6.2) la Chine (CZ-5) ou l’Inde (lanceur à développer) permettant de répartir les tirs.

 – L’utilisation de lanceurs lourds (type Falcon Heavy consommable, New Glenn, CZ-9 ou développé pour l’occasion) remplaçant les lancements par paires.

Avec des années à 8 (1997) et 9 (1985) tirs de navettes spatiales par an, une cadence similaire répartie sur plusieurs agences et avec des lanceurs classiques ne parait pas irréaliste.