Notre mission: Mars

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Message Dim 2 Déc 2007 - 14:20

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Message Dim 2 Déc 2007 - 15:15


Ce projet me tente ! Attention, le sérieux sera demandé, avec autant que possibles des chiffres et des calculs.

Bonus : mettre tout ça sous Orbiter pour le rendu final :P


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Message Dim 2 Déc 2007 - 15:18


Heuu ! toutes les étapes d'un projet comme celui la represente des tonnes de débat,
il faut un maitre de jeu, les modo vont avoir du travail, ca risque d'etre aussi chaud que le coeur du soleil. :)

:roll: je vais être vite largué par les pro, je suivrai de loin. :)

Un installation prolongée sur Mars (2-6 mois) ?

Europeen ou Patenariat avec la russie, chine, le japon?

Définition du cadre du cadre de la mission, ils vont faire quoi sur Mars, ?.
ensuite vient l'expression des besoins et la répartition des ateliers, sans
compter l'appel au vote sur les solutions proposées.

Orbiter est un atout interessant, il pourrait etre la conclusion.


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Message Dim 2 Déc 2007 - 15:29

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Message Dim 2 Déc 2007 - 15:56


Quelques arguments et documentation ici :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/propulsions-et-lanceurs-f18/les-differents-scenarios-pour-aller-sur-mars-t2938.htm

L'article d'Elisa Cliquet recensait pas mal d'analyses de missions, avec les références bibliographiques.
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Message Dim 2 Déc 2007 - 15:56


Bonne idée, j'approuve ;)
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Message Dim 2 Déc 2007 - 16:08


Bonjour,
@Socrates a écrit:Dans un premier temps il s'agirait de proposer les grandes lignes. Par exemple: pour le voyage aller, on sépare le cargo de l'équipage ou pas?

On dirait que tu lis dans mes pensées Socrates ...
Allez hop, je me lance. Je suis précisément en train d'étudier un nouveau concept pour une première mission martienne. Ce concept s'appelle TT1 pour "Tout en 1", (non étudié par Eliza Cliquet ...)
Le principe est simple, au lieu d'un cargo séparé du module habité, on regroupe tout ! Néanmoins, pour que la CU ne soit pas exagérée, on diminue l'équipage et on passe à 2 ! En vérité, je propose une redondance complète avec une 2ème fusée emmenant un autre équipage de 2, ce qui fait qu'on aurait 4 astronautes à la surface en même temps et au même endroit ... si tout se passe bien.
Par rapport à la DRM 3.0 que j'ai étudiée dans les détails, voici la composition de la CU d'une fusée à destination de Mars :
- Un petit réacteur nucléaire pour la surface.
- Un module de production de carburant CH4/02 comme pour la DRM3.0 (H2 amené + Sabatier etc)
- 1 module habité un peu réduit (pour 2).
- Des ressources en eau en air et en nourriture réduites (gain notable !)
- Une capsule de retour dans l'atmosphère pour 2.
- Un même système moteur pour la descente ... et pour la remontée.
En fait, le principe est simple, on fait comme dans la DRM3.0 mais on emporte aussi le module de production de carburant in situ. L'ajout de masse est presque entièrement compensé par la réduction de l'équipage et de ses besoins.
Par ailleurs, pas de véhicule de retour qui attend en orbite, je propose un retour direct depuis la surface de Mars.
Du coup, le scénario est largement simplifié et certains risques éliminés (rdv en orbite).
(Quelques) Conditions requises à vérifier pour la faisabilité du scénario :
1) Maîtrise parfaite de la production de carburant et du stockage.
2) Etre capable de produire suffisamment de carburant pour faire décoller un module habité complet (dans la DRM 3.0, l'étage de remontée est tout petit).
3) Bilan de masse correct. D'après mes calculs on est aux alentours de 75 tonnes à envoyer vers Mars, moteur nucléaire (ou Vasimr) pour speeder le voyage non compris.

A+,
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ps : il me semble qu'il y a un point important à considérer; si on peut effectivement produire du carburant sur place, le sacro-saint principe de minimisation de ce qui est envoyé en surface ne tient plus ! C'est pour cela qu'il me semble qu'on n'a pas grand intérêt à laisser un véhicule de retour en orbite et qu'il ne faut pas avoir peur de descendre un gros moteur.
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Message Dim 2 Déc 2007 - 16:23


Bon coté technique je risque d'etre largué, donc je prend l'aspect politique (qui sont les plus nombreux ? Les Européens (qui sont les pays représentés?) ou les Russes?), enfin un aspect interessant et plus simple :)

Bonne idée ;)
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Message Dim 2 Déc 2007 - 16:27


Quelle bonne idée :D :D :D :D

je pense que déjà il faut se fixer des objectifs:juste un raid pour dire on la fait( comme les missions Apolo), mission d'exploration courtes, missions d'explorations longues, début de colonisation (occupation permanente d'une base, un peu comme l'ISS). Je pense qu'une exploration longue est la plus probable, vue le prix on ne va pas envoyer des humains sur place pour prendre trois photos deux cailloux et revenir. Prendre aussi en compte les aspects politico-financiers est important afin de ne pas avoir une projet absurde me semble important.

Ensuite la solution 2 fois 2 personnes peu très vite tourner à l'enfer sur un long voyage, les astronautes devront être très fort mentalement.... Je pense que un crew de 4 personnes est le minimum.
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Message Dim 2 Déc 2007 - 16:40


Simple idée de ma part, le stockage de l'eau, de la noutriture, de l'air, du carburant,
plus les équipements pour deux ans, cela nécessite beaucoup de place, il faut un gros vaisseau.

2 personnes me semble pas suffisant, cela pose un problème de sécurité, il en faudrait
au moins 4, dont un médecin ou discipline +.

Il est possible que l'on doit assembler ce gros vaisseau avec plusieurs modules en
orbite, quand au module de descente, on pourrait s'en passer, ils peuvent être recuperer par l'iss dans
un premier temps et revenir en soyouz.

Si c'est un projet uniquement européen, j'imagine un assemblage de contenaires de la taille
de l' atv cargo, ayant des spécificités dédiés à leur fonction, relié par des noeuds autour d un grand axe, 3 par 3,
le tout poussé par un réacteur nucléaire, resterait l'épineux problème de l'atterrisseur martien.
ca ressemblerait de loin au vaisseau de 2001 sans la tete et en plus petit.

:)


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Message Dim 2 Déc 2007 - 16:56


L'interface d'un forum ne me semble pas optimal pour ce genre de chose. Je cherche quelque chose qui pourrait convenir mieux, tout en restant dans notre communauté...

Je pense à un Wiki.
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Message Dim 2 Déc 2007 - 21:59

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Message Dim 2 Déc 2007 - 23:00


Bon, je prends le "train" en marche, comme d'habitude... ;)
J'ai un peu tout lu, et je suis tenté de participer à ce GedankenProjekt. Mais j'ai l'impression que le profil de mission (round trip en 30 mois ou en 8 mois) n'est pas clairement établi dans ce qui a été écrit jusqu'à présent dans ce fil. Vous connaissez tous vers quel profil de mission penche mon cœur (et ma raison). Or, tout dans ce choix est déterminé par les deux paramètres suivants : Isp & rapport poussée/masse. C'est là qu'intervient le choix du type de propulsion : VASIMR alimenté par générateur photovoltaïque (PV) en couches minces. Effectivement, c'est la combinaison qui permet des missions à 8 mois (à raison de 4 kW/kg de générateur PV, il faudrait vérifier si je ne trompe pas, mais autant que je me rappelle on était déjà arrivé à cette conclusion il y a quelques mois).
Tout tient dans la réponse à la question : où en est-on du développement de ce type de générateurs PV ? Il faudrait donc d'abord s'enquérir de l'état de l'art sur cette question... Or je n'ai rien de neuf concernant la maturité de cette technologie depuis :
http://www.hapcos.org/DOCS/download.php?id=81&type=pdf
qui date de janvier 2006, et :
http://www.hapcos.org/DOCS/download.php?id=173&type=pdf
qui date de mai 2006.

_________________
Les fous ouvrent les voies qu'empruntent ensuite les sages. (Carlo Dossi)
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Message Lun 3 Déc 2007 - 8:24


Argyre:
Il me semblait que l'intérêt de découpler le cargo du vol habité était
qu'on ne lançait le vol habité qu'une fois la production du propergol
de retour mise en marche. En lançant tout en même temps, on perd cette
marge de sécurité. Chacun des deux vols habités doit donc avoir la
capacité de produire le propergol de retour pour deux en cas de
défaillance de l'un. Si j'ai bien compris ce que tu propose.
Comment se décomposent ces 75 tonnes et quelles sont tes hypothèses sur le réacteur nucléaire ?

Socrates:
17 lancements pour une mission, ça commence à faire beaucoup...

Henri:
Effectivement, il faudrait peut-être préciser la stratégie avant de rentrer plus dans les détails...
Sinon, il y a également des trajectoires qui permettent le "round-trip"
en 450 jours, avec 30 à 90 jours sur Mars, bien moins gourmandes en
énergie, et qui pourraient encore être acceptables du point de vue de
la durée. Ca se ferait même avec moins de 10 MW et une masse spécifique
de la centrale électrique assez conservative (10 kg/kW).
Dans le document que tu as donné dans une autre discussion sur le "tug"
lunaire, Chang-Diaz donnait 3 kg/kW comme état de l'art pour une
centrale solaire, avec 2 kg/kW possible (donc encore loin des 4 kW/kg=0.25 kg/kW
dont tu parles pour ces films souples, mais peut-être néanmoins déjà
suffisant).

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Message Lun 3 Déc 2007 - 10:54


Bonjour,
@lambda0 a écrit:Argyre:
Il me semblait que l'intérêt de découpler le cargo du vol habité était
qu'on ne lançait le vol habité qu'une fois la production du propergol
de retour mise en marche. En lançant tout en même temps, on perd cette
marge de sécurité. Chacun des deux vols habités doit donc avoir la
capacité de produire le propergol de retour pour deux en cas de
défaillance de l'un. Si j'ai bien compris ce que tu propose.
Comment se décomposent ces 75 tonnes et quelles sont tes hypothèses sur le réacteur nucléaire ?
Pour le propergol, pas nécessairement. S'il y avait un problème avec une usine de production de carburant, je pencherais plutôt pour un retour à 4 dans la même fusée, dans des conditions de vie dégradées mais acceptables. Toutefois, l'option que tu proposes (remplir les réservoirs de carburant par la même usine de production) est également envisageable, avec peut-être différents scénarios du style report au maximum du lancement depuis Mars, voire prolongement de la mission pour 2 ans (sachant que la mission suivante peut amener des provisions supplémentaires). L'intérêt de tout dupliquer et d'avoir plus de marge de manoeuvre.
Pour la CU, voici la décomposition approximative :
- système de support de vie : 3 t (DRM 3.0 = 4,6 t)
- affaires de l'équipage et consommables : 4 t (DRM3.0 = 12t)
- structure habitat : 4,5 t (DRM 3.0= 5,5 t)
- équipage : 0,166 t (2 personnes, DRM 3.0=0,5t pour 6 personnes ...)
- structure du vaisseau : 3,2 t (=DRM 3.0)
- système de propulsion terminal + remontée : 2 t (DRM 3.0 = 1 t)
- carburant, bouclier, parachute : 25,6 t (=DRM 3.0)
- capsule de retour sur Terre : 2,4 t (Soyouz pour 3 personnes = 2,8t)
- système de production de carburant in situ : 3,9 t (=DRM3.0 cargo)
- réacteur nucléaire 160 kW : 11,4 t (=DRM 3.0 cargo)
- stock d'H2 : 5,4 t (= DRM 3.0 cargo, insuffisant ... à discuter)
- équipement photovoltaïque de secours : 800 kg
- 2 véhicules martien non pressurisés : 1 t
- "DIPS cart de 15 kWe" : 1,5 t (DRM 3.0)
- divers (équipement scientifique, équipements EVA, comm. , ordi ...) : 5 t
Total : 73,9 t
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Message Lun 3 Déc 2007 - 11:05


Argyre pour ton calcul au niveau des affaires de l'équipage et consommables, me semble faux, je m'explique, d'aprés un récente étude de la NASA (http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=4790), il faut compter 5 kg par et par personne, d'eau, d'air, de nourriture...
donc, 5 x 2 = 10 kg par jour pour un équipage de 2 personnes, pour une mission de 2 ans minimum il faut compter 10 x 365 x 2 = 7300 kg soit 7,3 tonnes pour seulement 2 personnes.

Cordialement


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Message Lun 3 Déc 2007 - 11:12


Wouam 73,9T :shock:

Il faudra un lanceur de 200T en LEO pour lancer 73,9T vers Mars.
On y va pour 2 lanceurs.

Le 1er lancement à pour but d'envoyer sur Mars tout ce qui n'est pas utile à la survie de l'équipage.

genre :

capsule de retour sur Terre : 2,4 t (Soyouz pour 3 personnes = 2,8t)
- système de production de carburant in situ : 3,9 t (=DRM3.0 cargo)
- réacteur nucléaire 160 kW : 11,4 t (=DRM 3.0 cargo)
- stock d'H2 : 5,4 t (= DRM 3.0 cargo, insuffisant ... à discuter)
- équipement photovoltaïque de secours : 800 kg
- 2 véhicules martien non pressurisés : 1 t
- "DIPS cart de 15 kWe" : 1,5 t (DRM 3.0)
- divers (équipement scientifique, équipements EVA, comm. , ordi ...) : 5 t
ect ect ..

Et le 2eme lancement, ben ca sera l'équipage et tous les équipements de survie.
ManouchKa
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Message Lun 3 Déc 2007 - 11:22


@Argyre a écrit:- affaires de l'équipage et consommables : 4 t (DRM3.0 = 12t)
Pour le consommable, à bien y regarder, dans la DRM 3.0, il est prévu d'apporter des compléments dans le cargo. (j'avais même pas vu le message d'Apolloman ...) Quelque part, il me semble que cette DRM 3.0 comporte des risques assez importants : si le vaisseau réussit à atterrir, mais très loin du vaisseau cargo, non seulement ils ne pourront pas rentrer à la maison, mais en plus ils mourront de soif avant !
Quoi qu'il en soit, il doit falloir ajouter quelque chose comme 4 t d'eau à ce chiffre dans un concept TT1, non ?
Par ailleurs, pour Henri : je me place personnellement dans un scénario à 3 ans, dont 500 jours à la surface. Pour ce qui est de la propulsion, je me fierais plutôt au nucléothermique, qui est suggéré dans la DRM 3.0 et plus proche d'être maîtrisé que le VASIMR.
Pour Socrates, je pense qu'il est préférable d'avoir un lanceur lourd, capable d'envoyer au moins 75 tonnes en orbite basse. Il faudrait donc une fusée de type Saturn V ou Ares V. Pour un lancement de 2 fusées vers Mars, il faudrait donc 4 lancements lourds avec assemblage en orbite de la partie propulsive nucléothermique avec la CU de mon message précédent. A priori, je pencherais plutôt pour un décalage de quelques semaines entre les 2 lancements.
Autre point important : il est évident qu'il faudrait tester la production de carburant lors d'une mission robotique avec retour d'échantillons. Dans tous les cas, il faudrait avoir 99,99% de confiance dans le fonctionnement de cette usine de production, autant finalement que dans le système de support de vie qui contrôle la pression, la température, le taux d'humidité, de CO2, d'O2, les particules etc.

Cordialement,
Argyre
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Message Lun 3 Déc 2007 - 11:35


@ManouchKa a écrit:Wouam 73,9T :shock:

Il faudra un lanceur de 200T en LEO pour lancer 73,9T vers Mars.
On y va pour 2 lanceurs.

Le 1er lancement à pour but d'envoyer sur Mars tout ce qui n'est pas utile à la survie de l'équipage.
Et le 2eme lancement, ben ca sera l'équipage et tous les équipements de survie.

Oui, c'est la DRM 3.0 de la NASA !
Mais l'inconvénient de cette stratégie est qu'on envoie 2 fois le système propulsif, et 2 fois le système de descente avec bouclier, moteur, carburant et parachutes. Et comme je l'ai signalé dans mon message précédent, il y a un risque important à faire atterrir le module de retour et le module habité séparément.

Et si on s'en tient à 2 équipages de 2 personnes, cela ferait 4 fusées à envoyer vers Mars.
Et si on envoie 1 seule fusée avec module habité, il n'y a plus duplication de tous les systèmes ...

A+,
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Message Lun 3 Déc 2007 - 11:53


@Argyre a écrit:
...
Par ailleurs, pour Henri : je me place personnellement dans un
scénario à 3 ans, dont 500 jours à la surface. Pour ce qui est de la
propulsion, je me fierais plutôt au nucléothermique, qui est suggéré
dans la DRM 3.0 et plus proche d'être maîtrisé que le VASIMR.
Pour
Socrates, je pense qu'il est préférable d'avoir un lanceur lourd,
capable d'envoyer au moins 75 tonnes en orbite basse. Il faudrait donc
une fusée de type Saturn V ou Ares V. Pour un lancement de 2 fusées
vers Mars, il faudrait donc 4 lancements lourds avec assemblage en
orbite de la partie propulsive nucléothermique avec la CU de mon
message précédent. A priori, je pencherais plutôt pour un décalage de
quelques semaines entre les 2 lancements.
Autre point important : il
est évident qu'il faudrait tester la production de carburant lors d'une
mission robotique avec retour d'échantillons. Dans tous les cas, il
faudrait avoir 99,99% de confiance dans le fonctionnement de cette
usine de production, autant finalement que dans le système de support
de vie qui contrôle la pression, la température, le taux d'humidité, de
CO2, d'O2, les particules etc.

Il y a des scénarii en propulsion électrique basés sur des moteurs
disponibles (par exemple les moteurs Hall du scénario Energya), ou
proche de l'être (MPDT)il ne faut donc pas se focaliser uniquement sur
le Vasimr, même si les progrès semblent rapides dans ce domaine. Et
diverses propulsions électriques ont déjà volé, contrairement aux
moteurs nucléothermiques. Il me semble que l'article d'Elisa Cliquet
(le résumé de 13 pages pour l'AIAA), également signé par Heidmann,
penchait nettement vers la propulsion électrique.

Mais si on accepte le principe d'une mission de 3 ans (c'est surtout
sur ce principe que je bute un peu), on peut effectivement utiliser des
solutions plus traditionnelles comme tu le proposes, encore que
l'intérêt de l'étage nucléothermique est à examiner attentivement (voir
un message de Henri sur le sujet, au sujet de l'altitude minimale de
démarrage de ce réacteur).
Retour d'échantillons : je vois maintenant que tu acceptes ce principe,
au moins comme prétexte pour tester l'ISRU. Sage précaution !
A bien y réfléchir, le fait de poser délicatement en automatique à 100
millions de km un réacteur nucléaire de plus de 10 tonnes et tout ce
qui va autour ne paraissait pas évident (jusqu'à présent, on n'a posé
que des petites sondes de quelques centaines de kg, et on en a perdu
quelques unes), et le fait que dans ton scénario, tout celà soit posé en
même temps que l'équipage permet des interventions en cas de petit
problème. On peut aussi considérer que celà réduit le risque de
défaillance.

Faut voir. Il n'y a peut-être pas de "meilleure solution", et suivant
l'importance qu'on accorde aux différents paramètres, on obtient des
profils de mission très différents.

A+
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Message Lun 3 Déc 2007 - 12:15


@lambda0 a écrit:Retour d'échantillons : je vois maintenant que tu acceptes ce principe,
au moins comme prétexte pour tester l'ISRU. Sage précaution !
A bien y réfléchir, le fait de poser délicatement en automatique à 100
millions de km un réacteur nucléaire de plus de 10 tonnes et tout ce
qui va autour ne paraissait pas évident (jusqu'à présent, on n'a posé
que des petites sondes de quelques centaines de kg, et on en a perdu
quelques unes), et le fait que dans ton scénario, tout celà soit posé en
même temps que l'équipage permet des interventions en cas de petit
problème. On peut aussi considérer que celà réduit le risque de
défaillance.
Oui, tout à fait. Je pense d'ailleurs qu'une mission de retour automatique d'échantillons pourrait être plus risquée qu'une mission habitée, précisément parce que l'humain ne peut pas intervenir à la dernière minute pour effectuer une correction ou annuler une manoeuvre.
Et puis, le déploiement d'un réacteur nucléaire et d'une usine de production de carburant me parait complexe. Faire tout en automatique est une véritable gageure. Imaginons un peu qu'on envoie un module cargo avec tout automatisé pour la production de carburant et que cette production ne démarre pas à cause d'une défaillance électronique, là où le simple appui sur un bouton aurait fait l'affaire ! En vérité, il peut y avoir des dizaines de cause de défaillance avec pour conséquence la non production de carburant, alors que la présence d'un humain l'aurait permise.
Pour rappels, la descente du LEM était commandée en manuel et ça a très bien marché.
Autre fameux exemple : l'équipage d'Apollo 13 ne serait jamais revenu sain et sauf sur Terre si tout avait été automatisé. Au contraire, le scénario de retour qui a été mis en oeuvre n'avait jamais été envisagé ...

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Message Lun 3 Déc 2007 - 12:28


Accessoirement, une fois que ce réacteur a démarré et fonctionné
pendant plusieurs mois, on ne peut probablement plus s'en approcher à
moins de quelques dizaines ou centaines de mètres (ou alors la masse du
bouclier serait rédhibitoire). Ce serait un peu ballot de
produire du propergol et de ne pas pouvoir le récupérer sans se prendre
une bonne dose de radiations.
Je ne me souviens plus comment la DRM3.0 gérait celà.
Par contre, si le réacteur descend avec l'équipage, on l'installe à
distance respectable à 1 km de l'habitat avant de le démarrer, on tire
des cables électriques, et l'usine de production se trouve à côté de
l'habitat/vaisseau de retour et loin du réacteur.


A+

EDIT:
Réflexion faite, une fois sur place, comment on fait pour transporter
un truc de plus de 10 tonnes sur plusieurs centaines de mètres
(équivalent à 4 tonnes, même la faible gravité) ?
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Message Lun 3 Déc 2007 - 12:59


@lambda0 a écrit:EDIT:
Réflexion faite, une fois sur place, comment on fait pour transporter
un truc de plus de 10 tonnes sur plusieurs centaines de mètres
(équivalent à 4 tonnes, même la faible gravité) ?

Oui, bonne question !
Dans la DRM3.0, il est prévu de longs câbles dans la CU, mais je ne sais plus comment ils déploient le réacteur.
Pour le descendre, il suffirait sans doute d'un treuil, et pour le déplacer à la surface de Mars, il suffirait de le mettre sur roues. Mais je n'ose imaginer que cela soit fait de manière automatique ...

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Message Lun 3 Déc 2007 - 13:11


Nous voilà avec un bon gros problème de déménageurs Notre mission: Mars Icon_lol
Bon, j'ai des souvenirs d'avoir poussé des bagnoles de seulement 1
tonne sur du bitume bien plat, alors sur les cailloux de Mars, tu peux
rajouter un bon tracteur à ta CU Notre mission: Mars Icon_wink
lambda0
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