Le tout premier hélicoptère spatial est en route vers Mars à bord du rover de la NASA

Le nouveau rover Mars de la NASA, qui lancé le 30 juillet, a un hélicoptère miniature niché dans son ventre.

Perseverance sera le cinquième rover de la NASA sur Mars, mais son hélicoptère passager clandestin, appelé Ingenuity, sera le premier vaisseau spatial du genre. Environ deux mois après l’atterrissage du rover, il est programmé pour abaisser l’hélicoptère à la surface martienne, reculer et regarder le petit drone effectuer une série de vols d’essai.

En cas de succès, ce seront les premiers vols contrôlés jamais effectués sur une autre planète.

L’ingéniosité n’est qu’une démonstration technologique, mais elle pourrait lancer une nouvelle approche pour explorer d’autres planètes.

«À l’avenir, cela pourrait transformer la façon dont nous faisons de la science planétaire sur ces autres mondes, et éventuellement devenir un éclaireur afin que nous puissions déterminer exactement où devons-nous envoyer nos robots», a déclaré l’administrateur de la NASA Jim Bridenstine lors d’un point de presse avant le lancement.

Voici comment fonctionne l’hélicoptère Ingenuity.

Les premières images de drone de Mars

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Un concept d’artiste de l’hélicoptère Ingenuity sur la surface martienne.


NASA / JPL-Caltech



Même pour une machine de 4 livres comme Ingenuity, la mince atmosphère martienne rend le vol difficile. L’air n’a que 1% de la densité de l’atmosphère terrestre.

«Le premier défi est de fabriquer un véhicule suffisamment léger pour être soulevé», a expliqué MiMi Aung, qui dirige le projet d’hélicoptère au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dans un vidéo à propos du vaisseau spatial. “Le second est de générer de la portance.”

Pour capter suffisamment d’air, les quatre pales en fibre de carbone de l’hélicoptère doivent tourner dans des directions opposées à environ 2400 tours par minute – environ huit fois plus vite qu’un hélicoptère de passagers sur Terre. Pour alimenter tout ce qui tourne, des panneaux solaires au-dessus du vaisseau spatial absorberont l’énergie du soleil.

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Un rendu animé d’Ingenuity, un hélicoptère stocké dans le ventre du dernier rover Mars de la NASA.


NASA / JPL-Caltech



“C’est un équilibre d’un système très léger, mais ayant assez d’énergie qui est nécessaire pour faire tourner les rotors si vite à soulever, et en plus de cela, avoir à concevoir dans l’autonomie”, a déclaré Aung.

Parce que la communication avec les vaisseaux spatiaux sur Mars prend quelques minutes, les contrôleurs au sol sur Terre ne peuvent pas diriger le vol d’Ingenuity en temps réel. Les ingénieurs ont donc déjà conçu et programmé cinq vols pour que l’hélicoptère effectue de manière autonome au printemps 2021.

Le premier vol testera simplement que l’hélicoptère peut décoller du sol et planer à 3 mètres (10 pieds) dans les airs. À partir de là, chaque test sera plus difficile que le précédent, aboutissant à un vol final qui pourrait transporter l’hélicoptère sur 50 mètres (160 pieds) de sol martien.

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Une animation de l’hélicoptère Ingenuity de la NASA explorant la surface martienne.


NASA / JPL-Caltech



Deux caméras situées sous le drone captureront des images de la surface martienne ci-dessous – une en couleur et une en noir et blanc.

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NASA / JPL-Caltech



Persévérance se regardera avec ses propres caméras, permettant à l’hélicoptère et au rover de s’enregistrer mutuellement.

“Imaginez que Perseverance regarde un hélicoptère qui vole autour de Perseverance, et que l’hélicoptère regarde Perseverance en nous donnant des images de ce que fait Perseverance”, a déclaré Bridenstine. “Nous allons pouvoir voir de nos propres yeux, avec des films, ce genre d’activités se déroulant dans un autre monde. Et je ne peux pas vous dire à quel point je suis excité.”

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NASA / JPL-Caltech



La NASA envisage déjà d’envoyer au moins un hélicoptère dans un autre monde au-delà de Mars: une mission prévue pour 2026 enverrait un hélicoptère à propulsion nucléaire pour rechercher une vie extraterrestre sur la plus grande lune de Saturne, Titan.

“Ce qui est vraiment le plus important, c’est que tout ce que nous apprenons ici concerne les futurs systèmes de rotocion que nous voulons introduire dans l’exploration spatiale”, a déclaré Aung.

Faire venir l’hélicoptère sur Mars nécessite un “ tour de magie ”

L’administrateur associé de la NASA, Thomas Zurbuchen, a proposé l’hélicoptère tardivement dans la conception du rover. Mais l’équipe derrière la machine était enthousiasmée par l’idée.

“J’ai dit à Thomas, tout ce que vous pouvez faire pour y arriver, je suis tout à fait d’accord”, a déclaré Bridenstine.

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Un ingénieur observe un test du système de livraison d’hélicoptères Mars à Lockheed Martin Space à Denver, Colorado, en avril 2019.

LMS


À ce moment-là, le sommet de Perseverance était déjà plein d’instruments et d’équipements. Il y avait très peu de place pour insérer une toute nouvelle machine.

“Un peu tard dans le match, on nous a demandé d’accueillir cette petite chose appelée l’hélicoptère Mars”, a déclaré Matt Wallace, directeur adjoint du projet Perseverance au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, lors du briefing. “Nous avons dû faire un petit tour de magie pour obtenir celui-là sur le rover. Nous avons sorti un petit lapin du chapeau.”

Étant donné que le dessous du rover avait une bande de panneau libre, les ingénieurs ont ramené l’hélicoptère léger et compact à l’intérieur.

Lockheed Martin, l’un des entrepreneurs de la NASA, a construit le système qui abaissera l’ingéniosité sur le sol martien. Environ deux mois après son atterrissage, Perseverance lâchera le bouclier qui recouvre l’hélicoptère. Le rover se rendra ensuite sur le terrain plat et exempt de débris que les responsables de mission auront sélectionné pour piloter Ingenuity.

Après six jours de vérification de tous les systèmes du robot, les responsables de mission enverront le signal de libération de l’hélicoptère. Un petit moteur électrique, un bras à ressort et un dispositif pyrotechnique tordront lentement Ingenuity loin du rover en position verticale, puis lâcheront le drone 5 pouces au sol.

L’hélicoptère de 19 pouces de hauteur aura environ 26 pouces de dégagement sous le ventre du rover.

Pour l’instant, ce système de livraison complexe est en attente alors qu’il parcourt 314 millions de miles jusqu’à sa destination.

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