L’ingéniosité de l’hélicoptère sur Mars de la NASA: ce que vous devez savoir avant son premier vol

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  • L’ingéniosité prend son envol sur Mars dans cette animation de la NASA.

    NASA / JPL-Caltech

    Les rovers à roues de la NASA ont révélé une quantité incroyable sur Mars. De en savoir plus sur l’histoire humide de la planète et découvrir la chimie de son sol et la présence déroutante du méthane dans son atmosphère, les robots roulants ont été indispensables pour peindre une image de l’un des plus proches voisins de la Terre. Ils sont remarquables, mais ils ne peuvent pas couvrir beaucoup de terrain – un mouvement lent est essentiel pour les empêcher de tomber par-dessus une falaise ou de heurter un rocher.

    Mais imaginez s’ils pouvaient voler.

    Attacher un ensemble d’ailes à un robot sur une autre planète ouvrirait une toute nouvelle façon d’explorer d’autres mondes. «La capacité de voler où vous voulez, à grande vitesse, pour une vue rapprochée sans risque de dommages par collision ou chute, est une capacité passionnante», déclare Alan Duffy, professeur d’astrophysique à l’Université de Swinburne en Australie.

    C’est exactement ce que la NASA a fait avec Ingenuity, un minuscule, giravion léger devait à l’origine prendre son envol sur Mars le 11 avril, mais depuis reporté au “pas avant le 14 avril”. S’il vole, ce sera la première fois que des humains effectuent un vol motorisé et contrôlé sur une autre planète – un moment des frères Wright dans une autre partie du cosmos.

    Cependant, il existe des défis importants pour voler sur Mars et Ingenuity doit faire face à une planète qui aime particulièrement tuer des vaisseaux spatiaux. S’il réussit à décoller, il ouvrira la voie à de futures missions, plus profondément dans le cosmos.

    Voici pourquoi l’ingéniosité est si ingénieuse.

    Contrôles en amont

    Si vous vous demandez comment la NASA a amené un hélicoptère sur Mars et que vous avez l’impression de ne pas en avoir trop entendu parler, c’est probablement parce que le rover Perseverance de la NASA a volé tous les feux de la rampe. L’ingéniosité est une mission «à vélo» et une démonstration technologique. Ce n’est pas sur Mars pour faire de la science. Au contraire, il est conçu pour montrer que le vol motorisé est possible sur un autre monde.

    L’ingéniosité a été cachée dans le ventre de la persévérance pendant le long séjour du rover de la Terre à Mars, qui a débuté en juillet. Le rover a atterri sur la planète en février, et l’ingéniosité était saine et sauve depuis la surface martienne dure et froide jusqu’au 4 avril, lorsque La persévérance a soigneusement déposé le hachoir sur le sol.

    À bord de Perseverance, Ingenuity était protégé et alimenté par la suite d’instruments du rover. Mais après qu’il a été déposé et que la persévérance s’est éloignée, Ingenuity était froide et seule – littéralement. Les températures de Mars chutent bien en dessous de zéro la nuit, à environ moins 130 degrés Fahrenheit. Heureusement, Ingenuity a montré qu’il pouvait supporter le froid quand il a survécu à sa première nuit séparé de son copain rover.

    La relation avec Perseverance n’est pas terminée, cependant. Lorsque l’ingéniosité fera son premier vol, ce sera la persévérance qui relaiera ces messages sur Terre

    Le 6 avril, Ingenuity a pris sa première photo de Mars, un instantané basse résolution, orange et marron de la surface. Ce n’est pas grand-chose, mais si vous voulez être technique, c’est la première fois qu’un véhicule capable of flight a pris une photo de la surface de la planète rouge, donc c’est plutôt cool.

    Le 10 avril, la NASA a déclaré que c’était reportant le premier vol d’Ingenuity au “pas avant le 14 avril”, en raison d’une alerte de sécurité lors d’un test la veille des rotors de l’hélicoptère. Au cours de ce test, “la séquence de commandes contrôlant le test s’est terminée prématurément en raison de l’expiration d’un temporisateur de surveillance”, a déclaré l’agence spatiale dans une mise à jour du statut. “Cela s’est produit alors qu’il essayait de faire passer l’ordinateur de vol du mode ‘Pre-Flight’ au mode ‘Flight’.”

    La NASA a ajouté que le chronomètre de surveillance “supervise la séquence de commandes et alerte le système de tout problème potentiel. Il aide le système à rester en sécurité en ne procédant pas si un problème est observé.”

    L’équipe d’Ingenuity est en train de diagnostiquer le problème et reprogrammera le test du rotor en fonction de ses résultats, a déclaré l’agence, ajoutant que l’hélicoptère reste “sûr et sain”.

    Les portes de la cabine sont maintenant fermées

    Il y a une tonne de défis à relever pour voler sur Mars, mais le principal est l’air.

    Il y a une nette différence d’atmosphère entre la planète rouge et la Terre. L’atmosphère martienne est incroyablement mince par rapport à la nôtre, il est donc beaucoup plus difficile d’obtenir une portance. Ingenuity est conçu pour résoudre ce problème. Bien que nous ayons déjà tout appelé, d’un hélicoptère à un avion, d’un hélicoptère à un giravion, la technologie qui me rappelle le plus est un drone.

    Cependant, ses lames sont beaucoup plus grandes que celles d’un engin de taille similaire sur Terre et tournent à environ 2400 tr / min – six fois plus vite que sur un engin terrestre. À cette vitesse et à cette taille, des tests basés sur la Terre ont montré qu’Ingenuity devrait être capable de décoller sans problème sur Mars.

    Contrairement à un drone, cependant, personne ne pilote le véhicule en temps réel. L’équipe d’Ingenuity a dû télécharger des instructions sur l’engin bien à l’avance et recevra ensuite les données après son vol. L’ingéniosité est conçue pour être très autonome et pour se maintenir en bonne santé pendant le délai de communication entre les deux planètes.

    Préparez-vous au décollage

    Avant l’atterrissage de Perseverance dans le cratère de Jezero le 18 février, l’équipe d’Ingenuity était à la recherche d’un «aérodrome» et d’une «zone de vol» environnante – une zone plate, principalement vide sur la surface de Mars qui ne mettra pas en péril la sécurité d’Ingenuity.

    Heureusement, il y en avait un essentiellement à côté du site d’atterrissage. “Nous avons commencé à réaliser que nous pourrions avoir un très bon aérodrome, juste devant notre nez,” mentionné Håvard Fjær Grip de la NASA, pilote en chef d’Ingenuity. Grip dit que l’équipe a examiné “chaque rocher et caillou” avant de décider du port d’attache de l’hélicoptère.

    Dans les 30 sols (environ 31 jours terrestres), Ingenuity prévoit d’effectuer cinq vols, mais le premier est le plus important. Ce sera un vol assez simple.

    Le giravion décollera, tout droit, à une altitude d’environ trois mètres (environ 10 pieds) et stationnera sur place pendant environ 30 secondes. Ensuite, il effectuera un petit virage, avant de redescendre et d’atterrir à nouveau. Pendant le vol, les yeux et le cerveau d’Ingenuity feront des heures supplémentaires, préprogrammés par l’équipe pour assurer la sécurité de l’engin.

    Il prendra 30 images par seconde du sol pour comprendre où il se trouve et pour apporter les changements de trajectoire nécessaires – environ 500 fois par seconde, selon Grip. Cette autonomie garantit que l’ingéniosité ne sera pas déraillée par une soudaine rafale martienne.

    Un briefing d’après-vol devrait avoir lieu au plus tôt le mercredi 14 avril et sera disponible pour visionner sur NASA TV.

    Missions futures

    Comme les ingénieurs de la NASA l’ont répété à maintes reprises: Ingenuity est une «démonstration technologique», tout comme le tout premier rover sur Mars, Sojourner, qui a traversé la planète en 1997.

    À bien des égards, Ingenuity a déjà réussi: elle a survécu au voyage vers Mars, s’est installée sur la planète et a survécu à sa première nuit seule dans le froid. Son premier vol sera mémorable, non seulement pour l’exploration de Mars, mais aussi pour l’exploration de l’ensemble de notre système solaire.

    «Si Ingenuity prouve que nous pouvons piloter avec succès des avions sur d’autres planètes, cela élargira considérablement les possibilités d’exploration à l’avenir», déclare Jonti Horner, professeur d’astrophysique à l’Université du Queensland du Sud.

    Le vol est un puissant outil d’exploration. Si les robots peuvent rester dans les airs, ils pourront gravir rapidement les régions montagneuses, enquêter sur les fissures dans les collines, survoler les lacs ou les lits de lacs et se déplacer rapidement pour éviter le danger. Avec le bon équipement, ils pourront peut-être saisir des échantillons et les ramener à un robot roulant. Vous pouvez même imaginer un combo Mars rover-giravion dans le futur, permettant aux agences spatiales de repérer plus précisément leur emplacement d’atterrissage et de décider du meilleur endroit pour rouler le lendemain.

    Il y a d’autres missions – et mondes – qui bénéficieront également de la démo d’Ingenuity.

    Dragonfly explorera la lune de Saturne, Titan.

    NASA / JHU-APL

    Une de ces missions est Libellule de la NASA, que Horner appelle la «grande sœur» d’Ingenuity, cette mission visitera Titan, l’un des les lunes les plus intrigantes de Saturne. La lune est riche en matière organique, contient une atmosphère riche en azote comme la Terre et abrite lacs de méthane massifs et les tempêtes. Il peut même contenir des signes de vie, passée ou présente.

    “Titan ne ressemble à aucun autre endroit du système solaire, et Dragonfly ne ressemble à aucune autre mission,” dit Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour la direction de la mission scientifique. C’est un peu plus ambitieux que l’ingéniosité, avec le vaisseau spatial contenant tous les instruments nécessaires pour rechercher des signes de vie et pour étudier le cratère d’impact Selk, qui est soupçonné d’avoir autrefois contenu de l’eau liquide. Dragonfly devrait être lancé en 2027 et atteindre Titan d’ici 2034.

    Si l’ingéniosité décolle, le rêve d’un vol d’un autre monde deviendra une réalité – inaugurant la prochaine ère d’exploration spatiale planétaire.

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