Ingenuity sur Mars : il vole !

Le 19 avril 2021, un petit drone-hélicoptère a pris son envol sur Mars : Ingenuity.

Il s’agit d’une prouesse technologique réalisée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en charge de la mission Perseverance. C’est la première fois qu’un engin motorisé décolle depuis la surface d’un monde extraterrestre.

Séquence d’images capturées par l’imageur Mastcam-Z à bord du rover Perseverance le 19 avril 2021, Ingenuity se soulève de la surface martienne, plane pendant 30 secondes, puis retombe. (crédits NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS)

Un premier vol réussi malgré quelques difficultés

Ingenuity est une mission de démonstration technologique, objectif secondaire sur le rover Perseverance et a donc atterri sur Mars le 18 février dernier. Il a été largué du ventre du rover le 3 avril.

Cette animation montre chaque étape du déploiement d’Ingenuity depuis le ventre du rover Perseverance entre le 26 mars et le 3 avril 2021. L’image finale montre l’hélicoptère au sol après que le rover s’est éloigné d’environ 4 mètres.
Ces images ont été prises par la caméra WATSON sur l’instrument SHERLOC du rover situé à l’extrémité du bras robotisé ( crédits NASA / JPL-Caltech)

Initialement prévu pour le 8 avril, le vol avait été reporté une première fois pour que l’équipe de mission puisse mieux préparer le décollage et afin que les batteries du drone soient correctement chargées. Puis le décollage a été reporté au 14 avril au plus tôt suite à un arrêt prématuré d’un test de rotation à grande vitesse des pales. Finalement le vol fut une nouvelle fois décalé pour permettre la mise à jour du logiciel de vol d’Ingenuity pour son vol autonome.

D’une durée totale de 39,1 secondes, le premier vol de ce petit drone de 1,8 kg sur Terre est une prouesse car voler de manière contrôlée sur Mars est bien plus difficile que de voler sur Terre. La planète rouge a une gravité significative (environ un tiers de celle de la Terre), mais son atmosphère n’est que de 1% aussi dense que celle de la Terre à la surface.

L’hélicoptère-drone a décollé pour ce premier vol à 7h34 UTC, 12 h 33 Heure solaire moyenne locale sur Mars. Cet horaire a été déterminé par l’équipe de la mission comme étant optimale pour la charge de la batterie notamment.

Les données de l’altimètre indiquent qu’Ingenuity a atteint son altitude maximale prévue de 3 mètres, a tourné de 96°, a été légèrement déporté par le vent mais s’est rétabli, se maintenant en vol stationnaire stable pendant 30 secondes avec une rotation des pales jusqu’à 2400 tours/min. Il est ensuite redescendu sur le sol martien.

Cette carte altimétrique montre les données du premier vol de l’hélicoptère Ingenuity Mars de la NASA, qui a eu lieu le 19 avril 2021 (crédit NASA / JPL-Caltech)

Ingenuity a déjà démontré ses objectifs :

  • Effectuer un vol stable sur Mars
  • Obtenir des données pour la conception et évaluer les capacités requises par de futurs véhicules aériens plus gros qui pourraient être déployés sur Mars ou d’autres mondes dans le Système Solaire, comme la lune Titan de Saturne.
Ingenuity a pris cette photo de sa propre ombre, tout en planant au-dessus de la surface martienne le 19 avril 2021 avec sa caméra de navigation (crédit NASA/JPL-Caltech)

Un petit morceau d’histoire embarqué sur Ingenuity

Ingenuity a emporté un petit échantillon de tissu de mousseline de l’aile inférieure gauche de l’avion des frères Wright, le Flyer 1, avec lequel ces Américains ont effectué les premiers vols contrôlés et motorisés de l’histoire de l’aviation.

Situé sur la face inférieure du panneau solaire de l’hélicoptère (le rectangle sombre dans l’image ci-dessous), l’échantillon est attaché à un câble avec un ruban polyamide orange, puis fixé en place avec un cordon en polyester blanc utilisé pour relier les câbles ensemble. Un point gris d’époxy à l’intersection des trois enroulements de corde empêche le laçage de se desserrer lorsque les pales du rotor (paire supérieure vue en bas de l’image) tournent. L’ensemble du processus, de l’enfermement du matériau dans le plastique jusqu’à sa fixation sur l’hélicoptère, a pris environ 30 minutes. L’échantillon de matériel du premier avion des frères Wright a été obtenu du parc historique de Carillon, à Dayton, dans l’Ohio, où se situe le musée national des frères Wright. L’image a été prise dans une salle blanche du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie le 15 janvier 2020 (crédit NASA / JPL-Caltech)

D’autres vols à venir

La durée de la mission d’Ingenuity est de 30 jours. En raison du retard pris depuis le largage depuis Perseverance, les prochains vols devraient se faire très rapidement. Ils seront aussi davantage complexes, pour tester les limites du drone. Ils pourraient même tenter le faire voler jusqu’à 600 mètres d’altitude !

Cette démonstration technologique vise en effet de tester en conditions réelles afin de préparer des missions plus complexes dont Dragonfly, un aérogyre prévu pour voler sur Titan, la plus grosse lune de Saturne prévue de décoller en 2027.

Après le premier vol, Ingenuity effectuera une série de vols plus complexes, poussant ses capacités (crédit NASA / JPL-Caltech)

Image de couverture : Image du vol d’Ingenuity prise par la caméra de navigation, ou Navcam, à bord du rover Perseverance à une distance de 64 mètres (crédit NASA / JPL-Caltech) + Après le vol, l’OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale) a officiellement désigné Ingenuity comme le premier avion de type IGY, et a donné à sa zone d’essai sur Mars le code d’aéroport JZRO.

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1 Comment

  1. Salut Isabelle.
    Merci pour ce récap très complet du premier vol du drone hélicoptère Mars Scout « Ingenuity ».
    Je pense que l’atmosphère un peu plus dense de Titan, la lune de Saturne, devrait faciliter la tâche à DragonFly, lorsque cette mission atteindra ce monde.

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