Des membres de l'équipe d'hélicoptères de la NASA sur Mars inspectent le modèle de vol (le véhicule réel se rendant sur la planète rouge), à l'intérieur du simulateur spatial, une chambre à vide de 7,62 mètres de large au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, le 1er février 2019. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Depuis que les frères Wright se sont envolés pour la première fois dans le ciel de Kill Devil Hill, Caroline du Nord, 17 décembre 1903, les premiers vols ont été des jalons importants dans la vie de tout véhicule conçu pour le transport aérien. Après tout, c'est une chose de concevoir un avion et de le faire voler sur papier ou sur ordinateur. C'en est une autre de rassembler toutes les pièces et de les voir décoller.
Fin janvier 2019, toutes les pièces composant le modèle de vol (véhicule réel vers la planète rouge) de l'hélicoptère Mars de la NASA ont été mises à l'épreuve.
Ne pesant pas plus de 4 livres (1,8 kilogramme), l'hélicoptère est un projet de démonstration technologique actuellement soumis à un processus de vérification rigoureux le certifiant pour Mars.
La majorité des tests effectués par le modèle de vol visaient à démontrer comment il peut fonctionner sur Mars, y compris comment il se comporte à des températures semblables à celles de Mars. L'hélicoptère peut-il survivre et fonctionner par temps froid, y compris les nuits avec des températures aussi basses que moins 130 degrés Fahrenheit (moins 90 degrés Celsius) ?
Tous ces tests sont orientés vers février 2021, quand l'hélicoptère atteindra la surface de la planète rouge, fermement niché sous le ventre du rover Mars 2020. Quelques mois après, il sera déployé et des vols d'essai (d'une durée maximale de 90 secondes) commenceront, les premiers depuis la surface d'un autre monde.
"Je me prépare pour ce premier vol sur Mars, nous avons enregistré plus de 75 minutes de vol avec un modèle d'ingénierie, qui était une approximation proche de notre hélicoptère, " a déclaré MiMi Aung, chef de projet pour l'hélicoptère Mars au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "Mais ce récent test du modèle de vol était la vraie affaire. C'est notre hélicoptère à destination de Mars. Nous devions voir qu'il fonctionnait comme annoncé."
Des membres de l'équipe Mars Helicopter de la NASA préparent le modèle de vol (véhicule allant vers Mars) pour un test dans le simulateur spatial, une chambre à vide de 7,62 mètres de large au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. L'image a été prise le 18 janvier, 2019. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Alors que voler en hélicoptère est monnaie courante ici sur Terre, voler à des centaines de millions de miles (kilomètres) dans la mince atmosphère martienne est tout autre chose. Et créer les bonnes conditions pour les tests ici sur Terre présente son propre ensemble de défis.
"L'atmosphère martienne n'a qu'environ un pour cent de la densité de celle de la Terre, " a déclaré Aung. " Nos vols d'essai pourraient avoir une densité atmosphérique similaire ici sur Terre - si vous mettez votre aérodrome à 100, 000 pieds (30, 480 mètres) vers le haut. Donc tu ne peux pas aller quelque part et trouver ça. Vous devez le faire."
Aung et son équipe Mars Helicopter ont fait exactement cela dans le simulateur spatial du JPL, une chambre à vide de 25 pieds de large (7,62 mètres de large). D'abord, l'équipe a créé un aspirateur qui aspire tout l'azote, l'oxygène et d'autres gaz de l'air à l'intérieur du cylindre gigantesque. A leur place, l'équipe a injecté du dioxyde de carbone, l'ingrédient principal de l'atmosphère de Mars.
« Mettre notre hélicoptère dans une atmosphère extrêmement mince n'est qu'une partie du défi, " dit Teddy Tzanetos, conducteur d'essai pour l'hélicoptère Mars au JPL. "Pour vraiment simuler le vol sur Mars, nous devons supprimer les deux tiers de la gravité terrestre, parce que la gravité de Mars est d'autant plus faible."
L'équipe a accompli cela avec un système de déchargement par gravité - une longe motorisée attachée au sommet de l'hélicoptère pour fournir un remorqueur ininterrompu équivalent aux deux tiers de la gravité de la Terre. Alors que l'équipe était naturellement préoccupée par le comportement de l'hélicoptère lors de son premier vol, ils étaient également préoccupés par les performances du système de déchargement par gravité.
"Le système de déchargement par gravité a parfaitement fonctionné, tout comme notre hélicoptère, " a déclaré Tzanetos. " Nous n'avons eu besoin que d'un vol stationnaire de 2 pouces (5 centimètres) pour obtenir tous les ensembles de données nécessaires pour confirmer que notre hélicoptère martien vole de manière autonome comme conçu dans une atmosphère mince semblable à celle de Mars; il n'y avait pas besoin d'aller plus haut. C'était un sacré premier vol."
Plus de 1, 500 morceaux individuels de fibre de carbone, aluminium de qualité aéronautique, silicium, le cuivre, le papier d'aluminium et la mousse entrent dans un hélicoptère de Mars. Cette image du modèle de vol (le véhicule réel se rendant sur la planète rouge), a été prise le 1er février 2019 lorsque l'hélicoptère était à l'intérieur du simulateur spatial, une chambre à vide de 7,62 mètres de large au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. Crédit :NASA/JPL-Caltech
The Mars Helicopter's first flight was followed up by a second in the vacuum chamber the following day. Logging a grand total of one minute of flight time at an altitude of 2 inches (5 centimeters), more than 1, 500 individual pieces of carbon fiber, flight-grade aluminum, silicium, copper, foil and foam have proven that they can work together as a cohesive unit.
"The next time we fly, we fly on Mars, " said Aung. "Watching our helicopter go through its paces in the chamber, I couldn't help but think about the historic vehicles that have been in there in the past. The chamber hosted missions from the Ranger Moon probes to the Voyagers to Cassini, and every Mars rover ever flown. To see our helicopter in there reminded me we are on our way to making a little chunk of space history as well."
The Mars Helicopter project at JPL in Pasadena, Californie, manages the helicopter development for the Science Mission Directorate at NASA Headquarters in Washington.
The Mars Helicopter will launch as a technology demonstrator with the Mars 2020 rover on a United Launch Alliance Atlas V rocket in July 2020 from Space Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station, Floride. It is expected to reach Mars in February 2021.
The 2020 rover will conduct geological assessments of its landing site on Mars, determine the habitability of the environment, search for signs of ancient Martian life, and assess natural resources and hazards for future human explorers. Scientists will use the instruments aboard the rover to identify and collect samples of rock and soil, encase them in sealed tubes, and leave them on the planet's surface for potential return to Earth on a future Mars mission.
