L'hélicoptère de Mars se rend sur la planète rouge cet été avec le rover Perseverance de la NASA. L'ingénieur en chef de l'hélicoptère, Bob Balaram, partage la saga de sa naissance.

Avant même que cet intervieweur puisse terminer la question, « Est-ce que quelqu'un t'a déjà dit que c'était une idée folle ? Bob Balaram intervient :"Tout le monde. Tout le temps."

Cette "idée folle" est l'hélicoptère de Mars, actuellement au Kennedy Space Center en attendant de faire du stop vers la planète rouge sur le rover Mars Perseverance cet été.

Bien que Balaram ne le sache probablement pas à l'époque, la graine d'une idée comme celle-ci a germé pour lui dans l'ère Apollo des années 1960, pendant son enfance dans le sud de l'Inde. Son oncle a écrit au consulat des États-Unis, demander des informations sur la NASA et l'exploration spatiale. L'enveloppe bombée qu'ils ont renvoyée, bourré de livrets glacés, fasciné le jeune Bob. Son intérêt pour l'espace a été piqué davantage en écoutant l'alunissage à la radio. "Je l'ai englouti, " dit-il. " Bien avant Internet, les États-Unis avaient une bonne portée. Tu avais mes yeux."

Son cerveau actif et son imagination fertile se sont concentrés sur l'obtention d'une éducation, qui le conduira à un baccalauréat en génie mécanique de l'Indian Institute of Technology, une maîtrise et un doctorat. en ingénierie informatique et systèmes de l'Institut polytechnique Rensselaer, et une carrière au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. C'est là qu'il est resté pendant 35 ans en tant que technologue en robotique.

La carrière de Balaram a englobé les bras robotiques, les premiers rovers martiens, la technologie pour une mission de ballon fictif pour explorer Vénus et un passage en tant que chef de file pour l'entrée du Mars Science Laboratory, logiciel de simulation de descente et d'atterrissage.

Franchir les obstacles, La paperasserie et l'atmosphère martienne

Comme pour de nombreuses idées innovantes, il a fallu un village pour réaliser l'hélicoptère. Dans les années 1990, Balaram a assisté à une conférence professionnelle, où le professeur de Stanford Ilan Kroo a parlé d'un "mésicopter, " un véhicule aéroporté miniature pour les applications terrestres qui a été financé dans le cadre d'une proposition de concepts avancés innovants de la NASA.

Cela a conduit Balaram à penser à en utiliser un sur Mars. Il a suggéré une proposition conjointe avec Stanford pour une soumission d'annonce de recherche de la NASA et a recruté AeroVironment, une petite entreprise de la Simi Valley, Californie. La proposition a reçu des critiques favorables, et bien qu'il n'ait pas été sélectionné pour un financement à ce moment-là, il a donné un test de rotor à pales dans des conditions martiennes au JPL. Autre que ça, l'idée « est restée sur une étagère » pendant 15 ans.

Avance rapide jusqu'à une conférence où l'Université de Pennsylvanie a présenté l'utilisation des drones et des hélicoptères. Charles Elachie, puis directeur du JPL, assisté à cette session. A son retour au JPL, il a demandé si quelque chose comme ça pourrait être utilisé sur Mars. Un collègue de Balaram a mentionné ses travaux antérieurs dans ce domaine de recherche. Balaram a dépoussiéré cette proposition, et Elachi lui a demandé d'en écrire un nouveau pour l'appel compétitif pour les charges utiles d'enquête sur Mars 2020. Cela a accéléré le processus de développement d'un concept.

Balaram et son équipe ont eu huit semaines pour soumettre une proposition. Travailler jour et nuit, ils ont respecté le délai avec deux semaines à perdre.

Bien que l'idée de l'hélicoptère n'ait pas été retenue comme instrument, il a été financé pour le développement technologique et la réduction des risques. Mimi Aung devient chef de projet Mars Helicopter, et après que l'équipe ait travaillé sur la réduction des risques, La NASA a décidé de financer l'hélicoptère pour le vol en tant que démonstration technologique.

Construire et tester une bête

Alors la réalité s'est installée :comment construit-on réellement un hélicoptère pour voler sur Mars et le faire fonctionner ?

Pas facile. Balaram le décrit comme une toile parfaitement vierge, mais avec des restrictions. Sa formation en physique l'a aidé à envisager de voler sur Mars, une planète dont l'atmosphère n'est que de 1 % aussi dense que celle de la Terre. Il le compare à voler sur Terre à 100, 000 pieds (30, 500 mètres) d'altitude, environ sept fois plus élevée qu'un hélicoptère terrestre typique peut voler. Un autre défi était que l'hélicoptère ne pouvait transporter que quelques kilogrammes, y compris le poids des batteries et une radio pour les communications. "Vous ne pouvez pas simplement jeter de la masse dessus, parce qu'il avait besoin de voler, " il dit.

Il s'est rendu compte à Balaram que c'était comme construire un nouveau type d'avion qui se trouve être un vaisseau spatial. Et parce que c'est un "passager" en mission phare, il dit, "nous devons garantir à 100% qu'il sera sûr."

Le résultat final :un hélicoptère de 4 livres (1,8 kilogramme) avec deux paires de pales légères contrarotatives - une paire supérieure et inférieure, pour trancher à travers l'atmosphère martienne. Chaque paire de lames s'étend sur 4 pieds (1,2 mètre) de diamètre.

Une fois construit, Balaram dit, la question était, "Comment testez-vous cette bête ? Il n'y a aucun livre qui dit comment." Parce qu'il n'y a pas d'endroit facilement accessible sur Terre avec une atmosphère aussi mince que celle de Mars, ils ont effectué des tests dans une chambre à vide et dans la chambre de simulation spatiale de 25 pieds au JPL.

Environ deux mois et demi après l'atterrissage au cratère Jezero, l'équipe de Mars Helicopter disposera d'une fenêtre d'environ 30 jours pour effectuer une démonstration technologique dans l'environnement réel de la planète, en commençant par une série de caisses de véhicules, suivi de tentatives de vols inédits dans la très fine atmosphère martienne.

Malgré tous les efforts et les meilleurs tests disponibles sur Terre, c'est un risque élevé, démonstration technologique à haut rendement, avec Balaram disant franchement, "Nous pourrions échouer."

Mais si cette "idée folle" réussit sur Mars, ce sera ce que Balaram décrit comme "une sorte de moment des frères Wright sur une autre planète" - la première fois qu'un avion propulsé aura volé sur Mars, ou toute autre planète en dehors de la Terre, d'ailleurs. Cette percée potentielle pourrait aider à ouvrir la voie à de futurs vaisseaux qui élargiraient le portefeuille de véhicules de la NASA pour explorer d'autres mondes.

Et en partie parce qu'il y a eu tellement de défis en cours de route, c'est un témoignage du dévouement, vision, la persistance et l'attitude de Balaram et de ses collègues que le concept d'hélicoptère de Mars a été financé, prévu, développé et construit et se dirige vers la planète rouge cet été.

"Bob est l'inventeur de notre hélicoptère Mars. Il a innové la conception et a poursuivi cette vision jusqu'à sa réalisation en tant qu'ingénieur en chef à travers toutes les phases de conception, développement et test, " déclare Aung, chef de projet. " Chaque fois que nous rencontrions un obstacle technique - et nous rencontrions de nombreux obstacles - nous nous tournions toujours vers Bob, qui porte toujours un ensemble inépuisable de solutions potentielles à envisager. À bien y penser, il, Je ne pense pas avoir déjà vu Bob se sentir coincé à un moment donné !"

Le dernier tronçon vers Mars

L'objectif principal de la mission Mars 2020 est de livrer le rover Perseverance, qui non seulement continuera à explorer l'habitabilité passée de la planète, mais recherchera en fait des signes d'une ancienne vie microbienne. Il mettra également en cache des échantillons de roche et de sol pour le ramassage par une future mission potentielle et aidera à ouvrir la voie à une future exploration humaine de Mars. Même si l'hélicoptère rencontre des difficultés, la mission de collecte de données scientifiques du rover Perseverance ne sera pas affectée.

Balaram souligne qu'en plus des "sept minutes de terreur" habituelles vécues par l'équipe sur Terre lors d'un atterrissage sur Mars, une fois que l'hélicoptère est sur Mars et tente de voler, "Ce sont les sept secondes de terreur à chaque fois que nous décollons ou atterrissons."

Balaram s'inquiète-t-il de tout cela, même un petit peu? "Il y a eu une crise chaque semaine au cours des six dernières années, " dit-il. " J'y suis habitué. "

Balaram élimine tout stress pouvant survenir lors de la randonnée, randonnées et massages. Il y a aussi sa femme très solidaire, Sablonneux, qui porte un titre au sein de l'équipe et son propre acronyme :CMO, ou chef du moral. Elle fait régulièrement des gâteaux, tartes et autres friandises que Balaram partage avec ses collègues pour se nourrir pendant le long processus.

Et il fait l'éloge de ses coéquipiers sur le projet Mars Helicopter, disant que les gens qui y sont attirés sont agiles et rapides. "C'est une super équipe, déterminé à oser des choses puissantes - c'est la partie amusante, " Balaram dit. Son point de vue sur les choses puissantes audacieuses:"Les bonnes idées ne meurent pas, elles prennent juste un certain temps."