L'hélicoptère Ingenuity de la NASA a déverrouillé ses pales, leur permettant de tourner librement, le 7 avril 2021, le 47e jour martien, ou sol, de la mission. Cette image a été capturée par l'imageur Mastcam-Z à bord du rover Perseverance Mars de la NASA sur le sol suivant, 8 avril 2021. Crédit :NASA/JPL-Caltech
L'hélicoptère Ingenuity Mars de la NASA est à deux jours de faire la première tentative de l'humanité de propulser, vol contrôlé d'un avion sur une autre planète. Si tout se déroule comme prévu, le giravion de 1,8 kg (4 livres) devrait décoller du cratère Jezero de Mars dimanche, 11 avril à 12h30 heure solaire locale de Mars (22 h 54 HAE), planant à 10 pieds (3 mètres) au-dessus de la surface pendant 30 secondes maximum. Les spécialistes du contrôle de mission du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud s'attendent à recevoir les premières données de la première tentative de vol le lendemain matin vers 4 h 15 HAE.
« Bien qu'Ingenuity ne transporte aucun instrument scientifique, le petit hélicoptère fait déjà sentir sa présence à travers le monde, alors que les futurs dirigeants suivent sa progression vers un premier vol sans précédent, " a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé pour la science au siège de la NASA. "Nous faisons des démonstrations technologiques comme celle-ci pour repousser les limites de notre expérience et fournir quelque chose sur lequel les prochaines missions et la prochaine génération peuvent s'appuyer. Tout comme Ingenuity a été inspiré par les frères Wright, les futurs explorateurs décolleront en utilisant à la fois les données et l'inspiration de cette mission."
L'hélicoptère de Mars est un véhicule à haut risque, démonstration technologique à haut rendement. Si Ingenuity devait rencontrer des difficultés lors de sa mission de 30 sols (jour martien), cela n'aurait pas d'impact sur le rassemblement scientifique de la mission du rover Perseverance Mars de la NASA.
Voler de manière contrôlée sur Mars est bien plus difficile que de voler sur Terre. Même si la gravité sur Mars est environ un tiers de celle de la Terre, l'hélicoptère doit voler à l'aide d'une atmosphère dont la pression à la surface n'est que de 1% de celle de la Terre. En cas de succès, les ingénieurs obtiendront des données en vol inestimables sur Mars pour les comparer à la modélisation, simulation, et des tests effectués ici sur Terre. La NASA acquerra également sa première expérience pratique dans le pilotage à distance d'un giravion sur Mars. Ces ensembles de données seront inestimables pour les futures missions potentielles sur Mars qui pourraient faire appel à des hélicoptères de nouvelle génération pour ajouter une dimension aérienne à leurs explorations.
"Dès le premier jour de ce projet, notre équipe a dû surmonter un large éventail de défis techniques apparemment insurmontables, " a déclaré MiMi Aung, Chef de projet ingéniosité chez JPL. "Et nous voici – en toute sécurité sur Mars – à la veille de notre première tentative de vol. Nous sommes allés jusqu'ici avec une attitude de ne jamais dire de mourir, beaucoup d'amis de nombreuses disciplines techniques différentes, et une agence qui aime transformer des idées lointaines en réalité."
Anatomie d'un premier vol
Le vol de dimanche sera autonome, avec les conseils d'Ingenuity, la navigation, et les systèmes de contrôle faisant le pilotage. C'est principalement parce que les signaux radio prendront 15 minutes, 27 secondes pour combler l'écart de 173 millions de milles (278 millions de kilomètres) entre Mars et la Terre. C'est aussi parce que presque tout sur la planète rouge est exigeant.
L'hélicoptère Ingenuity de la NASA effectue un test de rotation lente de ses pales, le 8 avril, 2021, le 48ème jour martien, ou sol, de la mission. Cette image a été capturée par les caméras de navigation du rover Perseverance Mars de la NASA. Crédit :NASA/JPL-Caltech
"Mars est difficile non seulement lorsque vous atterrissez, mais quand vous essayez de décoller et de voler, trop, " a déclaré Aung. " Il a beaucoup moins de gravité, mais moins de 1% la pression de notre atmosphère à sa surface. Mettez ces choses ensemble, et vous avez un véhicule qui exige que chaque entrée soit correcte."
Les événements menant au premier test en vol commencent lorsque le rover Perseverance, qui sert de station de base de communication pour Ingenuity, reçoit les instructions du jour de la Terre. Ces commandes auront voyagé depuis les contrôleurs de mission du JPL via le réseau Deep Space de la NASA jusqu'à une antenne de réception à bord de Perseverance. Stationné à "Van Zyl Overlook, " à quelque 215 pieds (65 mètres), le rover transmettra les commandes à l'hélicoptère environ une heure plus tard.
Puis, à 22h53 EDT, Ingenuity commencera à subir sa myriade de contrôles en amont. L'hélicoptère répétera le test d'oscillation des pales qu'il a effectué trois sols auparavant. Si les algorithmes exécutant le guidage, la navigation, et les systèmes de contrôle jugent les résultats des tests acceptables, ils allumeront la centrale inertielle (un appareil électronique qui mesure l'orientation et la rotation d'un véhicule) et l'inclinomètre (qui mesure les pentes). Si tout s'arrange, l'hélicoptère ajustera à nouveau le pas de ses pales de rotor, en les configurant pour qu'ils ne produisent pas de portance pendant la première partie de la mise en rotation.
La mise en rotation des pales du rotor prendra environ 12 secondes pour passer de 0 à 2, 537 tr/min, la vitesse optimale pour le premier vol. Après une dernière vérification des systèmes, le pas des pales du rotor sera commandé pour changer encore une fois, cette fois afin qu'ils puissent creuser dans ces quelques molécules de dioxyde de carbone, azote, et l'argon disponible dans l'atmosphère près de la surface martienne. Quelques instants plus tard, le premier essai en vol expérimental sur une autre planète va commencer.
« Il devrait nous falloir environ six secondes pour monter à notre hauteur maximale pour ce premier vol, " a déclaré Håvard Grip de JPL, le responsable des commandes de vol pour Ingenuity. "Quand nous avons atteint 10 pieds, L'ingéniosité ira dans un survol qui devrait durer - si tout se passe bien - pendant environ 30 secondes."
En planant, la caméra de navigation et l'altimètre laser de l'hélicoptère fourniront des informations à l'ordinateur de navigation pour garantir que l'ingéniosité reste non seulement à niveau, mais au milieu de son aérodrome de 33 x 33 pieds (10 x 10 mètres) - une parcelle de terrain martien choisie pour sa planéité et son absence d'obstructions. Puis, l'hélicoptère de Mars descendra et atterrira à la surface du cratère Jezero, renvoyer des données sur Terre, par Persévérance, pour confirmer le vol.
Persévérance est attendue pour obtenir des images du vol à l'aide de ses imageurs Navcam et Mastcam-Z, avec les images qui devraient tomber ce soir-là (tôt le matin lundi, 12 avril en Californie du Sud). L'hélicoptère documentera également le vol de son point de vue, avec une image couleur et plusieurs images de navigation en noir et blanc de résolution inférieure pouvant être disponibles le lendemain matin.
"Les frères Wright n'avaient qu'une poignée de témoins oculaires de leur premier vol, mais le moment historique a été heureusement capturé dans une superbe photo, " a déclaré Michael Watkins, directeur du JPL. "Maintenant 117 ans plus tard, nous sommes en mesure de fournir une merveilleuse opportunité de partager les résultats de la première tentative de motorisation, vol contrôlé sur un autre monde via nos photographes robotiques sur Mars."
NASA TV diffusera une couverture en direct de l'équipe au fur et à mesure qu'elle recevra les données, avec commentaires à partir de 3 h 30 HAE.
