NASA : la prochaine génération d’hélicoptères martiens est en bonne voie !

Ingenuity est sans conteste l’un des plus beaux succès récents de la NASA. Jour après jour, le petit hélicoptère martien continue de battre des records. Alors qu’il était censé n’être qu’une preuve de concept avec cinq décollages au programme, il a récemment fêté son 66e vol, et continue de fournir une aide précieuse au rover Perseverance dans sa recherche de biosignatures sur la Planète Rouge.

Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory — la prestigieuse branche de la NASA qui se charge du développement des rovers, sondes, et autres engins d’exploration — ont été plus qu’impressionnés par ses performances. Résultat : l’année dernière, ils ont annoncé leur intention de lui donner des petits frères. Une nouvelle génération d’hélicoptères calqués sur le modèle d’Ingenuity jouera un rôle clé dans la mission Mars Sample Return, qui partira récupérer les échantillons de Perseverance dans les années 2030.

Un double rotor quasi-supersonique

Récemment, le laboratoire a livré quelques détails sur le processus de développement de ces nouveaux hélicoptères. Depuis quelques mois, les ingénieurs tâchent de peaufiner le système de propulsion. Les successeurs d’Ingenuity seront équipés d’un tout nouveau modèle de double rotor.

Il sera capable de supporter des pales en fibre de carbone plus grandes que sur la version précédente. Elles sont aussi plus résistantes, et leur profil a été amélioré de façon à attaquer l’atmosphère martienne de façon plus agressive. En pratique, cela offrira davantage de portance et une meilleure stabilité aux nouveaux modèles.

Ce matériel a été testé au sein du 25-Foot Space Simulator. Il s’agit d’une enclave métallique qui est capable de reproduire les conditions que les engins vont rencontrer au cours de leur mission, de la pression à la température en passant par les radiations.

Pendant plusieurs semaines, les ingénieurs ont progressivement augmenté la vitesse de rotation afin de tester les limites du système ainsi que sa durabilité. Dans une vidéo publiée il y a cinq jours sur la chaîne YouTube du JPL, les pales ont atteint une vitesse de rotation de plus de 1170 km/h, soit quasiment la vitesse du son dans l’atmosphère terrestre.

Cela correspond à environ 3500 rotations par minute, soit environ 25 % de plus que le rotor d’Ingenuity. Pour référence, c’est six à sept fois plus rapide que les rotors des hélicoptères terrestres.

Ces derniers affichent généralement une vitesse de rotation comprise entre 500 et 600 rotations par minute. Si les pales doivent tourner aussi vite alors que la gravité martienne est environ trois fois moins importante que celle de la Terre, c’est parce que son atmosphère est beaucoup moins dense. À la surface, la pression atmosphérique martienne est égale à environ 0,6 % de ce qu’on trouve sur Terre au niveau de la mer. Il faut donc beaucoup plus d’efforts pour créer un différentiel de pression suffisant pour que l’engin puisse s’élever.

Les troupes du JPL semblent désormais satisfaites de ce résultat. « Ces pales plus efficaces sont désormais plus qu’un exercice hypothétique. Elles sont prêtes à voler », a annoncé la NASA dans un communiqué.

Prochaines étapes : les roues et la pince

Désormais, le laboratoire va pouvoir passer aux autres composants. Les ingénieurs vont notamment se concentrer sur les vraies nouveautés. Le plus gros changement, c’est que les nouveaux hélicoptères auront droit à quatre roues, contrairement à Ingenuity qui n’est équipé que de pieds fixes. Elles leur permettront de se déplacer vers les échantillons après avoir atterri à proximité. Cela offrira une marge de manœuvre confortable à la NASA, puisque l’engin n’aura pas besoin de réaliser un atterrissage millimétré pour récupérer les inestimables échantillons de roche collectés par le rover Perseverance.

Le JPL va aussi travailler sur le système qui permettra aux hélicoptères de se saisir du précieux butin. Pour l’instant, la NASA n’a livré aucun détail technique à ce sujet. Les rendus 3D suggèrent qu’il s’agira d’une petite pince montée sur un bras articulé, mais il faudra attendre plus de détails pour en avoir le cœur net.

Ingenuity bat encore des records

Pendant ce temps, Ingenuity continue ses prouesses sur Mars. Le 5 octobre dernier, il a encore battu son record d’altitude en s’élevant à 24 mètres de hauteur. Ces tests in situ contribuent directement à la conception de la nouvelle génération, car ils aident les ingénieurs à modéliser les performances théoriques de la nouvelle génération.

Certes, il est extrêmement improbable qu’il soit toujours en état de marche lorsque ses successeurs entreront en piste. Mais d’ici là, il va continuer de pulvériser les pronostics les plus optimistes des ingénieurs et de faire rêver les amoureux de l’espace. A l’exception d’un problème de capteur assez anecdotique en juin 2022, il n’a toujours pas rencontré le moindre problème critique.

Qui sait ; peut-être que ce formidable petit engin finira même par dépasser la barre des 100 vols, soit vingt fois plus que ce que la NASA en attendait à l’origine ! Ingenuity n’est pas grand, mais il est décidément vaillant.

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