L'hélicoptère Ingenuity doit être lancé en direction de la planète rouge très bientôt. Il n'est pas le premier projet d'appareil volant martien. D'autres idées ont été envisagées : des ballons, des planeurs ou encore des drones.

Si tout se passe comme prévu, le rover Perseverance devrait être lancé dans l’espace le 30 juillet 2020. La fenêtre de tir actuelle de la mission Mars 2020 s’étend jusqu’au 11 août. Perseverance ne doit pas s’envoler seul vers la planète rouge. Un compagnon sera accroché à son châssis : l’hélicoptère Ingenuity. L’appareil doit être libéré après l’arrivée sur le sol martien, pour tenter ensuite de réaliser le premier vol effectué sur une autre planète. Faire voler un hélicoptère sur Mars est un véritable défi.

Ingenuity, aussi connu sous le nom de Mars Helicopter Scout, n’est pas le premier projet visant à faire voler une machine sur Mars. Le Cnes (Centre national d’études spatiales) avait aussi songé à un projet d’hélicoptère martien, quelque peu complexe à réaliser. Comme l’explique à Numerama Francis Rocard, astrophysicien et responsable du programme d’exploration du système solaire au Cnes, cette idée consistait à « le faire atterrir, un peu comme une brosse à dents électrique, sur un chargeur par induction. C’est une belle idée, mais en pratique sur Mars cela devient compliqué, notamment si le chargeur à induction est sur le rover. Le rover a un mât, qui risque d’être percuté par les pales de l’hélicoptère. Le JPL [ndlr : Jet Propulsion Laboratory, laboratoire de recherche de la Nasa] a choisi une option différente. »

Ingenuity et Perseverance sur Mars, vue d’artiste. // Source : NASA/JPL-Caltech (photo recadrée)

Des ballons-volants de la taille d’un immeuble

Dans les années 1990, déjà, le Cnes songeait au vol sur Mars. Pendant 5 ans, le centre a exploré la piste d’un ballon-volant dans l’atmosphère de la planète rouge. « Mars, c’est le cauchemar d’Archimède, résume Francis Rocard. La pression est très faible et la température est très basse. Vénus est plus adaptée pour un ballon : quand vous restez à 50 km d’altitude, au-dessus des nuages, la température est très clémente. Si vous descendez, il va faire très chaud, mais en restant à très haute altitude, il y a une très forte pression de l’ordre de la pression terrestre. On peut faire voler des ballons pendant des durées relativement longues. »

Le projet d’aérostat (supposant d’employer un gaz plus léger que l’air) martien était très ambitieux. L’idée était qu’il puisse en théorie supporter une nacelle d’environ 10 kilos. « Le ballon lui-même était grand comme un immeuble parisien. C’est absolument énorme », décrit l’astrophysicien.

Planeurs, avions, drones : et l’atterrissage ?

Outre les hélicoptères ou les ballons, d’autres propositions d’appareils volants martiens ont été faites. Il a été envisagé de faire voler des planeurs, voire des avions électriques, sur la planète rouge. « Le projet ARES [pour Aerial Regional-scale Environmental Survey] était un planeur largué par le haut dans l’atmosphère martienne, qui réalisait ensuite des mesures au sol. Le problème, c’est que la mission d’un planeur va durer une heure, peut-être 2. Avec un avion électrique, on va peut-être monter à 3 ou 4 heures, mais au moment où il va atterrir, il va se crasher », indique Francis Rocard.

Et les drones ? À nouveau, l’idée a été envisagée. Comme les autres, elle est complexe à mettre en œuvre. Le Cnes s’y est intéressé également, avec des idées de tests à mener sur Terre, raconte Francis Rocard : « On pourrait les larguer depuis des ballons stratosphériques. Le ballon montrait à 20 ou 30 km d’altitude, là où la pression est similaire à la pression martienne, afin de faire des tests de vol. Mais c’est assez risqué : quand le drone a fait son vol, qu’en fait-on ? Va-t-il tomber et s’écraser, ou faut-il le récupérer ? Ce n’est pas si simple. »

Si l’hélicoptère de la Nasa réussit à voler sur Mars comme prévu, l’exploit pourrait probablement inspirer de nouveaux projets. Pour Francis Rocard, les projections seront nécessairement limitées par la nécessité de s’extirper d’une atmosphère aussi ténue que celle de Mars. « Il est extrêmement difficile de faire voler des choses dans l’atmosphère de Mars. Je ne crois pas à une totale révolution dans laquelle on supprimerait les rovers pour les remplacer par des drones », estime l’astrophysicien.

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