La Nasa devra repousser les limites avec son hélicoptère Ingenuity. Dans les mois à venir, il va devenir de plus en plus difficile de s'élever dans l'atmosphère martienne.

Ingenuity s’entraîne à « battre des ailes » encore plus vite. Le 17 septembre 2021, le Jet Propulsion Laboratory a fait savoir via Twitter que son hélicoptère venait d’effectuer un test de rotation de ses pales à la vitesse de 2 800 tours par minute — soit plus que les 2 400 tours par minute initialement prévus par l’agence spatiale pour cette mission. Il s’agit d’un préambule au 14e vol de l’engin sur Mars, qui doit avoir lieu bientôt.

Cette envolée sera particulière : « ce sera un petit saut pour confirmer les paramètres de tours par minute en prévision des futurs efforts de repérage qui pourraient avoir lieu dans des densités atmosphériques plus faibles », précise le JPL dans son tweet. Le laboratoire de la Nasa renvoie vers une publication de blog du 15 septembre, expliquant pourquoi il va devenir de plus en plus complexe pour Ingenuity de s’élever dans les airs sur la planète rouge.

Ingenuity lors de son 5e vol sur Mars. // Source : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

La densité atmosphérique va diminuer

Le giravion a déjà été bien au-delà des attentes de l’agence spatiale, qui n’envisageait au départ qu’une mission de démonstration technologique d’à peine un mois. Désormais, Ingenuity est un allié du rover Perseverance, tant qu’il continue de bien fonctionner. Il faut cependant faire face à de nouvelles difficultés. Il se trouve que la densité atmosphérique sur Mars « qui était déjà extrêmement faible […] continue de baisser en raison des variations saisonnières », explique le JPL. Quand l’hélicoptère a été développé, les équipes se sont préparé « à des vols à des densités atmosphériques entre 0,0145 et 0,0185 kg/m3, ce qui équivaut à 1,2-1,5 % de la densité atmosphérique terrestre au niveau de la mer ». Il s’agissait déjà d’un défi de faire planer un hélico dans ces conditions.

La période qui arrive va changer la donne dans le cratère Jezero, où s’est posée la mission Mars 2020. « Dans les mois à venir, nous pourrions voir des densités aussi basses que 0,012 kg/m3 (1 % de la densité terrestre) pendant les heures de l’après-midi qui sont préférables pour voler », indique le JPL. Le laboratoire explique que, même si ces différences peuvent sembler infimes, les conséquences sont bien concrètes sont sur la capacité que l’hélico aura à voler. Ingenuity a besoin de réaliser une « marge de poussée » pour décoller, s’élever et manœuvrer. Si la densité atmosphérique faiblit, cette marge de poussée diminue — en clair, plus de décollage possible.

Un vol moins long que les précédents

Pour résoudre ce problème, la Nasa mise donc sur une rotation plus rapide des pales d’Ingenuity, par rapport à ce qui a été fait jusqu’ici. Jamais les pales du giravion n’ont tourné aussi vite dans les essais qui ont été menés : d’où l’intérêt de tester ces vitesses accrues avant de véritablement décoller. Maintenant que l’essai s’est correctement déroulé, Ingenuity doit réaliser son 14e envol, avec une vitesse légèrement en dessous de 2 700 tours par minute. Il ne faut pas s’attendre à un grand voyage, car l’appareil va se contenter de s’élever à 5 mètres de haut, de se déplacer sur le côté, avant d’atterrir.

Si la Nasa parvient à faire voler sans dégâts Ingenuity à des densités atmosphériques plus faibles, ce sera une nouvelle prometteuse pour la suite de la mission Mars 2020. Ingenuity pourra continuer de servir d’éclaireur au rover encore plus longtemps.

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