20 Avril 2021

L'hélicoptère martien Ingenuity de la NASA réussit son premier vol historique

Lundi 19 avril 2021 à 09h31 heure de Paris, l’hélicoptère Ingenuity de la mission NASA MARS2020 a effectué avec succès un premier vol d’essai. La télémetrie a été reçue au JPL via le rover Perseverance, le satellite MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) et le DSN (Deep Space Network) un peu après 12h30 (heure de Paris).

Ombre d’ingenuity sur le sol de Mars (crédit NASA/JPL)

Ingenuity est un démonstrateur technologique. Le challenge est de pouvoir s'élever dans une atmosphère très peu dense (5 à 8 mb, soit une pression atmosphérique 150 fois plus faible que sur Terre), à des températures très basses (-20 à -80°C actuellement). Tout le corps de l'hélicoptère tient dans un cube de moins de 20 centimètres de côté, mais avec des pales (rotation et contre rotation) surdimensionnées d'envergure totale de 1.2 mètre tournant à 2400 tours/minutes, soit 8 fois plus vite qu'un hélicoptère « terrestre ». La batterie lithium ion est chargé à l'aide de capteurs solaires et lui offre une autonomie maximale d'une minute et trente secondes. L'ensemble pèse à peine 1,8 kilogramme (sur Terre).

Le capot de protection de l'hélicoptère, situé sous le rover Perseverance, a été séparé sur Mars le  21 mars dernier (image 1 ci-dessous). Ensuite, Ingenuity a été déployé en plusieurs étapes entre le 26 mars et le 03 dernier (image 2), puis séparé le 08 avril. Perseverance s'est ensuite éloigné de 5 mètres pour laisser Ingenuity seul dans l'environnement de Mars (image 3).

Image 1 : Séparation du capot de protection (crédit NASA/JPL)

Image 2 : Déploiement d’Ingenuity (crédit NASA/JPL)

Image 3 : Ingenuity séparé de Perseverance (crédit NASA/JPL)

Une série de tests a préalablement été réalisée permettant de révéler une anomalie logiciel qui a été corrigée, avec en observateurs les différentes caméras situées sur le Rover Perseverance (image 4). Puis le rover s’est éloigné de plusieurs dizaines de mètres jusqu’à son point d’observation pour pouvoir observer ce premier vol en toute sécurité.

Image 4 : Ingenuity observé par le Rover Perseverance (selfie crédit NASA/JPL)

Dans un article publié sur le site de la NASA, l'agence spatiale américaine nous partage la première image en noir et blanc prise par l'hélicoptère martien Ingenuity depuis les airs (image 8). L'hélicoptère martien Ingenuity de la NASA a pris cette photo alors qu'il était en vol stationnaire au-dessus de la surface martienne le 19 avril 2021, lors du premier vol motorisé et contrôlé sur une autre planète. Il a utilisé sa caméra de navigation, qui suit et surveille le sol de manière autonome pendant le vol.

Le petit hélicoptère est entré dans l'histoire en faisant du sur-place au-dessus du cratère Jezero, démontrant que le vol motorisé sur une autre planète est possible.

L'équipe d'Ingenuity, au Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Californie du Sud) a confirmé la réussite du vol après avoir reçu les données de l'hélicoptère via le rover martien Perseverance et l'orbiteur MRO à 6h46 EDT (11h46 CET).

"Ingenuity est le dernier d'une longue tradition de projets de la NASA qui ont atteint un objectif d'exploration spatiale que l'on croyait impossible ", a déclaré Steve Jurczyk, administrateur intérimaire de la NASA. "Le X-15 a servi d'éclaireur à la navette spatiale. Mars Pathfinder et son rover Sojourner ont fait de même pour trois générations de rovers martiens. Nous ne savons pas exactement où Ingenuity nous mènera, mais les résultats d'aujourd'hui indiquent que le ciel - du moins sur Mars - pourrait ne pas être la limite."

L'hélicoptère solaire a décollé pour la première fois à 3h34 EDT (8h34 CET), soit à 12h33 heure locale (heure sur Mars). C'est à cette heure-ci que l'équipe Ingenuity au JPL a estimé que l'énergie et les conditions de vol seraient optimales. Les données altimétriques reçues indiquent qu'Ingenuity est monté jusqu'à 3 mètres de hauteur (l'altitude maximale prescrite) et qu'il a maintenu un vol stationnaire stable pendant 30 secondes. Il est ensuite redescendu et s'est posé sur la surface de Mars après avoir enregistré un vol de 39,1 secondes (images 5, 6 et 7). Des détails supplémentaires sur le test sont attendus dans les prochaines séries de données reçues.

Pour cette première démonstration, comme pour les suivantes, Ingenuity a volé de manière autonome ; piloté par des systèmes de direction, de navigation et de contrôle embarqués qui exécutent les algorithmes développés par l'équipe du JPL. En effet, les données devant être envoyées vers la planète rouge et en revenir sur des centaines de millions de kilomètres à l'aide de satellites en orbite et du Deep Space Network de la NASA, Ingenuity ne peut pas être piloté en direct, et son vol n'a pas pu être observé en temps réel depuis la Terre.

Image 5 : Ingenuity au moment du décollage (crédit NASA/JPL)

Image 6 : Ingenuity en vol (crédit NASA/JPL)

Image 7 : Ingenuity – profil de vol - (crédit NASA/JPL)

Il est prévu 5 essais, allant progressivement plus haut et plus loin, le prochain étant planifié pas avant 3 jours, le temps d’analyser toutes le données de vol de le programmer.

Rédigé par : Olivia BAUMANN et Andre DEBUS, avec une traduction française d'une partie d'un article de la NASA.