Par Yves Tichené, APM

Vous avez dit « INGENUITY », le lascar volant sur la planète Mars et qui défie l’atmosphère martienne ?   – Oui, c’est bien de lui dont nous allons parler.

INGENUITY, c’est le drone-hélicoptère envoyé sur la planète « rouge » et qui a décollé le 30 juillet 2020 de Cap Canaveral en Floride et atterri le 18 février 2021, collé au ventre du rover Perseverance, le frère de Curiosity, tout près du cratère JEZERO, dans la région nord de SYRTIS.

Il survole et explore cette planète depuis le 19 avril 2021. Conçu pour effectuer 5 vols, il en a effectué à ce jour plus d’une cinquantaine. Malgré un problème de capteur, Ingenuity devrait encore voler tant faire se peut grâce à la main de Farah ALIBAY, canadienne, ingénieur système au JPL et son équipe (CALTECH).

Mais… pourquoi le nom d’INGENUITY ?

Car la NASA a fait appel à « l’ingéniosité » des élèves et des étudiants américains.

« Pour résumer ce que je suis, je mesure 49 cm pour un poids de 1,8 kg sur Terre et de 680 gr sur Mars. Pour pouvoir voler, j’ai 2 rotors contre-rotatifs coaxiaux.

 Six batteries au lithium-ion assurent mon énergie grâce aux cellules solaires qui se trouvent sur ma tête en guise de chapeau. Les panneaux solaires chargent ainsi les batteries, fournissant une énergie suffisante pour un vol  de 90’’/jour martien (sol) et surtout délivrant 350 watts de puissance moyenne pendant le vol pour une distance maximale de 300m et une altitude de vol prévue de 5m.

Cependant, grâce à toutes les mesures de précaution et en même temps de tentatives audacieuses, j’ai pu réussir à atteindre une altitude de 18 m et une distance de plus de 300m. Je vous invite à découvrir le tableau situé plus loin dans le texte, relatant mes progrès de vol. Les responsables scientifiques de la NASA sont aux anges… J’aurais pu m’appeler « ANGENUITY »… (NDLR)

Le volume très réduit de mon fuselage contient, en plus des batteries, les ordinateurs, les capteurs (1 caméra de navigation et 1 caméra couleur et l’altimètre) et bien entendu le système de télécommunications qui gère les échanges avec la Terre, via PERSEVERANCE dont je suis l’éclaireur. Les connexions électriques circulent dans le tube vertical et relient le processeur aux rotors et au rover PERSEVERANCE.

Les 4 pieds de mon train d’atterrissage sont en carbone et mesurent pas loin de 39 cm de long et maintiennent mon corps à 13 cm du sol. Le diamètre de mes rotors est de 1,21 m et ces derniers se situent à 80 cm de hauteur. Mes pales sont en fibre de carbone et leur vitesse de rotation est de l’ordre de 2400-2900 tours/mn soit environ 10 fois plus que la vitesse des pales d’un hélicoptère sur la Terre. Ces derniers sont efficaces dans l’atmosphère très peu dense de Mars où l’on trouverait la même configuration à 25 km d’altitude dans l’atmosphère terrestre. Sachant que l’atmosphère très fine de Mars représente seulement 1% de la densité atmosphérique de notre planète Terre. »

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En effet, il a fallu surmonter beaucoup d’obstacles pour en arriver à cette performance aérienne sur une autre planète et pour la 1^ière fois de l’histoire humaine. En particulier la problématique du réveil d’INGENUITY, chaque matin du jour martien dit « sol ».

   La « main des pilotes » doit s’arranger pour que les 2 complices de métal communiquent parfaitement, malgré les températures excessives de Mars, et le fait d’un rapprochement calculé et nécessaire entre eux. Effectivement, leurs parcours, l’établissement des pistes de décollage et d’atterrissage doivent faire en sorte que PERSEVERANCE et INGENUITY ne se perdent pas de « vue ». Cette main « humaine » doit porter une grande attention à la géodésie parfois bien tourmentée du sol martien en s’inspirant des cartographies téléportées par Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA et de Mars Express de l’ESA.

Voici le tableau qui relate les progrès d’INGENUITY dans l’atmosphère martienne :

*La durée du premier vol de l’avion « FLYER » des Frères WRIGHT, le 17 décembre 1903,  est de 12’’.

   INGENUITY est une révolution aérienne technologique sans précédent  sur une autre planète avec ses caractéristiques particulières de vol adapté. La conception géniale de ses pales et de ses rotors  ouvrent la voie à d’autres INGENUITY et par ricochet à la conception en cours du programme DRAGONFLY sur le satellite de Saturne, TITAN.

   Des INGENUITY 2 et 3 plus puissants munis de bras, devraient rejoindre notre INGENUITY actuel, en espérant qu’il tienne le coup jusque-là, pour ramasser les échantillons déposés par PERSEVERANCE au pied du cratère JEZERO, à « THREE FORKS, au nord-est de SYRTIS, et dans le cadre de la mission Mars Sample Return (MSR) prévue en 2031 avec la NASA.

   A travers ses nombreuses expéditions à risque, INGENUITY a permis de dresser une stratégie plus fine et plus astucieuse d’explorations des lieux à vraiment explorer, les endroits possibles où nous pourrions, peut-être, trouver, dénicher … de la vie… au moins fossilisée ?…

Cette carte montre les emplacements du rover et de l’hélicoptère menant au vol 50. L’icône de l’hélicoptère peut être vue en haut à gauche. Le rover est représenté par un point rouge aux endroits où les communications avec l’hélicoptère étaient impossibles. Le rover est affiché avec un point jaune à son emplacement lorsque la séquence de préparation du vol 50 a été transférée du rover à l’hélicoptère. Le rover est affiché avec un point vert à son point le plus proche de l’hélicoptère avant l’exécution du vol 50.

Au bout de 51 trajets effectués, INGENUITY a parcouru 12 km pour une durée totale de vol de plus d’une heure et demie, a repéré des zones localisées de Mars pouvant être explorées par PERSEVERANCE, a ouvert la voie à d’autres robots volants dans les missions d’exploration du système solaire et au-delà. Son soixantième vol, le 25 septembre, c’est 133 secondes dans les airs pour 340m de distance à 16m d’altitude et 8m/s, soit 29km/h

Yves TICHENE, APM, 19 juin 2023

Yves Tichené : Carrière dans l’Aéronautique en tant que Personnel Navigant Commercial. Formateur des équipages PNC et PNT au niveau de l’expertise Sûreté. Astronome amateur conférencier. Fondateur d’une section Astronomie au sein d’Air France en 1992. Co-fondateur du Groupe Astrovoyageurs Extrêmes en 2015 avec une chaîne sur Youtube.