Dans quelques jours, le rover Perseverance de la NASA entamera son voyage vers Mars. Il transporte un passager qui deviendra probablement la première machine à réaliser un vol propulsé sur une autre planète. Ce passager est Ingenuity.
L’hélicoptère est petit. Son fuselage ne dépasse pas 20 centimètres. Pourtant, il se heurte à un énorme obstacle technologique. Mars a une atmosphère incroyablement mince. Sa densité n’est que d’environ 1 % par rapport à l’air terrestre. Voler là-bas n’est pas seulement difficile. C’est presque impossible avec les conceptions de giravions conventionnelles.
Le succès dépend d’un moment précis. L’hélicoptère doit se détacher proprement du ventre du rover. S’il ne se sépare pas correctement, la mission se termine avant d’avoir commencé.
Les ingénieurs de la NASA ont décrit cette phase comme la partie la plus délicate de tout le voyage. Ils ont déclaré explicitement que « les 13 derniers centimètres du voyage seront les plus difficiles ». Cela fait référence au processus de séparation physique et de déploiement.
Pour résoudre ce problème, ils ont construit un système de livraison personnalisé. Il s’agit d’un appareil mécanique conçu pour abaisser Ingenuity en toute sécurité depuis le train de roulement du rover. La conception garantit que l’hélicoptère ne s’endommage pas lui-même ou le rover pendant le déploiement.
“Les 13 derniers centimètres du trajet seront les plus difficiles.”
Cette prouesse technique est importante car elle prouve que le vol propulsé est possible au-delà de la Terre. Si Ingenuity réussit, cela ouvrira de nouvelles voies pour explorer Mars. Les rovers avancent lentement. Ils sont limités par le terrain et la durée de vie de la batterie. Un hélicoptère peut parcourir le terrain beaucoup plus rapidement. Il peut rechercher la persévérance. Il peut atteindre des endroits que les rovers ne peuvent pas atteindre.
Les enjeux sont élevés. La mince atmosphère oblige les pales du rotor à tourner à des vitesses incroyables. Les moteurs doivent être puissants mais légers. Chaque composant est poussé à ses limites.
Si le déploiement échoue, Ingenuity reste un objet statique sur la surface martienne. Cela devient un presse-papier. Si cela fonctionne, cela redéfinit ce qui est possible pour l’exploration aérienne.
Le monde regardera. Pas seulement pour le vol lui-même, mais aussi pour l’événement de séparation d’une fraction de seconde. Cela nous rappelle que parfois les plus petites machines sont confrontées aux plus grands défis.
Deux mois après l’atterrissage de Perseverance en février 2021, les ingénieurs de la NASA disposaient d’une fenêtre étroite pour repérer une zone d’atterrissage. Ils avaient besoin d’une zone plate de terre rouge suffisamment grande pour qu’un hélicoptère puisse éventuellement décoller. Une fois cette place assurée, le chronomètre a démarré sur la délicate chorégraphie du déploiement.
Vient d’abord le retrait du bouclier anti-débris. Le rover laisse tomber la housse de protection qui protégeait Ingenuity pendant le voyage de sept mois dans le vide de l’espace. Le bouclier disparu, Perseverance se dirige vers le centre de la clairière choisie. Il ne s’agit pas seulement de positionnement ; c’est une question de précision. Le rover doit s’arrêter exactement pour que l’hélicoptère ait une trajectoire dégagée et suffisamment de marge de manœuvre.
Le transfert mécanique
La version actuelle n’est pas une simple goutte. C’est une danse mécanique impliquant des ressorts et des charnières.
Le mécanisme de verrouillage, qui maintenait l’hélicoptère dans un état froissé, se libère. Ensuite, un bras à ressort prend le relais. Il pousse contre le corps d’Ingenuity, le forçant à tourner de sa position de déplacement horizontale à une position verticale. Pensez-y comme à une fleur épanouie, mais faite d’aluminium et de fibre de carbone.
Une fois la caisse verticale, le train d’atterrissage se déplie. Jambe par jambe. Chaque entretoise s’étend jusqu’à ce qu’elle atteigne sa butée et se verrouille en place. Si une partie de cette séquence échoue, l’hélicoptère reste bloqué au sol. Il n’y a pas de seconde chance d’ajuster manuellement une jambe coincée.
Se mettre sous tension dans la poussière rouge
Avec la structure entièrement déployée, Perseverance s’éloigne. Cette distance est critique. L’hélicoptère ne peut pas se recharger lorsqu’il est assis au sommet du rover. Il doit être isolé sur la surface martienne pour exposer ses panneaux solaires à l’atmosphère ténue et poussiéreuse.
Une fois que Perseverance est clair, Ingenuity commence à charger ses batteries. Ce n’est pas instantané. Les panneaux solaires sont petits. La lumière du soleil est faible. La poussière est partout. Chaque watt compte.
Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont répété cette séquence exacte des centaines de fois. Ils ont construit des maquettes du rover et de l’hélicoptère. Ils ont testé les forces du ressort. Ils ont simulé l’accumulation de poussière. Ils voulaient savoir exactement de quel couple le bras de déploiement avait besoin et combien de temps prendrait le cycle de charge solaire dans le cratère Jezero.
Les tests en laboratoire ont été brutaux. Ils ne se contentaient pas de vérifier si les choses bougeaient. Ils ont vérifié si les choses bougeaient correctement sous des variations de gravité et de température semblables à celles de Mars.
Le moment de vérité n’est pas celui où les roues touchent le sol. C’est quand les rotors tournent. Pour la première fois dans l’histoire, un véhicule tentera un vol propulsé et contrôlé sur une autre planète. La préparation est terminée. Le déploiement est le suivant. Et puis… le saut.
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