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L’ingéniosité de l’hélicoptère sur Mars de la NASA est prête pour son premier vol historique dimanche

Le premier hélicoptère de l’humanité sur Mars a été autorisé pour un décollage historique.

Ingenuity s’envolera au-dessus du cratère de Jezero dimanche 11 avril sur un vol de 40 secondes – environ quatre fois plus longtemps que le premier vol des frères Wright sur Terre il y a plus de 117 ans. Les premières données, réussies ou non, devraient revenir sur Terre lundi (12 avril) vers 3h30 HAE (8h30 GMT).

Le plan de vol montre le tourbillon martien planant à seulement 3 mètres au-dessus de la surface, collectant des données en noir et blanc des points de repère situés en dessous, ainsi qu’une vidéo d’horizon haute définition et des données d’ingénierie. Le vol se déroulera également sous la caméra de surveillance du rover Perseverance, stationné à environ 60 mètres du site de lancement d’Ingenuity.

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L’hélicoptère Ingenuity Mars de la NASA effectue un test de rotation de ses pales le 8 avril 2021. Cette image a été capturée par le Mastcam-Z sur le rover Perseverance Mars de la NASA. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech / ASU)

« Naturellement, l’équipe travaille très dur pour être prête pour ce moment [of flight], alors quand nous verrons ces premières données, que cela fonctionne… ce sera un moment incroyable », a déclaré Tim Canham, responsable des opérations d’Ingenuity, lors d’une conférence de presse diffusée en direct par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie, vendredi 9 avril.

Nous imaginons le vol sur Mars dans la fiction depuis au moins 1890, lorsque « A Plunge Into Space » de Robert Cromie dépeignait des dirigeables martiens prenant une atmosphère mince. Alors que l’ingéniosité de la taille d’un drone sera un simple séjour de haut en bas, la vision de son vol n’est pas moins ambitieuse.

L’atmosphère martienne a un volume de seulement 1% de celui de la Terre, de sorte que l’hélicoptère doit fournir plus de portance qu’il n’en aurait besoin pour voler sur Terre. L’hélicoptère doit également voler de manière autonome, car les contrôleurs sur Terre sont stationnés trop loin pour le manipuler autour du cratère. Il doit continuer à se recharger au soleil et survivre à des températures de surface nocturnes de moins 130 degrés Fahrenheit (moins 90 degrés Celsius). Il a fallu des années d’essais, des vols plus ou moins réussis dans des chambres à air et un long voyage vers Mars pour arriver aussi loin.

Ce graphique montre les activités générales que l’équipe derrière l’hélicoptère Ingenuity Mars de la NASA espère accomplir lors d’un vol d’essai donné sur la planète rouge. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech)

MiMi Aung, chef de projet Ingenuity chez JPL, a déclaré qu’elle serait très excitée par les images de caméra en noir et blanc que l’hélicoptère ramènera sur Terre, montrant sa vue depuis les airs. « Les images seront inspirantes », a-t-elle déclaré lors du briefing, admettant qu’il sera difficile d’imaginer ce qu’elle ressentira puisque l’équipe n’a pas essayé d’assumer le succès de l’ambitieux test en vol.

Si Ingenuity réussit et transmet les données comme prévu, les images de la caméra orientées vers le bas en noir et blanc seront prises environ 30 fois par seconde et auront la capacité de suivre les caractéristiques à la surface; à long terme, une fois que toutes ces images seront sur Terre, les contrôleurs pourront estimer la vitesse et la direction du mouvement en regardant la dérive des caractéristiques.

Il y aura également un appareil photo de 13 mégapixels sur Ingenuity pointant vers l’horizon, qui prendra quelques photos pendant le vol. De nombreuses données d’ingénierie seront également recueillies avec les images, telles que les lectures de l’altimètre – des données qui seront utilisées au profit des futurs véhicules volants. La vision à long terme de la NASA est d’utiliser des drones qui pourraient un jour grimper dans des zones hors de portée des rovers actuels, telles que des régions potentielles d’habitabilité sur la planète rouge, semblable au désert. Les drones pourraient rechercher des robots et des humains et aider à tracer des itinéraires encore plus efficacement que nous le faisons aujourd’hui depuis l’orbite.

Cette image montre où l’équipe d’hélicoptères Ingenuity Mars de la NASA tentera ses vols d’essai. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona)

Ingenuity alimenté par l’énergie solaire éclairera la conception de ces futurs robots. L’équipe d’hélicoptères dispose de 30 sols martiens (environ 31 jours sur Terre) pour effectuer les premiers vols provisoires. En supposant qu’Ingenuity survit au premier vol, il se reposera et transmettra des données avant de tenter un deuxième vol avec un mouvement latéral. Les vols suivants auront lieu tous les trois ou quatre sols martiens. Le cinquième vol – si Ingenuity va aussi loin – sera une chance de vraiment s’envoler. « La probabilité est qu’il serait peu probable qu’elle atterrisse en toute sécurité parce que nous irons dans des zones non arpentées », a déclaré Aung.

L’ingéniosité est le produit d’environ cinq ans de tests en vol dans des chambres d’altitude simulant les conditions martiennes au JPL, y compris un test du petit hélicoptère lui-même en 2019 qui s’est déroulé exactement comme prévu. Les ingénieurs savent ainsi qu’il est théoriquement possible de voler sur Mars, et disposent d’une station météo disponible sur Perseverance pour approuver ou dévier le vol dans les conditions actuelles, mais il y a toujours l’élément d’incertitude dans le moment.

Des défis supplémentaires viennent du fait de tout renvoyer d’Ingenuity et de Perseverance. Par exemple, la vidéo de vol prévue de cinq minutes du rover, en définition 4K, prendrait des mois pour être renvoyée sur Terre étant donné la disponibilité de la bande passante de la surface martienne à travers l’orbiteur de reconnaissance Mars de la NASA jusqu’au Deep Space Network de la NASA de paraboles qui captent informations provenant de vaisseaux spatiaux éloignés.

JPL prévoit donc à la place de présélectionner certaines images clés de cette vidéo et de les renvoyer, en espérant qu’au moins une des images représente Ingenuity prenant l’air. L’équipe de caméra panoramique Mastcam-Z simule également la prise de séquences de loin, dans le but d’obtenir l’ingéniosité exactement dans le cadre à distance, car elle vise à capturer des images avec zoom avant et zoom arrière en même temps.

Sa meilleure résolution vidéo est de sept images par seconde, mais seule une partie de cette image sera capturée puis compressée pour être renvoyée sur Terre. Déjà la pratique a lieu; Mastcam-Z a renvoyé une courte vidéo de l’hélicoptère faisant tourner sa pale à 50 tours par seconde, mais c’était au sol.

Obtenir le bon angle pour capturer l’ingéniosité dans les airs sera « vraiment difficile », a déclaré Elsa Jensen, responsable des opérations de liaison montante Mastcam-Z chez Malin Space Science Systems, lors du même briefing. Mastcam-Z est conçu pour de grandes bandes de terrain, tandis que le vol d’Ingenuity n’aura lieu que dans une infime partie de la vue globale du cadre de la caméra. « Nous espérons que tout se passera bien dimanche, mais nous savons qu’il y aura des surprises. C’est pour cela que nous nous sommes entraînés », a-t-elle déclaré.

L’équipe de rover peut également essayer de capturer le son des futurs vols d’Ingenuity avec le microphone SuperCam de Perseverance, mais il n’est pas prévu de le faire pour la première excursion. « C’est très facile si nous pouvons entendre quelque chose de cette distance », a déclaré Canham, ajoutant que des discussions sont en cours sur le moment d’enregistrer. «Le pire est pire, peut-être que nous n’obtiendrons rien», a-t-il plaisanté à propos de la séquence audio.

La dernière fois que la NASA a fait un pas aussi ambitieux sur la planète rouge, c’était avec le rover Sojourner, un véhicule de la taille d’une boîte à pain qui a roulé à la surface pendant quelques mois en 1997 et s’est niché sur les rochers comme un petit chiot.

Ce premier véhicule mobile martien était également un test pour voir si les rovers pouvaient affronter le terrain accidenté de Mars loin de l’aide immédiate de la Terre. Il a fonctionné au-delà des attentes, pionnier d’une génération d’explorateurs de rover de la NASA (Spirit, Opportunity, Curiosity et maintenant Perseverance) qui ont repéré l’eau et les signes d’habitabilité ancienne; La persévérance, si tout se passe comme prévu, participera à une plus grande mission de retour d’échantillons qui ramènera les roches qu’elle cache sur Terre pour une analyse détaillée.

Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour la science, a déclaré lors de la conférence de presse qu’Ingenuity jouerait un rôle similaire dans l’histoire de la NASA, comme l’a fait Sojourner. « Nous sommes prêts pour un autre moment historique », a-t-il déclaré.

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