Ingenuity rend hommage aux frères Wright

Arrivé avec succès dans le cratère Jezero sur Mars le 18 février 2021, le rover Perseverance a commencé à accomplir ses premiers tours de roues et mis en marche ses instruments. Début avril devrait voir une étape très attendue, celle du vol de son drone hélicoptère Ingenuity qui emporte un morceau de l’avion des frères Wright.
[article mis à jour le 13 avril 2021, voir plus bas]

Hommage à Orville et Wilbur Wright

Le 17 décembre 1903, depuis les dunes de Kitty Hawk en Caroline du Nord, Orville et Wilbur Wright réussissaient les premiers vols aériens contrôlés et motorisés. Les deux frères utilisèrent un biplan de leur fabrication de 12 m d’envergure équipé de deux moteurs de 12 chevaux et sobrement baptisé Flyer. Aux commandes et seul passager, Orville parcourut 37 m en 12 secondes au ras du sol pendant que Wilbur observait. Les deux frères alternèrent leur rôle et Wilbur réalisa le quatrième et dernier vol de la journée. Le plus long aussi avec 260 m pour 59 secondes.

Photo de l’envol historique du Flyer des frères Wright le 17 décembre 1903 avec Orville comme pilote et allongé. Sur le côté, Wilbur vient de lâcher l’aile qu’il tenait pendant le début du décollage pour aider à l’équilibre latéral de la machine.
Crédit : Librairie du Congrès (domaine public)

Sur Mars, le drone hélicoptère Ingenuity de 1,8 kg doit signer le premier vol aérien motorisé sur une autre planète. Le parallèle avec l’exploit des frères Wright est symboliquement souligné par le fait qu’un échantillon du tissu de type mousseline employé pour recouvrir les ailes du Flyer est à bord d’Ingenuity ! Il enrobe un câble situé sous le panneau solaire du drone, tenu par un adhésif isolant spécial.
On notera que ce n’est pas la première fois qu’une mission de l’agence américaine rend hommage à Orville et Wilbur Wright. L’équipage d’Apollo 11 emporta ainsi un petit morceau de bois issu de l’ossature du Flyer.

Premier vol en avril (au plus tôt)

Lors d’une conférence de presse du 23 mars (enregistrement vidéo en fin d’article), le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA a précisé que le premier vol d’Ingenuity visait alors la date du 8 avril au plus tôt (mise à jour plus bas).
Le petit hélicoptère est transporté sous le ventre du rover Perseverance et son capot protecteur a déjà été largué avec succès comme le montre la photo ci-dessous.

Le capot protecteur d’Ingenuity au sol. Le drone hélicoptère est ici dans sa position de transport, replié.
Crédit : Cité de l’espace/NASA/JPL-Caltech/MSSS

Pour la suite des opérations, Perseverance va se diriger vers «l’aérodrome» d’Ingenuity, un zone de 10×10 m retenue pour son aspect plat et l’absence d’obstacles.

La zone d’envol retenue pour Ingenuity. Photo réalisée depuis l’orbite par la caméra HiRISE de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.
Crédit : Cité de l’espace/NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Une fois le rover au centre de la zone d’envol, commencera le déploiement d’Ingenuity, ce qui devrait prendre 6 sols (jours martiens). Cette opération qualifiée «d’origami inversé» par la NASA est plus complexe qu’en apparence et implique divers dispositifs dont un pyrotechnique pour sectionner un câble afin que le support de l’hélicoptère commence à tourner pour le placer à la verticale. Un petit moteur électrique achèvera cette manœuvre. Au quatrième sol, les 4 jambes d’atterrissage seront déployées et le drone suspendu à 13 cm du sol martien. Le cinquième sol, Ingenuity chargera ses batteries grâce à l’alimentation électrique du rover. Le jour suivant, une fois la liaison Ingenuity-Perseverance sectionnée, l’hélicoptère sera largué.

La vidéo ci-dessous détaille les opérations de déploiement d’Ingenuity répétées sur Terre.

Une fois Ingenuity au sol, le rover accomplira alors rapidement un recul de 5 m afin que les panneaux solaires du drone fassent leur office et rechargent les batteries. Elles alimentent le rotor, mais aussi de quoi réchauffer en permanence l’électronique d’Ingenuity pour la protéger du froid martien. La première nuit sera à cet égard décisive. Les communications radio entre le rover et l’aéronef robotique seront aussi testées.

La zone d’envol vue cette fois-ci par les caméras du rover Perseverance. C’est d’ici que se déroulera le premier vol aérien motorisé sur une autre planète que la Terre. Une sorte de Kitty Hawk martien.
Crédit : NASA/JPL-Caltech

Une fois que les vérifications techniques auront été accomplies, le rotor sera activé une première fois et la double pale atteindra les 2537 tours/minute, sans décollage toutefois. C’est le 8 avril qui est pour le moment retenu pour le premier envol. Une date présentée comme «au plus tôt».
Mise à jour du 13 avril : après la dépose réussie d’Ingenuity sur le sol martien et des essais, le JPL a décidé qu’il fallait mettre à jour le logiciel du drone hélicoptère. La date du premier vol sera du coup précisée durant la semaine du 19 au 23 avril (tweet ci-dessous).

#MarsHelicopter update: Ingenuity is healthy, but it needs a flight software update. While the development of the software is straightforward, validating and uplinking it will take time. We will set a new flight date next week. https://t.co/b0MzMIPGKz pic.twitter.com/R2wYKaCxqY

— NASA JPL (@NASAJPL) April 13, 2021

Le jour prévu et si la station météo de Perseverance relaie des conditions favorables (pas trop de vent notamment), Ingenuity montera à 3 m de hauteur à la vitesse d’un mètre par seconde, fera un surplace de 30 secondes et se posera. Les caméras de Perseverance prendront des photos. Ingenuity aussi et il les transmettra au rover qui les relaiera vers la Terre via une des sondes sur orbite. Les clichés noir et blanc basse résolution sont prévus pour le lendemain de ce premier vol et les versions couleurs en haute résolution 2 jours plus tard. On attend ainsi 2 photos captées par Ingenuity donnant une perspective inédite de Mars à 3 m d’altitude.
En cas de succès, les équipes au sol détermineront d’autres plans de vol, probablement plus longs. Ces étapes peuvent paraître très précautionneuses, mais comme le rappelle MiMi Aung du JPL à la tête du projet Ingenuity, «Mars c’est difficile», soulignant qu’il s’agit là d’un «vol d’essai d’ingénierie expérimentale».

Si Ingenuity n’est pas nécessaire à l’accomplissement des objectifs scientifiques de Perseverance (recherche de traces de vie passée), il permet cependant d’évaluer le concept d’éclaireurs robotiques pour de futures missions. On imagine ainsi des rovers qui utiliseraient des drones pour repérer les cibles scientifiques les plus intéressantes et le meilleur chemin pour y aller. Bien évidemment, le mode de propulsion sera adapté au monde exploré. Par exemple, sur la Lune, recourir à des hélices sera impossible en raison de l’absence d’atmosphère.

Ci-dessous, vidéo de la conférence de presse JPL/NASA du 23 mars.