Les membres de l’équipe responsable de la mission Ingenuity estiment que, même s’il est simple, le 14e vol de l’hélicoptère de la NASA sur Mars, qui peut être effectué à tout moment, peut être plus difficile.
Par rapport aux précédents vols de reconnaissance effectués par Ingenuity, le suivant est considéré comme moins complexe, car il vise uniquement à tester des vitesses de rotation plus élevées du rotor.
La faible densité de l’atmosphère martienne est un défi pour le 14e vol de l’hélicoptère Ingenuity. Image : NASA/JPL-Caltech/Reproduction
Cependant, la difficulté réside dans le fait de s’attaquer à la densité atmosphérique de la planète rouge, qui est actuellement beaucoup plus faible.
Selon le site Web de l’Espace, le plan de vol prévoit qu’Ingenuity décollera, montera jusqu’à cinq mètres et effectuera une manœuvre latérale avant d’atterrir. La vitesse du rotor doit être d’environ 2 700 tours par minute (tr/min). En comparaison, dans une expérience antérieure, Ingenuity a survolé Mars à environ 2 537 tr/min.
Les ingénieurs espèrent que la vitesse de rotation plus élevée permettra au drone de voler à cette densité atmosphérique plus faible.
« En fait, c’est de plus en plus difficile chaque jour. Je parle de la densité atmosphérique, qui était déjà extrêmement faible et qui diminue encore davantage en raison des variations saisonnières sur Mars », a déclaré le pilote en chef d’Ingenuity Håvard Grip du Jet Propulsion Laboratory de la NASA dans un communiqué.
Grip a expliqué que selon la planification des vols, Ingenuity ne devait fonctionner que quelques mois après l’atterrissage de la mission Perseverance sur Mars en février de cette année. Cependant, le véhicule a largement dépassé les attentes et continue de voler, testant comment les hélicoptères pourraient servir de dépisteurs pour des rovers ou peut-être même des missions humaines.
Bien qu’il se débrouille très bien dans ses activités supplémentaires, Ingenuity n’est pas conçu pour faire face aux changements saisonniers.
À l’origine, la densité atmosphérique au cratère Jezero équivaut à environ 1,2 % à 1,5 % de la densité atmosphérique de la Terre. Mais aujourd’hui, les densités avoisinent 1 % pendant les heures les plus appropriées pour le décollage d’Ingenuity, lorsque les courants de sol causent moins d’instabilité pour le drone volant à basse altitude.
« La différence [atmosphérique] peut sembler minime, mais elle a un impact significatif sur la capacité d’Ingenuity à voler », explique Grip. La marge d’impulsion de la machine, ou la poussée excédentaire produite par le drone au-dessus de ce qui est nécessaire pour voler en vol stationnaire, a diminué à mesure que l’atmosphère de la planète s’amincit. Si la densité atmosphérique baisse trop, Ingenuity risque de perdre son soutien dans l’air.
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« Heureusement, il existe un moyen de résoudre ce problème, mais il faut faire tourner les rotors encore plus vite que rapidement que ce que nous avons essayé avec Ingenuity ou n’importe lequel de nos hélicoptères d’essai sur Terre. Ce n’est pas quelque chose que nous considérons à la légère, c’est pourquoi nos prochaines opérations sur Mars se concentreront sur des essais minutieux de la vitesse des rotors en vue de futurs vols. »
L’équipe Ingenuity sera à la recherche de certains problèmes potentiels. L’un d’entre eux est que le régime plus élevé, associé au vent et aux mouvements d’hélicoptère, peut amener les pales du rotor à atteindre l’atmosphère à environ 0,8 Mach, soit 80 % de la vitesse du son.
« Si les pointes des pales se rapprochent suffisamment de la vitesse du son, elles connaîtront une augmentation considérable de la traînée aérodynamique qui serait prohibitive pour le vol », a déclaré Grip.
« Pour le rotor Ingenuity, nous ne nous attendons pas à trouver ce phénomène avant des chiffres de Mach encore plus élevés, mais cela n’a jamais été confirmé lors d’essais sur Terre », a-t-il expliqué.
Selon Grip, les ingénieurs seront également conscients des résonances potentielles qui peuvent faire vibrer l’hélicoptère à certaines fréquences, ce qui, au pire, pourrait « endommager le matériel et entraîner une détérioration des lectures des capteurs nécessaires au système de commande de vol ».
D’autres considérations incluent une plus grande puissance requise par le système électrique et des charges plus élevées requises par le système rotor.
« Tout cela pose un défi de taille, mais en réglant le problème lentement et méthodiquement, nous espérons vérifier complètement le système à des vitesses de rotor plus élevées et permettre à Ingenuity de continuer à voler au cours des prochains mois », a déclaré l’ingénieur.
