Depuis plusieurs années, l’Homme explore le Système solaire via des sondes spatiales et des rovers. C’est notamment le cas sur Mars, où plusieurs robots ont déjà foulé le sol de la planète rouge. Toutefois, aucun aéronef n’a encore volé dans le ciel de notre voisine planétaire. Cela ne saurait tarder avec le projet d’hélicoptère martien, en cours de développement par la NASA, qui devrait effectuer sa première mission dès 2020.
Un mini-hélicoptère autonome volera avec la mission Rover Mars 2020 de la NASA, dont le lancement est prévu en juillet de la même année et qui prévoit un atterrissage sur Mars en février 2021. Il s’agit d une démonstration technologique épurée ; le prototype effectuera au maximum cinq courtes sorties dans l’atmosphère martienne. Le succès de cette mission pourrait ouvrir de nouvelles voies à l’exploration robotique planétaire.
« Nous envisageons que les hélicoptères ouvrent la voie à de nouveaux types d’exploration sur Mars » déclare Håvard Grip, responsable du contrôle des vols et de l’aérodynamique du projet au JPL (NASA).
Un jour, des versions plus avancées pourraient ouvrir la voie aux rovers ou explorer la planète rouge par eux-mêmes. « À l’avenir, nous pourrions imaginer faire des choses comme entreprendre une exploration régionale à l’aide de plusieurs hélicoptères, ou aller dans des zones inaccessibles ou biologiquement sensibles en utilisant de petits hélicoptères » ajoute Grip.
L’hélicoptère pèse 1.8 kg et a un corps de la taille d’une balle de tennis. Il transporte une gamme d’équipement et de matériel de communication, un petit panneau solaire, des batteries lithium-ion rechargeables, des radiateurs pour garder son électronique au chaud tout au long de la froide nuit martienne et une caméra de navigation. L’hélicoptère n’a pas d’instruments scientifiques, mais il est équipé d’un imageur couleur haute résolution.
L’hélicoptère se rendra sur Mars, attaché au « ventre » du rover 2020 (qui fait la taille d’une voiture), qui recherchera des traces de vie ancienne et collectera et stockera des échantillons, pour finalement revenir sur Terre. Un mois ou deux après que le rover se sera posé sur Mars, l’hélicoptère se déploiera. Le petit véhicule effectuera ensuite une série de vols courts, d’une durée d’environ 90 secondes chacun, pour atteindre une altitude maximale de 5 mètres environ.
Cette vidéo présente la mission Mars 2020 ainsi qu’une démonstration de l’hélicoptère et ses fonctionnalités :
Ces sorties se dérouleront à une distance de 100 à 1000 mètres du rover, à une distance suffisante pour ne présenter aucun danger de collision, mais suffisamment proches pour être à portée de communication (l’hélicoptère communiquera avec les scientifiques sur Terre via le rover).
Réussir serait un exploit, si l’on considère que l’atmosphère martienne n’a que 1% de la densité de l’atmosphère terrestre au niveau de la mer. Naviguer juste au-dessus de la surface martienne équivaut à voler à une altitude de 30’000 m ici sur Terre, soit plus de deux fois la hauteur de tout hélicoptère (le handicap imposé par la raréfaction de l’air n’est que partiellement compensé par la gravité inférieure de la planète rouge, qui représente 38% de celle de la Terre).
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Cette vidéo montre le développement du rover de la mission Mars 2020 au sein du JPL de la NASA :
Pour générer suffisamment de portance, l’hélicoptère est équipé de deux rotors rigides d’une longueur de 1.2 m. Et les rotors vont tourner à 2400 tours par minute, environ 10 fois plus vite que les pales d’un hélicoptère sur Terre. L’équipe a mis cette conception à l’épreuve plusieurs fois dans des conditions similaires à celles de Mars. Le prototype est donc quasiment prêt à partir effectuer sa mission.
De tels moments historiques ne peuvent être limités au ciel de Mars. La NASA envisage de lancer un atterrisseur quadricoptère sur Titan, l’énorme lune de Saturne, enveloppée de brume. Cette mission, appelée Dragonfly (Libellule), volerait d’un endroit à l’autre sur Titan, enquêtant sur la chimie complexe qui se produit sur place, potentiellement porteuse de vie.
Dragonfly est l’un des deux finalistes de l’appel d’offre lancé par la NASA dans le cadre du programme « Nouvelles frontières » de la mi-2020. L’autre candidate est une mission de retour d’échantillons de comètes appelée CAESAR. La NASA devrait annoncer son choix plus tard cette année.