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Pourquoi le premier vol réussi d'Ingenuity sur Mars est une étape historique

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Capture d'écran de la retransmission en direct de la NASA autour du vol d'Ingenuity sur Mars
Capture d'écran de la retransmission en direct de la NASA autour du vol d'Ingenuity sur Mars
- NASA

Le petit hélicoptère de 1,8 kg a réalisé ce matin son tout premier vol sur la planète Mars, le premier vol d'un appareil motorisé sur la planète rouge, et plus largement sur une planète qui ne soit pas la Terre. De quoi déclencher une explosion de joie à la NASA, qui retransmettait l'événement en direct.

"Le rapport confirme la réussite des étapes suivantes : lancement de l'hélice, décollage, vol, descente, atterrissage, et arrêt de l'hélice." Ce n'est qu'à la toute fin de cette liste d'opérations réussies que l'équipe de la NASA laisse éclater sa joie. L'un d'eux le confirme officiellement : "Ingenuity a réussi son premier vol, le premier vol d'un engin motorisé sur une autre planète !"

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Le vol avait en fait déjà eu lieu, ce lundi matin vers 9h, mais il a fallu 4 heures pour que l'engin envoie ses données sur Terre et qu'elles parviennent à la salle de contrôle du JPL, le Jet Propulsion Laboratory. Parmi elles, cette toute première image en noir et blanc incroyable, prise par Ingenuity lui-même : son ombre sur le sol martien.

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Mais aussi une vidéo, prise par Perseverance, le rover qui explore actuellement le sol martien, où l'on voit l'hélicoptère décoller puis atterrir. 

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Avant tout, cela prouve que c'était possible

C'est un succès total, mais surtout un exploit. Car l'atmosphère de Mars est très ténue (environ 1% de la densité de l'atmosphère terrestre). Cela veut dire que la densité de l'air est très faible : or un hélicoptère, pour décoller et voler, a besoin de portance... L'atmosphère de la planète rouge était un vrai défi. Les ingénieurs ont résolu le problème en dotant l'engin (de la taille d'une boîte de mouchoirs en papier) d'une double hélice surdimensionnée d' 1m20 capable de tourner à 2400 tours/minute. Un rotor ultra bruyant qui a causé des sueurs froides une fois mis sous tension. Lors du test pour passer de 50 tours/mn à 2400 tours/mn, un problème technique est apparu qui a conduit la NASA à faire un reset du logiciel. Le vol est aussi consommateur de beaucoup d'énergie, or Ingenuity n'a pas de carburant, juste une petite batterie chargée par un panneau solaire. 

L'astrophysicien Sylvestre Maurice, père d'un des instruments à bord du robot Perseverance Supercam salue ce succès:  "c'est une grande date car faire voler un engin plus lourd que l'air, c'est un rêve, c'est ce qui est devenu l'aviation, pour la première fois on le fait sur une autre planète"

Cette première tentative sur Mars est modeste : Ingenuity s'est soulevé de quelques mètres avant de se reposer. Mais dans quatre jours, un deuxième vol un peu plus hardi sera effectué, puis un autre, et ainsi de suite jusqu'à un essai en latéral. Sa durée de vie, estimée à un mois, dépend des atterrissages : en gros, au premier crash, c'est terminé. Enfin, le drone a été fabriqué avec une électronique non "durcie" comme on dit dans le spatial. Pour William Rapin, chercheur au CNRS, c'est le plus risqué. "Ce qui m'intéresse c'est de voir combien de temps Ingenuity va pouvoir fonctionner avec cette électronique fragile pour l'environnement radiatif qu'elle affronte" explique t-il.  Si ces composés, qui n'ont pas été développé spécifiquement pour la mission, résistent aux conditions martiennes, on aura donc franchi un cap. Parmi les autres challenges, figurent l'automatisation du vol poussé à l'extrème. Puisqu'aucun humain ne peut, compte tenu de la distance, commander Ingenuity, il doit ne compter que sur lui-même. Il se repère dans l'espace grâce à des caméras qui lui permettent de se situer par rapport au relief et de se stabiliser en permanence. Des accéléromètres lui permettent de conserver l'assiette. Autant de dispositifs dont la robustesse sera testée lors des prochains vols. 

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Toutes ces innovations dans un environnement hostile font de l'engin un démonstrateur technologique. Il s'agit non pas de faire de la science mais de prouver que cela peut marcher. Ingenuity est un éclaireur, en somme.

"On apprend presque ça à l'école : sur Mars, ça ne doit pas voler", raconte Sylvestre Maurice, directeur de recherche au CNRS à l’IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie). "Il a fallu développer un drone exprès pour Mars ! Ce petit engin, c'est un précurseur. On attend de lui de faire cinq vols (il vient d'en faire un), de prendre des images qui vont guider Perserverance. Mais il ouvre surtout la voie à des porteurs plus lourds, qui nous permettront d'aller dans des endroits qu'on ne peut pas facilement atteindre."

Désormais, les ingénieurs vont en effet pouvoir travailler sur de plus gros modèles. Les possibilités d'exploration vont s'en trouver décuplées : là où les robots avancent de quelques mètres par jour, un drone peut évidemment apporter une vue d'ensemble. Il pourra aller dans des endroits jusqu'ici inexploré. "On a déjà commencé à réfléchir à ce qu'on pourrait prendre dans notre véhicule Perserverance pour le transporter sur un drone ! Ce qu'on fait à la surface, on a envie de le transporter maintenant sur ces nouveaux outils."

Ces futurs drones ne se limiteront d'ailleurs pas à Mars, mais pourront aussi être développés pour explorer "d'autres planètes avec des atmosphères", explique Sylvestre Maurice. "On en développe un en ce moment pour Titan [l'un des satellites de Saturne, NDLR]. " Dragonfly, développé par la NASA avec une implication d'équipes françaises doit être lancé en 2026 pour une arrivée sur place en 2034.