Le 19 avril 2021, Ingenuity n’a passé que 39,1 secondes dans les airs. Le petit hélicoptère s’est élevé à trois mètres au-dessus du sol martien, est resté une trentaine de secondes en vol stationnaire puis s’est posé. Un vol très court donc, mais qui n’avait encore jamais été réalisé ailleurs que sur Terre.
Ingenuity devenait ce jour-là le premier aéronef à effectuer un vol motorisé et contrôlé sur une autre planète. Les données de son altimètre, récupérées après l’essai, ont confirmé qu’il avait bien atteint l’altitude prévue et qu’il était resté stable.
Le plus intéressant, c’est que personne ne le pilotait depuis la Terre. Avec la distance qui nous sépare de Mars, c’était de toute façon impossible. Ingenuity devait gérer lui-même son vol tandis que Perseverance, installé à quelques dizaines de mètres, servait de relais pour les communications et observait la scène avec ses caméras.
Pourquoi Ingenuity avait-il des pales aussi grandes ?
Sur Mars, la gravité représente environ un tiers de celle de la Terre. Pour faire décoller un appareil, c’est plutôt un avantage. L’atmosphère martienne pose en revanche un tout autre problème : à la surface, la pression n’atteint qu’environ 1 % de celle que nous connaissons sur Terre.
Il y a donc très peu d’air à déplacer sous les pales pour créer la portance nécessaire au décollage.
Cette contrainte se voit directement lorsqu’on regarde Ingenuity. L’appareil ne pèse que 1,8 kilogramme et mesure 49 centimètres de haut. Son fuselage a grosso modo la taille d’une boîte de mouchoirs, alors que ses pales atteignent 1,2 mètre d’envergure.
Même l’heure du décollage comptait. Ingenuity tirait son énergie de panneaux solaires et l’équipe avait choisi 12 h 33 en heure solaire moyenne locale martienne pour réaliser le test. Ce moment de la journée avait été retenu en fonction de l’énergie disponible mais aussi des conditions de vol attendues.
Pendant ce temps, sur la côte est des États-Unis, il était 3 h 34 du matin.
Ingenuity devait se débrouiller sans pilote
Lorsque Mars et la Terre communiquent, les informations doivent parcourir des centaines de millions de kilomètres. Elles transitent notamment par des satellites en orbite puis par le Deep Space Network de la NASA. Impossible dans ces conditions d’imaginer quelqu’un au JPL avec une manette pour corriger la trajectoire de l’hélicoptère au dernier moment.
Le guidage, la navigation et le contrôle étaient donc gérés directement à bord. Une fois la séquence lancée, les systèmes d’Ingenuity exécutaient les algorithmes développés par le Jet Propulsion Laboratory pour assurer le décollage, maintenir l’appareil en vol et le ramener au sol.
La NASA ne donne pas dans son communiqué le détail des algorithmes ni des commandes utilisées. L’essai devait justement permettre de vérifier que tout cela pouvait fonctionner sur Mars sans intervention en temps réel depuis la Terre.
Et tout n’était pas forcément constitué de matériel spatial développé spécialement pour l’occasion. Ingenuity embarquait aussi des composants disponibles dans le commerce, dont plusieurs provenaient de technologies utilisées dans les smartphones. Beaucoup d’entre eux n’avaient encore jamais été utilisés dans de telles conditions.
Perseverance regardait depuis quelques dizaines de mètres
Pour ce premier vol, Perseverance se trouvait à environ 64,3 mètres d’Ingenuity. Le rover filmait les opérations avec ses caméras Mastcam-Z et Navcam et assurait le relais des communications.
Sur Terre, il fallait attendre.
Les ingénieurs du JPL ne pouvaient ni suivre le décollage en direct, ni savoir immédiatement si l’hélicoptère était revenu entier au sol. Ce n’est qu’après réception des données que la réussite du vol a pu être confirmée, à 6 h 46 sur la côte est américaine.
Ingenuity avait pourtant commencé son voyage bien avant cela. Il était arrivé sur Mars sous le ventre de Perseverance lors de l’atterrissage du rover dans le cratère Jezero, le 18 février 2021. Il avait ensuite été déposé sur le sol martien le 3 avril.
Contrairement à Perseverance, le petit hélicoptère n’avait aucun instrument scientifique à bord. Il était avant tout là pour tester une idée : savoir si un appareil de ce type pouvait réellement voler sur Mars.
Pour cette première tentative, pas question d’aller très loin. Il fallait décoller, monter à trois mètres, rester sur place puis redescendre. Au moment où la NASA a annoncé le succès du test, toutes les données et les images n’étaient d’ailleurs pas encore arrivées sur Terre. Il restait à les étudier avant de préparer le vol suivant.
Pour Ingenuity, ces 39,1 secondes étaient déjà un bon début.
Crédit de l’image : NASA/JPL-Caltech/ASU. Conditions d’utilisation.
