Après un dépannage à longue distance, l’hélicoptère Ingenuity Mars de la NASA tentera son premier vol dans un autre monde lundi dans une démonstration qui pourrait ouvrir la porte à une nouvelle ère de reconnaissance aérienne interplanétaire.
Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie ont envoyé les commandes pour le vol d’essai d’Ingenuity dimanche, ouvrant la voie au décollage en un court saut de haut en bas à 3 h 31 HAE (7 h 31 GMT) lundi.
Il faudra environ trois heures aux équipes au sol pour recevoir les données confirmant le résultat du vol. Les signaux rebondiront de l’hélicoptère vers le rover persistant, qui a lancé le drone sur la surface de Mars le 3 avril, puis vers un orbiteur survolant pour transmettre des données à la Terre.
La NASA TV diffusera une couverture en direct du centre d’opérations du JPL à partir de 6 h 15 HAE (10 h 15 GMT) lundi, alors que les responsables attendent des données sur les résultats du saut d’Ingenuity. Une fois que les données commencent à circuler, les ingénieurs analyseront les signaux pour la signature d’alarme que l’hélicoptère a captée et a atterri avec succès.
Ensuite, les images commenceraient à refluer vers la Terre à partir des caméras à bord, et les caméras du Tenacity Wagon surveillaient le vol à une distance d’environ 200 pieds (60 mètres).
Les responsables de la NASA s’attendent à ce que le vol entièrement automatisé de lundi prenne environ 40 secondes alors que le drone décolle à environ 3 mètres, plane momentanément là-bas, puis tourne pour signaler dans une direction différente avant d’atterrir à nouveau sur quatre carbone. Jambes en fibre.
Les premières images de la caméra de navigation noir et blanc de l’hélicoptère pourraient revenir sur Terre peu après le vol d’essai de lundi. Ensuite, le véhicule va s’endormir et recharger ses batteries avant d’envoyer les images couleur.
Pendant ce temps, la caméra grossissante haute résolution du mât du rover Perseverance tentera de capturer des images fixes et des vidéos de l’hélicoptère.
«Nous sommes vraiment ravis», a déclaré Tim Canham, responsable des opérations d’ingéniosité chez JPL. « Cela pourrait être une journée incroyable. Nous sommes tous nerveux, mais nous sommes convaincus que nous consacrons du temps et du travail, et que nous avons les bonnes personnes pour faire le travail. »
Si le premier vol est aussi réussi que l’espère la NASA, Ingenuity pourrait voler quatre fois de plus dans les semaines suivantes, tentant d’apercevoir plus audacieusement le vol avant de mettre fin à la campagne de vols d’essai le mois prochain. Ensuite, la NASA veut libérer la persévérance pour poursuivre sa mission scientifique principale de trouver et de collecter des échantillons de roches de Mars pour un éventuel retour sur Terre.
Lori Glaze, chef du département des sciences planétaires de la NASA, a décrit l’hélicoptère d’innovation comme une expérience «à haut risque et à haute récompense» qui pourrait ouvrir la voie à de futurs véhicules aériens pour explorer Mars et d’autres planètes.
La masse de l’hélicoptère Ingenuity de 80 millions de dollars n’est que de 1,8 kilogramme. Il pèse 4 livres sur Terre, ou 1,5 livre en gravité martienne, mais ses pales légères devraient générer une force de portance atmosphérique inférieure à 1% de la densité de la Terre au niveau de la mer.
Bobby Brown, directeur de la science planétaire au Jet Propulsion Laboratory, a déclaré que l’hélicoptère et son équipe de soutien sur Terre essaieraient de produire le « moment des frères Wright » dans un autre monde.
En reconnaissance du vol d’Ingenuity comme un autre dépliant, la NASA a installé un morceau de tissu de la taille d’un affranchissement du premier avion des frères Wright, connu sous le nom de Flyer, sur un hélicoptère martien. Un tissu recouvrait l’une des ailes de l’avion lors de son vol inaugural à Kitty Hawk, en Caroline du Nord, le 17 décembre 1903.
Un autre morceau de tissu et un morceau de bois de chauffage du Wright Flyer se sont envolés vers la lune lors de la mission Apollo 11 en 1969. Alors que les frères Wright utilisaient du tissu et du bois pour leurs avions, la créativité est faite de cuir en fibre de carbone et de «métaux exotiques, »A déclaré Bob Palram, ingénieur en chef d’Ingenuity au Jet Propulsion Laboratory.
Thomas Zurbuchen, chef de la science à la NASA, a décrit la première tentative de vol d’Ingenuity comme « un moment historique avec des analogues en 1903 – dans lequel le contrôle de vol a été effectué sur une autre planète. »
Depuis que la persévérance a déployé l’hélicoptère Ingenuity depuis son ventre plus tôt ce mois-ci, l’hélicoptère a prouvé qu’il pouvait recharger ses batteries à l’aide de panneaux solaires et rester au chaud par une nuit froide sur Mars. Les équipes au sol ont également envoyé des ordres pour déverrouiller les pales du rotor, qui s’étendent sur environ 1,2 mètre de bout en bout, pour un test de rotation à basse vitesse de 50 tr / min.
Mais il y avait un problème qui a entraîné le raccourcissement de la séquence de démarrage du rotor du drone à la surface de Mars alors qu’il tentait de se mettre en orbite à grande vitesse le 9 avril. Le test de rotation rapide des pales anti-rotation Ingenuity était censé être la dernière sortie avant que les officiels ne passent au premier vol en hélicoptère. Ensuite, il est prévu pour le 11 avril.
La séquence de commande pour le test de rotation à grande vitesse s’est terminée tôt alors que l’hélicoptère essayait de faire passer l’ordinateur de vol du mode «pré-vol» au mode «vol», selon la NASA. Un système de contrôle de la minuterie conçu pour superviser la chaîne de commandement avant que l’essai de rotation n’ait expiré, entraînant la fin prématurée de l’essai de rotation de l’hélicoptère.
Les équipes du JPL ont conçu deux tactiques pour résoudre le problème de la séquence de commandes. Une approche consiste à modifier la séquence de commande pour «changer le moment» de la transition de l’hélicoptère du mode pré-vol au mode vol, selon MiMi Aung, chef de projet Ingenuity.
Une autre solution est que le mouvement est désactivé et retardera le premier vol de l’hélicoptère. Cette option consiste à réinstaller le logiciel modifié dans l’ordinateur de vol Ingenuity, en remplaçant le code qui fonctionnait parfaitement pour l’hélicoptère depuis près de deux ans, a écrit Ong dans un message sur le site Web de la NASA.
L’expérience de vol avec la séquence de commande modifiée est plus facile, et vendredi, il a réussi un test de rotation à grande vitesse des rotors de l’hélicoptère à près de 2 500 tr / min. Le test a montré que la solution permettrait à l’hélicoptère de passer en mode vol et de décoller dans 85% des tentatives
« Nous savons également que si la première tentative de lundi ne fonctionne pas, nous pouvons réessayer ces commandes, avec de bonnes chances que les tentatives suivantes dans les jours suivants réussissent même si la première tentative ne fonctionne pas », a écrit Ong. « Pour ces raisons, nous avons choisi de suivre cette voie. »
Pendant ce temps, les équipes sur le terrain continuent de rechercher une option de sauvegarde pour mettre à jour le logiciel Ingenuity. Le nouveau logiciel a déjà été lié au rover Perseverance, qui peut transmettre le code à Ingenuity via une liaison de communication radio Rover-hélicoptère si nécessaire.
« Si notre approche initiale du vol ne fonctionne pas », a écrit Ong, « le rover enverra le nouveau logiciel de contrôle de vol à l’hélicoptère. » « Nous aurons alors besoin de plusieurs jours supplémentaires de préparation pour télécharger et tester le nouveau logiciel sur Ingenuity, retester le rotor dans cette nouvelle configuration et recycler pour la première tentative de vol. »
Ong a comparé la tentative de vol d’essai à un lancement de missile.
«Nous faisons tout ce que nous pouvons pour que cela fonctionne, mais nous savons aussi que nous pourrions devoir nettoyer et réessayer», a-t-elle écrit. «En ingénierie, il y a toujours de l’incertitude, mais c’est ce qui rend le travail sur une technologie de pointe si passionnant et bénéfique. Nous devons constamment innover et développer des solutions à de nouveaux défis. Et essayer des choses dont seuls d’autres ont rêvé.
Ong a écrit: « La créativité est une expérience technologique. » « En tant que tel, notre plan est de faire progresser les circonstances et d’apprendre en faisant. Nous prenons des risques que d’autres missions ne peuvent pas prendre, et nous évaluons soigneusement chaque étape. »
Si tout fonctionnait, les aubes en fibre de carbone tourneraient environ 40 fois par seconde pour soulever l’hélicoptère Ingenuity du sol. Les pales de rotor elles-mêmes ont une masse de seulement 35 gains, soit un peu plus d’une once de poids, et devraient tourner plus vite que les aubes d’hélicoptère au sol.
«Un hélicoptère vole en générant de la portance», a déclaré Ong. «Sur Terre, cela se fait en poussant de l’air, donc les pales poussent l’air et un ascenseur est généré. Sur Mars, où la densité de l’atmosphère est très faible – environ 1% par rapport à ici – il y a moins de particules qui doivent fondamentalement être « Nous devons compenser … nous devons tourner beaucoup plus vite que nous le faisons sur le terrain. »
Le poids extrêmement léger de l’hélicoptère, combiné à des algorithmes de contrôle ultra-rapides pour ajuster le vol de l’avion 500 fois par seconde, nécessite des matériaux et des capacités informatiques avancés.
«Nous n’avons pas été en mesure de le faire depuis 15 ou 20 ans», a déclaré Ong.
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