Ingenuity, l’hélicoptère qui a conquis le ciel de Mars
NASA Mars

Ingenuity, l’hélicoptère qui a conquis le ciel de Mars

Surcouf Le Breton
Surcouf Le Breton

Table des matières

Il l’a fait : Ingenuity, l’hélicoptère présent à bord de la mission Mars 2020, accroché au rover Perseverance, a réalisé l’exploit d’être le premier engin de toute l’humanité à voler (de manière contrôlée) dans les airs d’une autre planète : Mars !

Ainsi, nous allons retracer la façon dont la NASA a réussi cet exploit.

Pour rappel, Ingenuity a décollé avec la mission Mars 2020 le 30 juillet 2020, et a atterri le 18 février 2021 dans le cratère Jezero avec Perseverance.


Anatomie d’Ingenuity

Déjà, commençons par décrire la bête… Enfin ce gros oiseau. En effet, son poids est de 1,8 kg sur Terre, mais sur Mars il ne pèse que 0,4 kg !

Et oui, la gravité de Mars ne représente que 38% de celle de la Terre.

Il est équipé de quatre pales qui lui donnent une envergure d’environ 1,2m.

Son alimentation électrique se fera via son panneau solaire pour qu'il recharge des batteries au lithium-ion, qui lui fournissent une énergie suffisante pour un vol de 90 secondes par jour (environ 350 W).

Sa capacité de vol est de 5 mètres en hauteur et 300 mètres de longueur.

© NASA / JPL-Caltech
Notez que l’atmosphère de Mars est environ 170 fois moins denses qu’à la surface de notre planète bleue.

C’est pourquoi, au vu de cette densité atmosphérique faible, y faire voler un véhicule était vraiment un défi.


Sa mission

Le but de ce vol n’a pas de visée scientifique à proprement parler, car c’est une mission de démonstration technique. En effet, l’objectif en vue est juste de savoir s'il est possible de voler à la surface sur Mars, ce qui n’a jamais été fait auparavant !

Il est prévu que l'hélicoptère fasse des tests de vol pendant 31 jours terrestres (30 sols ou jours martiens).

Une journée martienne, appelée "sol", est de 24 h 37 min, heure terrestre.  

Sachez qu'il effectuera ses vols en totale autonomie et sans aucun contrôle humain.

© NASA / JPL-Caltech
© NASA / JPL-Caltech

Comment s’est-il déployé ?

Le déploiement d’un véhicule terrestre ou comme ici volant n’est pas une chose facile. Voici les différentes étapes qui ont permis à Ingenuity de se déployer.

Sur cette vidéo réalisée en laboratoire, on peut voir les différentes étapes :

  • Largage du bouclier anti-débris ;
  • Déblocage du système de verrouillage ;
  • Basculement de l’hélicoptère ;
  • Déverrouillage des béquilles ;
  • Et pour finir le dépôt au sol.

Ainsi, voici donc les étapes réalisées sur le sol martien :

  • Le 23 mars : largage du bouclier anti-débris ;
Le bouclier anti-débris. © NASA / JPL-Caltech
  • Le 30 mars : déblocage du système de verrouillage et basculement de l’hélicoptère ;

© NASA / JPL-Caltech
  • Le 1er avril : l’hélicoptère est prêt pour se poser au sol ;
© NASA / JPL-Caltech
  • Le 3 avril : Ingenuity a pris une photo sous le rover Perseverance.
© NASA / JPL-Caltech
© NASA / JPL-Caltech
  • Le 4 avril : Ingenuity a touché le sol martien pour la première fois.
© NASA / JPL-Caltech
  • Le 5 avril : L'hélicoptère a passé sa première nuit dehors. Cette nuit à la belle étoile était une nouvelle épreuve de plus pour le petit hélicoptère. En effet, les températures de nuit dans le cratère Jesero peuvent descendre jusqu'à - 90°C !
© NASA / JPL-Caltech
© NASA / JPL-Caltech
  • Le 6 avril : un petit selfie de Perseverance et Ingenuity.
© NASA / JPL-Caltech
© NASA / JPL-Caltech
Gros plan pris par Mastcam-Z, l'une des caméras de Perseverance.  © NASA / JPL-Caltech
Gros plan pris par Mastcam-Z, l'une des caméras de Perseverance. © NASA / JPL-Caltech
  • Le 10 avril : Le vol d'Ingenuity a été retardé. En effet, un souci de logiciel n'a pas pu permettre de valider le test de rotation de ses pales à grande vitesse.
Ingenuity toujours cloué au sol. © NASA / JPL-Caltech
Ingenuity toujours cloué au sol. © NASA / JPL-Caltech

Les vols d'Ingenuity

Ingenuity a pour projet d'effectuer jusqu'à 5 vols dans les airs de Mars. Cependant, les deux derniers vont dépendre du résultat des 3 premiers.

  • Vol n°1 : ascension à 3 m avec un vol stationnaire durant 20 secondes ;
  • Vol n°2 : vol jusqu'à 5 m de hauteur avec un déplacement de quelques mètres ;
  • Vol n°3 : vol horizontal porté à 50 m ;
  • Vol n°4 et n°5 : vol vers un nouveau site d'atterrissage ou vol horizontal de 500m.

Vol n°1 : Il a réussi !

  • Le 19 avril : il l'a fait ! Ingenuity a volé sur Mars !

Voici donc l'objectif n°1 d'Ingenuity réalisé à merveille. Il a parfaitement volé à 3m d'altitude pendant 20 secondes avant d'atterrir.

Voici la télémétrie d'Ingenuity © NASA / JPL-Caltech
Voici la télémétrie d'Ingenuity © NASA / JPL-Caltech

Vol n°2 : les 5m sont franchis !

  • Le 22 avril : Ingenuity vient de réussir son deuxième vol. Cette fois-ci, il devait monter jusqu'à 5 mètres, ce qu'il a réussi à merveille.
Vol n°2 réussi !
Vol n°2 réussi ! 
Première photo en couleur à 5m de hauteur.  © NASA / JPL-Caltech
Première photo en couleur à 5m de hauteur. © NASA / JPL-Caltech

Vol n°3 : le vol de 100m aller-retour réussi.

Son plan de vol était le suivant :

  • Vitesse : ~ 4,5 mph (7,2 km/h) ;
  • Portée : 330 pieds (100 m) aller-retour ;
  • Altitude : 16 pieds (5 m).
Ingenuity dans les airs de Mars. © NASA / JPL-Caltech
Ingenuity au sol (à gauche) puis dans les airs à (droite) © NASA / JPL-Caltech
Ingenuity au sol (à gauche) puis dans les airs (à droite) © NASA / JPL-Caltech

Vol n°4 : un vol à plus de 266 m aller-retour !


Son plan de vol était le suivant :

  • Portée : 266 m aller-retour ;
  • Altitude : 16 pieds (5 m) ;
  • Durée : 117 secondes.

Vol n°5 : un aller simple !

  • Le 07 avril : Ingenuity a effectué son premier vol aller simple sur Mars. En effet, il a été se poser sur un nouveau site d'atterrissage à 129 m. Il y est arrivé en 108 secondes, avec une altitude de 10 m.  
Vol n°5 © NASA / JPL-Caltech
Vol n°5 © NASA / JPL-Caltech

L'ingénieur en chef J. "Bob" Balaram à déclaré :

Le plan pour le futur consiste à faire voler Ingenuity de manière à ne pas réduire le rythme des opérations scientifiques de Persévérance. Nous pourrions effectuer quelques vols supplémentaires au cours des prochaines semaines, et l'agence évaluera alors comment nous nous en sortons. Nous avons déjà été en mesure de recueillir toutes les données sur les performances de vol que nous étions venus chercher à l'origine. Maintenant, cette nouvelle démonstration d'opérations nous donne l'occasion d'approfondir nos connaissances sur les machines volantes sur d'autres planètes.
Un nouveau site pour Ingenuity. © NASA / JPL-Caltech
Un nouveau site pour Ingenuity. © NASA / JPL-Caltech

Vol n°6 : la première anomalie !

  • Le 22 mai : Ingenuity a grimpé à une altitude de 10 mètres avant de se diriger de 150 mètres vers le Sud-Ouest à une vitesse 4 mètres par seconde. Ensuite il a réalisé 15 mètres vers le Sud tout en prenant des images vers l’Ouest, puis il a volé de 50 mètres vers le Nord-Est, pour enfin atterrir.
Image prise lors du sixième vol à 10m du sol Martien. © NASA/JPL-Caltech
Image prise lors du sixième vol à 10m du sol Martien. © NASA/JPL-Caltech

Lors des 150 premiers mètres tous s'est bien passés. Mais ensuite, Ingenuity s'est mis à basculer d’avant en arrière dans un mouvement oscillatoire. Ce comportement anormal a persisté tout au long du reste du vol, jusqu'à un atterrissage sans souci.

Pour faire simple, le problème venait du flux d'images que captent ses caméras, nécessaire à sa navigation. Un souci a provoqué la perte d'une seule image, mais cela a suffi à détraquer tout le système.  

Cependant, malgré l'anomalie, Ingenuity a été capable de maintenir son vol et d’atterrir en toute sécurité à environ 5 mètres du lieu d’atterrissage prévu.

Image d'Ingenuity, le lendemain de son sixième vol. © NASA/JPL-Caltech

Cet événement s'est finalement bien terminé, mais montre à quel point les choses peuvent vite se dégrader. De plus, cela va permettre à la NASA d'analyser les données, pour acquérir encore plus de savoir et d'expérience sur le vol atmosphérique à la surface de Mars.


La suite annoncée par la Nasa

Après le vol n°3, la NASA a fait une conférence de presse pour détailler la suite de la mission d'Ingenuity. Au vu des succès rencontrés suite aux quatre vols, la NASA a décidé de prolonger la mission de l'hélicoptère de 30 jours martiens.

Une fois qu'il aura fini tous ses vols de tests, il va contribuer à la mission de Perseverance. En effet il va servir, grâce à ses images de vues aériennes, à l'observation des cibles potentielles pour les prélèvements d'échantillons du rover.

Notez qu'Ingenuity est capable de communiquer avec le rover jusqu'à 1 km de distance.

Peu après la conférence, le vol n°4 a été annoncé.


Le son d'Ingenuity

Le micro de Perseverance a capté le bruit du vol n°4 d'Ingenuity.


Source :

Mars Helicopter
The Mars Helicopter is a technology demonstration to test powered flight on another planet for the first time.

Relu et corrigé par Julie



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