Conçu à l’origine comme une démonstration technologique pour effectuer jusqu’à cinq vols d’essai expérimentaux sur 30 jours, le premier véhicule hors planète exploité sur Mars pendant près de trois ans, a effectué 72 vols et a volé plus de 14 fois plus loin que prévu tout en enregistrant plus de deux heures de vol total.
L’hélicoptère historique Ingenuity Mars de la NASA a terminé sa mission sur la planète rouge, dépassant les attentes et effectuant des dizaines de vols supplémentaires que prévu. Bien que l’hélicoptère reste debout et en contact avec les contrôleurs au sol, les images de son vol renvoyées sur Terre cette semaine montrent qu’une ou plusieurs de ses pales de rotor ont été endommagées lors de l’atterrissage et qu’il n’est plus capable de voler.
Ingenuity a atterri sur Mars le 18 février 2021, attaché au rover Perseverance de la NASA et a décollé de la surface martienne pour la première fois le 19 avril, prouvant qu’un vol propulsé et contrôlé sur Mars est possible. Après avoir effectué quatre vols supplémentaires, il a entamé une nouvelle mission de démonstration opérationnelle, servant de mission de reconnaissance aérienne aux scientifiques et aux conducteurs des rovers Perseverance. L’hélicoptère a effectué avec succès deux essais en vol en 2023, ce qui a encore élargi les connaissances de l’équipe sur ses capacités aérodynamiques.
Ingenuity a été amélioré avec la capacité de sélectionner de manière autonome des sites d’atterrissage en terrain dangereux, de gérer un capteur défectueux, de nettoyer après des tempêtes de poussière, d’opérer à partir de 48 aérodromes différents, d’effectuer trois atterrissages d’urgence et de survivre au froid hiver martien. Conçu pour fonctionner au printemps, Ingenuity n’a pas pu faire fonctionner ses chauffages toute la nuit pendant les périodes les plus froides de l’hiver, provoquant le gel et le redémarrage périodiques de l’ordinateur de bord. Ces «pannes de courant» ont obligé l’équipe à repenser les opérations hivernales d’Ingenuity afin de continuer à voler.
Atterrir sur Mars est une tâche difficile en soi, qui met les ingénieurs au défi depuis des décennies. Mars pose un défi unique aux atterrisseurs potentiels, car elle possède une masse relativement importante et une atmosphère mince mais substantielle et assez dense.
Les engins spatiaux sont donc placés à l’intérieur d’une coque aérodynamique dotée d’un bouclier thermique protecteur pour éviter les incendies afin de ralentir suffisamment rapidement pour l’atterrissage. La situation est encore pire pour les véhicules d’exploration plus gros comme le Perseverance, qui pèse 2 260 livres (1 025 kg). Heureusement, au fil des décennies, les ingénieurs ont développé plusieurs techniques d’atterrissage ingénieuses pour permettre à un vaisseau spatial de survivre à la période d’entrée, de descente et d’atterrissage (EDL).
Les atterrisseurs Viking ont atterri sur Mars en 1976 à l’aide de boucliers thermiques, de parachutes et de fusées à décélération. Malgré l’utilisation de grands parachutes, les grands atterrisseurs Viking ont tiré des rétrofusées à la fin pour atterrir à une vitesse sûre. Cette combinaison complexe a accompagné presque toutes les missions depuis lors, mais les missions ultérieures ont introduit des innovations dans le segment de l’atterrissage.
La mission Mars Pathfinder de 1997 a ajouté des airbags, combinés à des parachutes et des fusées rétro, pour atterrir en toute sécurité sur la surface de Mars. Trois « pétales » solides assuraient alors la position verticale de l’atterrisseur lors de son atterrissage sur l’ancienne plaine inondable. Les missions Opportunity et Spirit ont utilisé une méthode très similaire pour placer leurs rovers à la surface de Mars en 2004. Phoenix (2008) et Insight (2018) ont en fait utilisé des passes de touché de style Viking.
Le grand et lourd rover Curiosity avait besoin de puissance supplémentaire pour faire atterrir en toute sécurité le rover de la taille d’une voiture, c’est pourquoi un nouveau système de déploiement « Sky Crane » a été utilisé avec succès en 2012. Après une première descente utilisant un énorme bouclier thermique et un parachute, de puissantes rétrofusées ont fini de ralentir le vaisseau spatial à environ trois kilomètres par heure.
La Sky Crane a ensuite abaissé le rover en toute sécurité à la surface de Mars à l’aide d’une solide attache. Après avoir terminé son travail, la Sky Crane s’est envolée et a effectué un atterrissage d’urgence à une distance sûre. Ayant prouvé l’efficacité du système Sky Crane, la NASA a utilisé la même méthode pour tenter un atterrissage en toute sécurité de Perseverance en février 2021.