La Nasa va déployer un drone hélicoptère sur Mars en 2021

Bien qu’elle soit relativement proche de la Terre en comparaison des autres planètes du Système solaire, Mars se trouve à une distance de plusieurs centaines de millions de kilomètres. Dès lors, l’étude de la planète rouge ne peut pas reposer uniquement sur une observation à distance. Il faut dans la mesure du possible se rendre sur place pour être au plus près du sujet de recherche.

Jusqu’à présent, les agences spatiales ont suivi deux pistes : la première (et la plus simple) consiste à placer des orbiteurs autour de Mars pour analyser l’atmosphère et la surface. Les États-Unis, la Russie, l’Union européenne et l’Inde ont franchi cette étape. La seconde, bien plus compliquée, passe par l’envoi d’un appareil à la surface, fixe (atterrisseur) ou mobile (rover). Les USA et la Russie y sont parvenus.

Or, une troisième voie sera bientôt explorée : celle de l’engin aérien, capable de survoler Mars à une altitude de quelques mètres, voire quelques dizaines de mètres. La Nasa veut en effet profiter de la prochaine mission, Mars 2020, pour déployer un drone. Sur place, celui-ci offrirait un bon moyen d’explorer les environs, pour ramener des échantillons ou pour vérifier la présence d’obstacles lointains pour un rover.

Mars a une atmosphère extrêmement ténue.
CC Stuart Rankin

Le défi d’un drone volant sur Mars

Il y a toutefois un gros point d’interrogation : est-il possible de faire voler un engin aérien à la surface de Mars, alors que son atmosphère est cent fois moins dense sur Terre ? Ce n’est qu’en 2021 que les ingénieurs de l’agence spatiale américaine sauront si leur drone martien a suffisamment été optimisé pour évoluer sur la planète rouge. En effet, la mission Mars 2020 n’arrivera en réalité sur place qu’en février 2021.

Le record d’altitude pour un hélicoptère sur Terre est de 12 442 mètres. Mais compte tenu de la finesse de l’atmosphère martienne, la tâche qui attend Mars Helicopter est aussi dure que faire décoller ce drone à une altitude de plus de 30 000 mètres, selon la Nasa.

Dans ces conditions, il a fallu adapter l’appareil pour limiter au maximum sa masse — il ne pèse que 1,8 kg — et sa taille, équivalente à celle d’une balle de softball. De plus, son hélice contre-rotative a une vitesse de rotation dix fois plus importante que sur Terre, avec 3 000 tours à la minute. Pour cela, il a fallu que l’équipe technique travaille quatre longues années pour parfaire le design du drone.

Le drone hélicoptère en cours de test.

Du fait de l’éloignement entre la Terre et Mars, éloignement qui peut s’accroitre fortement du fait de leurs orbites respectives, il n’est pas possible de piloter le drone en temps réel. Il faudrait plusieurs minutes pour envoyer les commandes, que les instructions soient faites, et patienter à nouveau plusieurs minutes pour avoir la confirmation que les instructions ont été respectées.

La Nasa a donc opté pour un système de vol automatique. Le drone recevra des ordres généraux depuis la Terre mais c’est in fine lui qui déterminera la meilleure  façon de les accomplir. Cette mission sera avant tout une campagne de test pour la Nasa, en vue de futurs éventuels autres drones. Cinq vols sont planifiés, avec des trajets, des altitudes et des temps de vol de plus en plus élevés.