facebook logo Twitter logo

facebook logo Twitter logo

Logo Header
Télécharger dernier numéro

Ingenuity, l'hélicotère qui ne manque pas d'air

11-05-2021 à 19:15:00

Le 19 avril, la NASA (agence spatiale américaine) a réussi l’exploit de faire voler pour la première fois un hélicoptère sur une planète autre que la Terre ! L’engin, de toute petite taille (1,8 kg),
appelé Ingenuity (ingénuité, qui signifie simplicité, sincérité excessive), a réussi plusieurs vols
sur la planète rouge et va continuer à l’explorer durant les mois à venir.

Faire voler un hélicoptère est déjà compliqué sur Terre. Un avion se soulève grâce à la portance, créée par la vitesse de l’air le long de ses ailes. L’hélicoptère, lui, crée cette portance en faisant tourner son hélice. Les pales qui la composent jouent le rôle d’ailes miniatures, qui doivent tourner suffisamment vite pour soulever l’appareil.

Pour manœuvrer son hélicoptère, le pilote peut, par ailleurs, incliner les pales d’hélice pour leur donner plus de portance, notamment dans les phases de décollage et d’atterrissage ou pour le faire se déplacer en latéral, sur le côté. C’est ce qu’on appelle le collectif et le cyclique. Enfin, pour que l’hélice tourne effectivement au-dessus de l’hélicoptère, il faut que l’appareil soit maintenu dans son axe, ce qui est faisable de deux manières : soit en utilisant deux hélices l’une au-dessus de l’autre et tournant dans des sens contraires, soit en ajoutant une hélice, qu’on appelle rotor anti-couple, à l’arrière de l’hélicoptère.

Sur Mars, l’opération devient encore plus complexe. En effet, l’atmosphère y est beaucoup moins dense que sur la Terre : les hélices doivent être conçues spécialement pour cette atmosphère et tourner beaucoup plus vite qu’elles ne tourneraient sur Terre. Pour qu’Ingenuity reste aussi petit que possible, les ingénieurs de la NASA l’ont équipé de deux hélices l’une au-dessus de l’autre plutôt que d’un rotor anti-couple. Et il était difficile de réaliser des essais sur Terre à l’air libre, puisque l’atmosphère y est différente ! Des simulations ainsi que des moyens spéciaux recréant l’atmosphère martienne ont donc dû être utilisés…

Il y a une autre difficulté majeure : comme la planète rouge est éloignée de 50 à 400 millions de kilomètres de la Terre, un message radio ne peut la joindre qu’en quatorze minutes (voir Actuailes n° 128). Pas question donc de faire de la commande à distance. L’hélicoptère est en totale autonomie sur la planète, d’autant que sa batterie ne lui permet qu’un vol de quatre-vingt-dix secondes. Il doit être capable de régler lui-même ses paramètres de vol pour s’élever, se déplacer et prendre photos et films qu’il renvoie ensuite vers la Terre. Et pourtant, il vole !

Vous pouvez, à votre tour, expérimenter un peu le vol en hélicoptère : découpez le modèle ci-contre, fourni par la NASA, selon les pointillés, puis pliez les pales « A » et « B » et le corps de l’hélicoptère avec « X », « Y » et « Z », puis lâchez-le et regardez-le tourner ! Arriverez-vous, en changeant le pliage des pales, à le faire tourner plus vite ? Et dans l’autre sens ?

Bon courage !

Schéma de l’hélicoptère martien


1. Antenne de l’émetteur-récepteur radio bande UHF -

2. Cellules solaires fournissant l’énergie qui alimente la batterie -

3. Rotors conçus pour pouvoir voler dans l’atmosphère ténue de Mars -

4. Fuselage isolé thermiquement contenant principalement les batteries, l’avionique et les processeurs -


5. Caméra couleur haute résolution permettant de réaliser des photos des sites survolés -

6. Pieds du train d’atterrissage souples.

 

 

Malo du Bretoux

Actuailes n°131 - 12 mai 2021




Imprimer