Ingenuity et les données

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Pour la première fois, un hélicoptère va décoller de la surface de Mars. L'ingénieur aérospatial Matt Keennon explique comment cette mission impossible est devenue une réalité.

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Expert maxon France

Entretien avec Matt Keennon, ingénieur aérospatial et chef de projet chez AeroVironment Inc.

 

Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, un hélicoptère va être utilisé sur Mars. AeroVironment a participé à la construction de l'hélicoptère. Êtes-vous nerveux ?

Matt Keennon. Je le suis toujours ! Il y a tellement d'inconnues, du lancement à l'atterrissage sur Mars. Faire fonctionner un hélicoptère dans un environnement aussi hostile est absolument sans précédent. Toute l'équipe - le JPL, la NASA Ames, la NASA Langley et nous, ici à AeroVironment - a fait d'énormes efforts pour éliminer tous les risques et les réduire au minimum.

 

Comment vous est venue l'idée d'un hélicoptère martien ?

L'idée de faire décoller un véhicule aérien de la surface de Mars remonte à plusieurs décennies. En 1993, des scientifiques roumains ont publié une étude sur un avion à décollage vertical à énergie solaire pour Mars. À la fin des années 1990, la NASA a organisé un concours pour les étudiants dans lequel les participants devaient développer un concept d'hélicoptère martien. L'hélicoptère martien actuel, Ingenuity, est une idée de Bob Balaram du JPL, qui travaille avec nous depuis plus de 20 ans maintenant. Il est l'ingénieur en chef de ce projet et le dirige depuis le début.

 

Quelles conclusions les scientifiques espèrent-ils tirer des vols et des images de vol ?

Même si chacun des vols durera moins de deux minutes, ils fourniront des données incroyablement précieuses qui nous aideront à mieux comprendre l'environnement de Mars d'une toute nouvelle manière.

 

L'air sur Mars est extrêmement fin et est comparable aux conditions sur Terre à une altitude de 30 kilomètres. Selon vous, quelle est la probabilité que le petit drone décolle effectivement sur la planète rouge ?

Je suis très confiant que l'hélicoptère décollera de la surface de Mars et volera, à condition qu'il arrive à bon port. AeroVironment a déjà construit des appareils fonctionnant à l'énergie solaire et à la batterie qui ont volé avec succès à cette altitude et avec la même faible densité de l'air. Ces appareils ont volé avec des hélices très similaires aux pales de l'hélicoptère Mars Ingenuity.

Six de ces moteurs DCX 10, Ø 10 mm, à balais, dirigent l'hélicoptère Mars.

Quel a été le plus grand défi pour les ingénieurs dans ce projet révolutionnaire ?

Si vous demandez aux ingénieurs en électricité, ils vous diront que la conception de l'électronique était la partie la plus difficile. Les ingénieurs en mécanique diront que c'est la conception mécanique qui a été la plus difficile. Les ingénieurs logiciels diront le logiciel et ainsi de suite, jusqu'à ce que nous ayons fait le tour de toutes les disciplines de l'ingénierie. Chaque membre de notre équipe de développement - que ce soit au JPL, chez maxon ou chez AeroVironment - a travaillé dur pour faire de cette entreprise historique une réalité. En fin de compte, rien ne vaut un bon travail d'équipe.

 

Combien de personnes sont impliquées et depuis combien de temps ce projet pionnier existe-t-il ?

Le développement de ce projet d'innovation d'hélicoptère martien a commencé en 2013. Au fil du temps, plusieurs centaines de personnes ont probablement travaillé dessus. Des dizaines d'entreprises ont également été impliquées. Comme maxon, elles ont dû développer des composants sur mesure, testés selon des spécifications incroyablement strictes. Il n'a pas toujours été facile de répondre aux exigences de la mission, mais nous y sommes arrivés.

 

Pourquoi maxon ?

maxon possède une expérience extrêmement précieuse dans le secteur spatial et a également joué un rôle important dans le succès de l'avion Nano Hummingbird d'AeroVironment au début des années 2000. Il s'agissait du premier robot colibri à utiliser un moteur DC à balais maxon de 8 mm pour son entraînement.

 

Quelles sont les exigences auxquelles doivent répondre les moteurs à courant continu ?

Des aspects tels que le poids, la longueur, la tension de fonctionnement, le rendement à un couple et une vitesse spécifiques, la durée de vie sous une charge spécifique, la température de stockage, la température de fonctionnement et la résistance à la pénétration de la poussière, pour n'en citer que quelques-uns.

Matt Keennon, ingénieur aérospatial et chef de projet chez AeroVironment Inc.

Comment décririez-vous votre travail avec maxon ?

Travailler avec maxon a été et reste fantastique à tous points de vue. Grâce à notre collaboration intensive, nous avons été en mesure d'accumuler un énorme bagage de connaissances. Les petits moteurs à courant continu sont le composant le plus difficile de ce projet.

 

Quelle direction pourraient prendre les futurs hélicoptères Mars ?

Il y a beaucoup d'idées pour les futurs hélicoptères martiens, mais aucune n'est encore définitive. Je suis sûr que l'hélicoptère martien Ingenuity sera un premier pas important vers un hélicoptère beaucoup plus grand et beaucoup plus complexe qui aura des capacités que nous ne pouvons même pas imaginer aujourd'hui. 

Qui ? Comment ? Quoi ?
Faits et chiffres

Contrôle L'hélicoptère est doté d'un contrôle autonome. Il n'y a aucun moyen de le diriger à distance. Le délai nécessaire à l'envoi de signaux radio entre la Terre et Mars rend la chose impossible.

Planification des itinéraires Pour chaque vol, il y aura un plan de vol spécifique qui sera programmé depuis la Terre et chargé dans l'hélicoptère avant son décollage. Le jour du vol, l'hélicoptère décollera à l'heure prédéterminée, puis décidera lui-même des commandes de vol précises et rapidement calculées nécessaires pour exécuter le plan de vol global et atterrir en toute sécurité.

Profil de vol Décoller, monter de trois mètres, effectuer un mouvement de lacet latéral (rotation) pour regarder autour de soi, puis descendre lentement pour atterrir en toute sécurité. Un plan de vol plus avancé comprendrait une translation latérale pouvant atteindre 150 mètres au-dessus du sol martien, puis un retour au point de départ avant l'atterrissage.

Analyse Il est prévu d'utiliser les deux jours suivant un vol pour transmettre les données recueillies, y compris les photos couleur prises, et pour planifier le vol suivant. Les routes de vol deviendront plus complexes d'un vol à l'autre  Il y a 30 fenêtres expérimentales dans lesquelles les vols peuvent être effectués. Au total, cinq vols exploratoires sont prévus.

 

 

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