Explorer Mars est un travail dangereux. Les missions robotiques qui y sont envoyées doivent faire face à des températures extrêmes, des tempêtes de poussière, un ensoleillement intermittent et un terrain accidenté. Ces dernières années, deux missions robotiques ont été perdues à cause de la poussière seule, et tout ce vagabondage a fait un certain nombre sur le Curiosité les marches du rover. Il est compréhensible que les équipes de mission soient agréablement surprises lorsque leurs missions traversent une période difficile. Ce fut le cas avec le Ingéniosité équipe quand ils ont découvert que le giravion, qui explorait Mars aux côtés Persévérancea survécu à la nuit et est de nouveau en état de marche.
Tester le comportement des hélicoptères robotiques dans l’environnement martien est l’un des objectifs de Ingéniosité, qui est la première mission de ce type sur Mars. Le 3 mai 2022, l’équipe de la mission a appris que Ingéniosité avait perdu de l’énergie après avoir essayé de se réchauffer pendant la froide nuit martienne. Heureusement, il y avait suffisamment de soleil le lendemain matin pour que le petit giravion recharge ses batteries et reprenne son fonctionnement normal. Ce fut un soulagement bienvenu, étant donné que le rover Opportunity et l’atterrisseur InSight ont tous deux été perdus dans le froid extrême et la poussière qui caractérisent un hiver martien.
Comme la Terre, l’axe incliné de Mars signifie qu’elle subit des changements saisonniers tout au long de l’année. Mais comme une année dure environ deux fois plus longtemps sur Mars (687 jours terrestres), les saisons sont également deux fois plus longues. Le cratère Jezero, où Persévérance et Ingéniosité explorent, est situé dans les basses terres du nord de Mars, qui est actuellement au milieu de l’hiver et le sera encore huit mois. Selon les données recueillies par le Persévérance rover, les températures dans le cratère Jezero atteignent un maximum de -16 ° C (3,2 ° F) pendant la journée et un minimum de -81 ° C (-113,8 ° F).
Au cours d’une nuit typique, IngéniositéLes éléments chauffants de maintiennent les composants internes du robot à une température de -15 °C (5 °F), ce qui épuise sérieusement ses batteries. Cependant, l’hélicoptère a été conçu pour une courte campagne d’essais en vol censée ne durer que quelques mois lors du printemps martien 2021. Mais puisque la mission est restée en opération pendant 657 jours après son premier vol (19 avril 2021), il a dû endurer le froid mordant de l’hiver martien. En conséquence, l’équipe a été forcée de mettre en œuvre un nouveau paradigme opérationnel où ses systèmes subissaient un arrêt complet chaque nuit et étaient réinitialisés le lendemain matin.
Ce processus est effectué par le “circuit Lazarus”, qui (comme son nom l’indique) ramène le rover à la vie après avoir été effectivement mort pour la nuit. Cela nécessite que l’hélicoptère génère suffisamment de batteries électriques pour activer ses éléments chauffants, dégeler la batterie gelée et la charger suffisamment avant de remettre l’avionique en ligne. Travis Brown, Ingéniosité‘s Chief Engineer au JPL de la NASA, a expliqué dans un communiqué de presse de la NASA :
“La baisse de tension nocturne, bien qu’elle ne soit pas fatale, réinitialise l’horloge de bord, ce qui fait perdre à Ingenuity toute notion du temps et oublie de se réveiller comme prévu. Au lieu de cela, l’ordinateur se réveille et tente de parler au mobile 2 heures et 15 minutes après la mise sous tension initiale. La synchronisation exacte de tout ce processus est basée sur une combinaison compliquée de facteurs fluctuants tels que la charge de la batterie, le vent, la poussière et la température.
“Comme le réveil de chaque matin était différent, l’équipe a dû utiliser la station de base de l’hélicoptère sur le rover pour rechercher le signal d’Ingenuity à l’aide d’une fenêtre de recherche couvrant l’heure de réveil prévue. Ce n’est que lorsqu’une liaison de communication était établie que l’horloge d’Ingenuity pouvait être synchronisée pour permettre une activité programmée plus tard dans la journée.
Ce processus est devenu de plus en plus difficile à mesure que les nuits d’hiver devenaient plus froides, que les jours raccourcissaient et que l’arrivée de l’hiver apportait avec elle la tristement célèbre «saison des tempêtes de poussière» de Mars. Le premier composant à tomber en panne a été l’inclinomètre, qui est tombé en panne peu après le début des opérations hivernales. Ce capteur mesure la direction et l’attraction de la gravité avant la mise en rotation et le décollage pour déterminer l’orientation du giravion. Finalement, l’équipe de la mission a décidé d’immobiliser l’hélicoptère pendant deux mois consécutifs. Alors que les tempêtes de poussière diminuaient et que les jours s’allongeaient, l’équipe a réussi à reprendre ses opérations avec une série de vols courts.
Il était donc difficile pour l’hélicoptère à énergie solaire de suivre Persévérance, qui s’appuie sur un générateur thermoélectrique à radio-isotopes multi-missions (MMRTP). Malheureusement, Ingenuity a été frappé par plusieurs autres tempêtes de poussière, provoquant l’épaississement de la couche de poussière sur ses panneaux solaires et diminuant les chances de survie chaque nuit. L’équipe de la mission prévoyait d’effectuer un nouveau vol le 24 décembre qui secouerait la poussière qu’elle avait accumulée, mais une autre tempête a anéanti ces espoirs. En janvier, Ingéniosité a réussi à faire trois vols de jour courts et a continué à s’arrêter complètement la nuit.
Mais le 24 janvier 2023, après huit longs mois d’hiver, Ingenuity a réussi à rester au chaud (un terme relatif) toute la nuit. Selon les données en liaison descendante examinées par l’équipe de la mission, Ingéniosité a également réussi à stocker de l’énergie dans ses batteries tôt le matin et a atteint des taux de charge en fin de charge de plus de 90 %. Cela suggère que Ingéniosité pourrait être prêt à reprendre ses vols réguliers, à rattraper Persévérance rover – actuellement à quelques centaines de mètres – et fournir une imagerie avancée précieuse. Dans le même temps, l’équipe de la mission est prudemment optimiste quant à ce que l’avenir nous réserve. Brown a dit :
« Nous savions depuis avant notre premier vol sur Mars que le rover imposait une allure agressive. Rester avec ou devancer Persévérance a été un défi dans le passé, et cela ne fera que devenir plus difficile à mesure que nous entrons dans le terrain accidenté et inconnu du delta. Nous nous attendons à ce que IngéniositéLes trajectoires de vol et les zones d’atterrissage de seront pleines de dangers, et les performances radio entre l’hélicoptère et le rover pourraient chuter dans et autour des grandes caractéristiques géographiques qui dominent cette zone. Nous savons que tout recul important de la distance ou de la fréquence de vol peut rapidement nous mettre hors de portée des communications lorsque le rover avance, pour ne jamais revenir.
Mais bien sûr, les défis sont un problème quotidien avec le Ingéniosité mission, et son équipe est prête à continuer à repousser les limites de ses performances et de sa capacité de survie. Le but de la mission expérimentale est de tester les capacités de petits giravions dans l’atmosphère martienne, ce qui comporte toujours une marge de risque importante. Brown a dit :
“Il va sans dire qu’il n’y a aucune garantie quand il s’agit de voler sur Mars, mais tant que notre hélicoptère continuera à endurer chaque nuit martienne, et à nous parler chaque matin martien, nous allons continuer à pousser plus loin, plus vite, et plus haut. Nous allons nous dégourdir les jambes, nous débarrasser de la poussière martienne et voler comme nous n’avons jamais volé auparavant.
Lectures complémentaires : Nasa
