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La Chine pourrait utiliser un hélicoptère pour collecter des échantillons sur Mars

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L'hélicoptère Ingenuity photographié par le rover Perseverance le 16 avril 2023. Crédits : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Un article de revue récent aborde la conception d’un petit hélicoptère similaire à Ingenuity susceptible d’optimiser la mission chinoise de collecte d’échantillons sur Mars.

Échantillons martiens

La mission de retour d’échantillons martiens de la NASA représente un projet d’envergure visant à collecter des échantillons martiens pour les rapporter sur Terre. Cette initiative, élaborée en collaboration avec l’ESA, a été lancée avec l’atterrissage du rover Perseverance sur Mars en 2020. Le rover a pour mission de prélever des échantillons de sol qui seront ensuite scellés dans des tubes et déposés à la surface de la planète rouge.

Dans les étapes à venir, une mission conjointe avec l’ESA enverra un atterrisseur sur Mars. Ce dernier recueillera les échantillons stockés par le rover Perseverance, puis il les placera dans un véhicule d’ascension qui les propulsera en orbite martienne. Un orbiteur spatial capturera ensuite ce conteneur et le transférera à un véhicule spatial de retour en orbite terrestre.

Cependant, il est à noter que la Chine nourrit également des ambitions similaires. Récemment, Sun Zezhou, concepteur en chef de la mission martienne Tianwen-1, avait présenté un nouveau plan de mission envisageant deux lancements distincts, prévus pour la fin de 2028 et 2031. Le pays ne disposant d’aucun rover sur place pour collecter des échantillons, l’approche envisagée consisterait à effectuer des forages directement sur le site d’atterrissage.

Parallèlement, la Chine travaillerait également sur le développement d’un hélicoptère baptisé provisoirement MarsBird-VII. Des chercheurs du State Key Laboratory of Robotics and System de l’Institut de technologie de Harbin ont récemment présenté quelques détails de ce projet, mettant en avant la capacité du quadricoptère à se plier pour économiser de l’espace pendant le voyage vers Mars.

Mars Perseverance hélicoptère
Crédits : NASA/JPL

Deux systèmes de navigation

Autonome dans son déploiement, ce quadricoptère pourrait recueillir jusqu’à 100 grammes d’échantillons grâce à une méthode de navigation combinant vision inertielle et binoculaire pour permettre un vol autonome sur Mars.

Dans le détail, la vision inertielle implique l’utilisation de capteurs, tels que des accéléromètres et des gyroscopes, pour mesurer les mouvements et les changements de direction du quadricoptère. Ces capteurs inertiels fournissent des informations cruciales sur l’accélération et l’orientation de l’engin spatial, permettant ainsi au quadricoptère de calculer sa position et d’ajuster sa trajectoire en fonction de ces données. Cela garantit une navigation stable et précise, même en l’absence de repères extérieurs.

La vision binoculaire fait de son côté référence à l’utilisation de deux caméras ou plus positionnées de manière similaire aux yeux humains afin de percevoir la profondeur et les distances des objets dans l’environnement. En analysant les disparités entre les images capturées par ces caméras, le quadricoptère peut créer une représentation tridimensionnelle de son environnement. Cette perception spatiale est essentielle pour éviter les obstacles, choisir des itinéraires optimaux et réaliser des tâches complexes, telles que la collecte d’échantillons de manière autonome.

Bien que des versions antérieures aient été testées, MarsBird-VII n’a pas encore fait l’objet de tests de vol dans un environnement martien simulé, et des plans concrets pour le véhicule restent à définir.

Notez enfin que si ce projet se concrétise, MarsBird-VII ne sera pas le premier hélicoptère à explorer Mars. La NASA s’est en effet déjà illustré avec Ingenuity. Le véhicule a déjà 67 vols réussis sur la planète rouge à son actif.