La NASA a perdu son hélicoptère sur Mars. Il s’agit maintenant d’examiner un avion martien.

« Cela ne peut pas être uniquement de la science-fiction. »

La NASA veut entendre des idées aérospatiales lointaines, non conventionnelles et hors du commun.

Le programme Innovative Advanced Concepts (NIAC) de l’agence spatiale – qui encourage « les idées visionnaires qui pourraient transformer les futures missions de la NASA avec la création de percées » – finance la recherche sur une diversité de propositions ambitieuses qu’il trouve convaincantes. Par exemple, la NASA finance actuellement une idée (encore seulement une idée) visant à construire un télescope de la taille de Washington, DC, sur la Lune.

Aujourd’hui, le programme a publié un nouveau lot de concepts innovants qu’il a choisis pour un développement théorique plus approfondi, notamment un avion conçu pour voler autour de Mars et rester en l’air dans l’atmosphère martienne extrêmement mince. La proposition s’appelle MAGGIE (abréviation de Mars Aerial and Ground Intelligent Explorer), et il s’agit d’un avion conçu pour permettre une exploration sans précédent de la surface de Mars.

Et contrairement aux avions sur Terre, l’engin est conçu pour décoller et atterrir verticalement, comme un hélicoptère.

« Vous pouvez atterrir n’importe quel endroit qui vous semble intéressant », a déclaré à Indigo Buzz Gecheng Zha, directeur du laboratoire de CFD (Computational Fluid Dynamics) et d’aérodynamique de l’Université de Miami.

L’avion martien est une idée nouvelle, mais peut-être pas aussi folle qu’il y paraît. La NASA ne dépense que 175 000 $ environ pour 13 boursiers différents pour cette première recherche conceptuelle de « Phase I ». Mais cela offre à la NASA l’opportunité de développer davantage cette technologie aérospatiale et de faire passer l’innovation à la phase suivante – ce qui signifie encore plus de financement et de soutien.

« Cela ne peut pas être uniquement de la science-fiction. »

« Tout ce qui est proposé à la NASA doit être très, très bien pensé », a souligné Zha, qui est également président et fondateur de Coflow Jet, la société de technologie aéronautique qui a proposé le vaisseau MAGGIE. « Cela doit avoir une valeur scientifique. Cela ne peut pas être simplement de la science-fiction. »

Un avion sur Mars

L’avion martien, qui serait propulsé par les panneaux solaires répartis sur ses ailes, a une forte influence sur Mars : l’hélicoptère Ingenuity de la NASA – diplômé du NIAC et premier engin à effectuer un vol propulsé et contrôlé sur une autre planète. Le petit hélicoptère expérimental alimenté par l’énergie solaire, doté de pales de rotor de quatre pieds de long qui effectuaient 2 400 tours par minute, a effectué plus de 70 vols réussis avant de disparaître le 25 janvier après un atterrissage difficile. À l’origine, les ingénieurs espéraient qu’il pourrait voler cinq fois, voire pas du tout.

« Nous avons été éclairés par Ingenuity », a déclaré Zha.

Pourtant, un avion serait capable de transporter beaucoup plus de poids qu’un futur hélicoptère martien et volerait plus efficacement sur un monde lointain où les engins auraient presque certainement besoin de l’énergie solaire, a expliqué Zha. (Une entreprise à propulsion nucléaire, comme le rover Perseverance, nécessite un moteur lourd. Cela rendrait difficile le décollage dans les airs.)

Faire voler quoi que ce soit sur Mars est un grand défi. C’est parce que, comparée à la Terre, l’atmosphère martienne est assez mince. Son volume représente environ 1 % de celui de la Terre, ce qui rend difficile la génération de la portance nécessaire au vol. Pourtant, les doubles ailes étroites de l’avion MAGGIE sont conçues (conceptuellement) pour produire une portance bien plus grande que les avions conventionnels de notre planète.

Une fois dans les airs, l’avion volerait à environ 60 mètres par seconde, soit près de 135 mph. C’est nettement plus lent que, disons, les avions commerciaux sur lesquels vous avez l’habitude de voler. Mais sur Mars, il est impératif de voler plus lentement. Voler rapidement brûle trop d’énergie.

« Vous ne voulez pas voler trop vite », a souligné Zha.

Au-delà de son air extraordinairement raréfié, Mars présente un autre obstacle notable pour les avions. Il n’y a pas de pistes. Et les missions d’astronautes martiens n’auront certainement pas le temps et la capacité de dégager la terre et les rochers pour créer un aérodrome. L’engin doit donc décoller et atterrir sans un.

« Tu ne veux pas voler trop vite. »

L’astuce réside dans les volets des ailes. Les hélices sont toujours tournées vers l’avant, mais en abaissant le volet de l’aile à 90 degrés, le flux d’air provenant des hélices crée une portance. « Cela fera monter l’avion verticalement », a expliqué Zha.

Un jour, peut-être, un avion comme MAGGIE explorera de manière robotisée la surface martienne à environ 3 280 pieds (1 000 mètres) à la recherche d’endroits intéressants pour atterrir et capturer des échantillons. Il s’agira d’un avion compact – MAGGIE est actuellement conçu avec une envergure d’environ 7,85 mètres – il pourrait donc s’adapter et se replier à l’intérieur d’une grande fusée. Mais cela permettrait une exploration sans précédent de la planète rouge, un monde qui autrefois regorgeait d’eau et aurait pu potentiellement abriter une vie primitive – si la vie avait jamais existé sur Mars, bien sûr.

Les avions sur Mars pourraient également s’avérer essentiels pour les voyages sur Mars à la fin de ce siècle et au-delà. Après tout, il est difficile de se déplacer dans un monde sans réseau routier interétatique.

« Nous offrons la possibilité de se déplacer », a déclaré Zha. « Il n’y a pas de routes là-bas. »