Pale NASA : jusqu'à 18,7 km de vol sur Mars, selon des simulations

Sur Mars, l'air est ténu, et chaque pale de rotor doit être conçue en conséquence. Ingenuity, le petit hélicoptère de la NASA, a réalisé le premier vol motorisé sur une autre planète, et ses pales arrondies ont été conçues pour cette mission. Une équipe du centre de recherche Ames de la NASA, situé dans la Silicon Valley, en Californie, travaillant avec l'Imperial College London, au Royaume-Uni, et l'université de Nagoya, au Japon, remodèle désormais la pale pour les appareils à venir.

La nouvelle conception, baptisée roamx-0201, présente une section plus fine et asymétrique, à la différence du profil arrondi des pales d'Ingenuity. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques haute fidélité et des algorithmes calibrés sur les conditions martiennes pour aboutir à cette forme, puis l'ont testée en soufflerie. La pale fonctionne aussi différemment : son bord d'attaque perturbe volontairement la fine couche d'air qui adhère à la surface. Cette perturbation, contre toute attente, tire la pale vers le haut et aide l'hélicoptère à s'élever plus efficacement que les conceptions précédentes.

Deux problèmes qui limitent les giravions sont au cœur de ce travail. Sur Mars, la vitesse du son est plus basse que sur Terre, et les performances peuvent chuter brutalement, phénomène appelé divergence de traînée, lorsque les rotors s'en approchent. La pale roamx-0201 a pu tourner plus longtemps à vitesse élevée avant que cela ne se produise. Elle s'attaque aussi au décrochage, la perte soudaine de performance et de stabilité lorsque l'angle d'écoulement de l'air change. Les pales d'Ingenuity se dégradaient fortement au décrochage ; dans les conditions étudiées, la nouvelle conception s'est nettement mieux comportée. Selon les simulations, les pales redessinées pourraient porter un vol continu unique de 0,7 kilomètre à 18,7 kilomètres au maximum, tout en emportant des instruments scientifiques. Les résultats ont été publiés le 22 septembre dans la revue de l'Institut américain d'aéronautique et d'astronautique.

Ces résultats ne sont pas encore prêts pour un vol. Les chiffres proviennent de simulations et d'essais en soufflerie, et la NASA indique que la technologie n'est pas encore prête pour Mars. Les ingénieurs travaillent encore à expliquer et à combler les écarts entre les prévisions informatiques et les performances réelles, ce qui explique précisément l'importance des essais.

Pour les futures missions martiennes, les enjeux sont concrets. Des hélicoptères équipés de telles pales pourraient voler plus loin, emporter des charges scientifiques plus lourdes et ouvrir de nouveaux types d'exploration, au-delà des courts sauts pour lesquels Ingenuity avait été conçu. La mission SkyFall, prévue pour un lancement en 2028 avec trois hélicoptères, passe en premier ; les sources ne donnent pas de date pour les vols qui utiliseraient roamx-0201.