Ingenuity, l’hélicoptère qui assiste le rover Mars Perseverance de la NASA dans sa mission, a été un énorme succès. Il a réuni la réalisation du premier vol contrôlé sur un autre corps céleste, a réalisé des performances spectaculaires au cours de ses 28 vols et détient des records de vitesse et de distance. Mais cela pourrait ne pas durer longtemps, car un hélicoptère beaucoup plus gros et plus performant est actuellement en cours de développement. Et quand il explorera finalement Titan au cours de la prochaine décennie, il aura une excellente chance de battre de nombreux records d’Ingenuity.
Cet hélicoptère, connu sous le nom de Dragonfly, est actuellement encore en développement sur Terre. Mais, il a récemment franchi une étape importante en achevant les tests de ses pales de rotor dans une chambre de test unique située au Langley Research Center de la NASA.
Le tunnel de dynamique transsonique (TDT) diffère d’une soufflerie standard de plusieurs manières. Le plus utile dans ce cas est sa capacité à utiliser des gaz autres que l’air normal à la Terre. Dans le cas du test de Dragonfly, le TDT s’est rempli d’un gaz lourd destiné à imiter l’atmosphère lourde en azote de Titan.
Vidéo UT décrivant la mission Dragonfly.
Dans cet environnement, les rotors étaient tordus, tournés, accélérés et ralentis. Dans certains tests, l’un des deux rotors qui composent l’une des quatre paires coaxiales de Dragonfly (pour huit rotors au total). Cela visait à imiter un scénario de défaillance potentielle où un (ou plusieurs) des rotors ne fonctionnent pas.
Dragonfly devrait pouvoir se débrouiller sans que plusieurs de ses pales de rotor ne soient opérationnelles, ce qui le rend beaucoup plus robuste que son plus petit prédécesseur. En fait, le problème qui finira par tuer Ingenuity (manque d’alimentation électrique) ne sera pas autant un problème pour Dragonfly, car il utilise un générateur thermique radio-isotope plutôt qu’un ensemble de panneaux solaires sur son plus petit prédécesseur.
Afin de tenir cette promesse, cependant, les rotors doivent fonctionner suffisamment bien pour permettre à Dragonfly de voler sur un autre monde, ce à quoi servent les tests au TDT. Dans la chambre, des capteurs, tels que des accéléromètres et des capteurs de pression, ont été ajoutés aux rotors testés. Leurs données ont été utilisées pour valider les modèles de dynamique des fluides computationnelle (CFD) sur la performance des rotors.
UT plaide pour Titan.
Certains des modèles CFD utilisés pour simuler les contraintes et les déformations sur les rotors ont été initialement développés pour fonctionner avec des parcs éoliens. Cependant, les données du TDT correspondaient aux modèles utilisés pour concevoir le puits Dragonfly, ce qui suggère que les rotors devraient être capables de résister à l’environnement difficile à la surface de Titan.
C’est une bonne chose aussi, car l’engin qu’ils doivent tenir est énorme. D’une taille d’environ 12 pieds de long et 12 pieds de large, Dragonfly ressemble à un drone terrestre typique sous stéroïdes. Ses huit rotors lui permettront de sauter d’un endroit à un autre sur la surface de la planète, lui permettant de collecter des données à divers endroits sur la lune enveloppée.
Cependant, cet objectif de mission est encore loin d’être atteint, car les essais de rotor sont une étape très précoce du programme d’essais global que le projet subira. Mais les concepteurs et les ingénieurs ont encore du temps jusqu’à la fenêtre de lancement de 2027. Et encore plus de temps jusqu’à ce que l’engin arrive enfin à destination en 2034. D’ici là, il reste encore beaucoup de tests à faire.