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Exofly, un robot volant à ailes battantes pour Mars

ActualitéClassé sous :Astronautique , robotique , Delfly

Après des années de recherche et la réalisation d'une famille de prototypes baptisés Delfly, une équipe de chercheurs hollandais vient de présenter le projet d'un appareil plus ambitieux destiné à l'exploration de planètes ou de satellites à atmosphère, comme Mars et Titan.

Un Delfly à l'essai pour le European Space & Technology Centre (ESTEC) © ESTEC

Il s'appelle Exofly et il vole en battant des ailes. Descendant direct de la famille des Delfly, délicats drones équipés de quatre ailes en Mylar, dont le plus petit représentant ne pèse que trois grammes, cet engin vient d'être présenté au Congrès européen de la science planétaire (European Planetary Science Congress), qui vient de se tenir à Münster, en Allemagne.

Réalisés à l'université de Delft, en Hollande, les trois modèles de Delfly ont depuis plusieurs années démontré l'intérêt de la formule de l'ornithoptère, c'est-à-dire d'un appareil à ailes battantes. Ultra-légers et simples à fabriquer, ils peuvent embarquer un équipement minimaliste mais au moins quelques capteurs ou une caméra.

Pour explorer une planète possédant une atmosphère, l'option aérienne a été envisagée depuis longtemps. Il faut un engin capable de voler sans assistance mais aussi très léger pour ne pas grever le devis de masse du vaisseau spatial qui l'aura transporté. Le ballon dirigeable constitue une bonne solution, offrant une large capacité d'emport et une consommation d'énergie faible. Mais il est soumis aux caprices des vents et ne peut guère atterrir. Le plus lourd que l'air conserve donc encore ses atouts.

C'est le choix que défend la Hollandaise Tanja Zegers, planétologue de l'université d'Utrecht et également collaboratrice de l'Esa. Elle et ses collègues ont repris le programme Delfly pour une utilisation extraterrestre et ont imaginé un appareil baptisé Exofly, dont la taille et la masse (entre 20 et 200 grammes) dépendront de l'atmosphère à laquelle il est destiné. L'équipe a conçu un démonstrateur pour des essais en atmosphère terrestre.

Des possibilités inédites pour les planétologues

L'Exofly présente une envergure de 35 centimètres pour 40 de longueur et une masse de 17 grammes. Sa vitesse de croisière est modeste (1,8 mètre par seconde, soit 6,5 km/h), ainsi que son autonomie, de douze minutes avec une batterie Li-Polymère de trois grammes. L'appareil porte une petite caméra et est piloté par un logiciel installé dans un PC.

Un « MarsFly » devrait avoir des caractéristiques différentes. Selon l'équipe, pour être opérationnel, il devrait avoir une masse de 20 grammes et une autonomie de 10 à 15 kilomètres avec une possibilité de recharger ses batteries grâce à des cellules solaires. Sur Titan, dont l'atmosphère est épaisse, l'engin pourrait être plus lourd, jusqu'à 200 grammes. Mais il faudra le faire fonctionner par des températures très basses.

Les possibilités offertes par une exploration aérienne sont très vastes. « Nous ne faisons que commencer à réaliser l'énorme potentiel pour la science et pour l'exploration » expliquent les chercheurs dans le document réalisé pour le congrès. L'étude géologique du sol impose l'observation de détails très fins, invisibles depuis l'orbite. C'est le travail qu'effectuent actuellement les rovers martiens Spirit et Opportunity. Mais les capacités de déplacements de ces petits robots roulants sont très faibles.

Les images filmées par un engin volant, qui serviront d'abord à son pilotage, pourront ensuite être utilisées par les planétologues et fourniront des informations impossibles à recueillir autrement. Une cartographie précise et en trois dimensions pourra par exemple être réalisée. Si l'appareil embarque quelques instruments supplémentaires, il pourra également servir à étudier l'atmosphère ou les champs magnétiques rémanents, importants sur Mars.

Mars, Titan, voire Venus pourraient ainsi être explorés avec ces petits drones. L'intérêt de cette option ne fera que se renforcer dans les années à venir, au fil des progrès de la miniaturisation des capteurs et des systèmes de navigation. Il faudra juste que les planétologues apprennent à penser différemment leurs expériences pour les adapter à ces nouveaux explorateurs...

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