Après la collecte d’échantillons lunaires relancée avec les récentes missions qui se sont déroulées dans des zones plus polaires et moins bien connues de notre satellite naturel et la récupération d’échantillons provenant d’astéroïdes, la prochaine grande initiative portera sur l’acheminement vers la Terre de de matériaux prélevés sur le sol martien.
La NASA prépare une mission Mars Sample Return qui doit récupérer et ramener les capsules accumulées par le rover Perseverance mais l’agence spatiale américaine a récemment pris acte du fait que les retards accumulés ne permettront vraisemblablement pas de profiter de la fenêtre de 2027 / 2028 initialement prévue, ce qui reportera sans doute le projet à 2030.
Cela peut ouvrir une période d’opportunité pour un autre pays en quête de premières mondiales : la Chine. Le pays prépare lui aussi une mission Tianwen-2 de récupération d’échantillons martiens et de retour vers la Terre.
La Chine étudie différentes pistes
Moins instructive mais plus simple, elle pourrait se glisser entre les mailles du calendrier de la NASA et permettre à la Chine d’être la première à réussir cet exploit si elle parvient à s’en tenir à la fenêtre de tir de 2028.
Pour procéder à la collecte d’échantillons sur place, elle pourrait faire appel à un hélicoptère autonome dont le détail a été présenté dans le journal Acta Astronautica par des chercheurs de l’Institut de Technologie de Harbin.
La NASA a déjà bien pavé la voie en réalisant des dizaines de vols avec l’hélicoptère autonome Ingenuity, démontrant qu’il est possible de faire voler des aéronefs dans l’atmosphère fine de Mars.
Un projet d’hélicoptère martien chinois avait déjà fait l’objet de démonstrations en 2021 et montrait un design similaire à Ingenuity avec un système de double rotor mais le nouveau concept tient plus du drone quadcoptère avec ses moteurs portés au bout de quatre bras et surmonté de panneaux solaires et d’antennes.
Un drone quadcoptère pour les échantillons martiens
Baptisé MarsBird-VII, il serait capable de récupérer des échantillons de sol et de les relâcher à proximité d’un atterrisseur qui les mettrait ensuite à l’abri grâce à un bras robotique avant de les conditionner en vue d’un acheminement vers la Terre.
L’article décrit les éléments (dessin des pales, moteur) conçus à l’aide de simulations prenant en compte les caractéristiques de l’atmosphère martienne et les composants avioniques nécessaires pour créer un tel drone.
Le bras récupérateur sera placé sous le drone afin de pas gêner la vue des autres capteurs (caméra, LiDAR) nécessaires à sa maîtrise des airs. Le drone quadcoptère, avec ses 3,9 Kg, pourrait ainsi récupérer jusqu’à 100 grammes d’échantillon de sol martien.
Ce drone martien chinois a-t-il une chance de se concrétiser ? Des prototypes moins avancés ont déjà fait l’objet de tests mais il reste à évaluer ses capacités dans une atmosphère similaire à celle de Mars.
Il reste à voir s’il fera partie d’une future mission de collecte mais les chercheurs chinois ne manquent visiblement pas d’idées pour affermir le rang du pays parmi les grandes puissances spatiales.
La voie des airs semble être en tous les cas privilégiée dans ces missions de collecte d’échantillons martiens. La NASA penche également pour une collecte réalisée par des hélicoptères autonomes plutôt qu’un rover afin de s’épargner les difficultés éventuelles du terrain.