La NASA développe une nouvelle génération d’hélicoptères martiens, les SkyFall, destinés à localiser les réserves d’eau gelée dans le sous-sol de Mars. Cette mission cruciale pour les futures explorations humaines repose sur un radar à pénétration de sol doté d’une antenne flexible et innovante, capable d’opérer près de la surface sans interférence.
Le trio SkyFall à la recherche d’eau souterraine
Entre 2021 et 2024, l’hélicoptère Ingenuity de la NASA a validé la faisabilité du vol motorisé dans l’atmosphère raréfiée de Mars. Fort de ce succès, l’agence spatiale prépare l’envoi de trois nouveaux hélicoptères, désignés sous le nom de SkyFall, dont la mission principale est de détecter l’eau gelée présente dans les premiers mètres du régolithe martien. Ces dépôts peu profonds représentent une ressource essentielle pour les futures missions habitées.
Ces aéronefs voleront à basse altitude et à vitesse réduite au-dessus du paysage martien. Chacun des hélicoptères SkyFall sera équipé de quatre instruments, une configuration similaire à celle d’Ingenuity. Leur capacité à fournir une perspective aérienne offre des données précieuses pour la sélection des sites de recherche et la planification des itinéraires.
Une antenne radar souple pour sonder le sous-sol
Afin de localiser ces potentielles sources d’eau, chaque hélicoptère SkyFall utilisera un radar à pénétration de sol doté d’une antenne souple et basée sur un tissu, déployée sous l’appareil. Cette conception spécifique vise à éviter toute interférence avec les atterrissages et à prévenir la rupture au contact de la surface martienne. L’antenne a récemment passé une série de tests au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
Le radar projettera des ondes dans une gamme de fréquences ultra-large, de 500 à 2 500 mégahertz (MHz), permettant d’explorer le sous-sol jusqu’à plusieurs mètres de profondeur. Les longueurs d’onde plus longues de cette gamme pénètrent profondément, tandis que les plus courtes fournissent des détails précis sur les couches superficielles. Cette approche comble une lacune des satellites, qui peuvent cartographier de vastes dépôts de glace à des dizaines de mètres, mais sont inefficaces pour les dépôts peu profonds, de l’ordre de 5 mètres.
L’enjeu crucial de l’eau accessible pour les missions humaines
La détection de glace d’eau à faible profondeur s’avère vitale pour les missions habitées futures, car les astronautes auront besoin de sources d’eau facilement accessibles pour la consommation et la production de carburant. Adrian Tang, scientifique principal de l’instrument radar à pénétration de sol de SkyFall au JPL, souligne cette nécessité : « La seule façon de détecter la glace souterraine peu profonde à distance est de voler près du sol. »
Il précise : « En volant à basse altitude et lentement, un hélicoptère SkyFall pourrait capturer des images radar qui résolvent la fine stratification où le sol sec cède la place à la glace, détectant sa présence et cartographiant son étendue. » Les défis de communication radio pour SkyFall sont notables ; des antennes traditionnelles, mesurant environ 48 centimètres et nécessitant une vue dégagée du sol, ne seraient pas pratiques étant donné la faible garde au sol des hélicoptères.
Perspectives pour l’exploration humaine de Mars
La mission SkyFall représente une avancée significative pour l’exploration martienne, offrant un moyen sans précédent d’identifier des ressources hydriques cruciales pour l’implantation humaine. En combinant la mobilité aérienne éprouvée par Ingenuity avec une technologie radar spécifiquement adaptée aux contraintes martiennes, la NASA ouvre la voie à une meilleure compréhension de la distribution de l’eau sur Mars. Ces données alimenteront les stratégies d’exploration et de colonisation future, transformant la surface martienne en un environnement plus accueillant pour les astronautes.