La NASA, l’Agence spatiale européenne et les investisseurs investissent des milliards dans la création d’applications robotiques et d’intelligence artificielle adaptées aux conditions de zéro gravité. Cette nouvelle technologie inspirante pourrait faciliter les missions et l’exploration, et peut-être même nous permettre un jour de vivre sur d’autres planètes.
Les robots spatiaux tels que Robby dans Planète interdite ou R2-D2 et C3PO dans Star Wars font partie de la science-fiction depuis des décennies. Mais aujourd’hui, ils ne sont plus cantonnés au grand écran, ils sont en passe de devenir une réalité.
« Je pense que nous irons un jour sur Mars et que nous l’explorerons avec des humains, mais je pense qu’il est vraiment sage de faire toute l’exploration robotique à l’avance et d’en apprendre le plus possible. Une fois que nous en aurons appris le plus possible avec les robots, il sera temps d’envoyer des hommes pour qu’ils poursuivent les recherches entamées par les robots. »
– John Glenn, aviateur du corps des Marines, ingénieur, astronaute, homme d’affaires et homme politique américain. Il a été le troisième Américain dans l’espace et le premier Américain en orbite autour de la Terre.
Sondes spatiales autonomes
Oubliez la Lune, préparez-vous à explorer bien au-delà ! Grâce à des robots autonomes de pointe, les possibilités de s’aventurer dans les régions inexplorées de notre système solaire sont illimitées.
Si Vénus et Saturne ne sont peut-être pas les endroits les plus appropriés pour l’homme, l’idée d’émigrer de la Terre est toujours d’actualité. Pour savoir si l’homme pourra un jour terraformer la planète, celle-ci doit être vérifiée et préparée avant que l’homme ne puisse la peupler. C’est là que les sondes spatiales prennent toute leur importance.
Une sonde spatiale est un appareil non habité conçu pour explorer l’espace et acquérir des données scientifiques précieuses. Équipé d’un ensemble d’instruments et d’outils scientifiques, elle est lancée depuis la Terre pour étudier l’atmosphère et la composition des planètes, des lunes et d’autres corps célestes. Les sondes peuvent opérer dans l’espace lointain, être en orbite autour de planètes ou de lunes, voire se poser à leur surface. Certaines sondes effectuent des missions aller simple, tandis que d’autres retournent sur Terre, ramenant des échantillons et des données. En règle générale, ces sondes transmettent leurs observations à la Terre par le biais de communications radio.
Depuis novembre 2018, un robot nommé InSight explore Mars, détectant plus de 1300 tremblements de terre, dont certains causés par des mouvements de roches en fusion. En outre, elle a détecté des tremblements provoqués par l’impact de météorites et a révélé la présence de glace d’eau plus près de l’équateur. Pendant la deuxième phase de la mission, InSight a étudié la structure interne de la planète, notamment l’épaisseur de la croûte, du manteau et du noyau. Elle a fourni des données météorologiques détaillées recueillies pendant une année martienne complète (687 jours), ce qui nous permet de mieux comprendre l’atmosphère de la planète. Et comme l’a déclaré Ajay B. Limaye, professeur adjoint à l’université de Virginie, dans une interview accordée au site web de l’université, « il n’y a jamais eu une telle quantité de données provenant du sol de Mars ».
Un assistant robotique flottant dans l’espace
CIMON (Crew Interactive Mobile Companion) est un assistant robotique flottant et autonome qui prend la forme d’une tête humaine. Le robot a été développé par Airbus pour le compte du Centre aérospatial allemand et utilise une version de l’intelligence artificielle Watson d’IBM. Outre un visage doté d’un écran vidéo, CIMON dispose d’une caméra qui lui permet de voir son environnement, ainsi que d’une voix numérique qui lui permet de répondre aux questions et d’interagir avec les astronautes pendant qu’ils effectuent des tâches.
La première photo de CIMON dans l’espace a été prise après deux ans de travail à bord de la Station spatiale internationale. CIMON est le premier assistant à intelligence artificielle à bord du laboratoire orbital. L’idée sous-jacente est de disposer d’une base de données, d’un ordinateur et d’un appareil photo mains libres pour soutenir la recherche.
Le développement des assistants spatiaux ne s’arrête pas là. Airbus a déjà développé une version actualisée de CIMON, CIMON-2, qui a fait ses débuts avec succès dans la station spatiale internationale en 2020. Par ailleurs, la NASA travaille également à la mise au point d’un assistant de type ChatGPT pour les astronautes. L’objectif des initiateurs est de parvenir à des « interactions conversationnelles » avec les véhicules spatiaux. Ainsi, la popularité de l’OpenAI s’étend non seulement au sol mais aussi à l’espace.
Chiens robots sur la lune
Avant d’envisager une habitation humaine sur la lune, des recherches scientifiques approfondies doivent être menées. Pour soutenir cette tentative, des scientifiques et des étudiants ont déployé des chiens robots explorateurs avancés qui pourraient se trouver sur la lune à l’avenir. Capables de grimper des pentes abruptes, de sauter, de creuser et d’explorer des terrains élevés, ils pourraient un jour aider l’homme à explorer la lune et d’autres planètes.
Un robot explorateur en forme de chien appelé GLIMPSE, conçu par l’ETH Zurich et l’Université de Zurich, a déjà passé ses premiers tests en 2022, en même temps que d’autres robots explorateurs. Le rôle de GLIMPSE est d’en savoir plus sur la région polaire sud de la lune.
Un autre concept de chien robot est le LEAP (Legged Exploration of the Aristarchus Plateau) conçu pour fonctionner à la surface de l’atterrisseur européen EL3 (European Large Logistics Lander) de l’ESA. Sa conception a été influencée par le robot à jambes ANYmal créé par l’ETH Zurich et sa filiale ANYbotics.
« Grâce au robot, nous pouvons examiner des caractéristiques essentielles pour étudier l’histoire géologique et l’évolution de la lune, comme les éjectas autour des cratères, les sites d’impact récents et les tubes de lave effondrés, où les matériaux n’ont peut-être pas été altérés par l’altération de l’espace et d’autres processus ».
– Patrick Bambach, ingénieur à l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire en Allemagne.
Le mécanicien satellite
L’espace est rempli de milliers de satellites qui ne se contentent pas de prédire le temps, mais qui explorent également les planètes et les galaxies pour nous aider à mieux comprendre l’univers.
Mais que se passe-t-il si quelque chose commence à mal tourner ? Il peut sembler improbable d’avoir une mécanique spatiale, mais c’est pourtant le cas. Il ne s’agit peut-être pas de véritables mécaniciens, mais de matériel de réparation.
Selon Orbital Today, il y avait plus de 5 000 satellites en orbite à la mi-2022. La durée de vie moyenne des satellites est de 5 à 15 ans. Ainsi, certains d’entre eux peuvent tomber en panne tandis que d’autres nécessitent un entretien.
Jusqu’au milieu des années 80, les satellites cassés ne pouvaient pas être réparés, mais tout a changé avec la mission Solar Maximum de la NASA, au cours de laquelle un satellite a été traîné dans la soute de la navette et réparé par la navette Challenger en 1984. Depuis, il y a eu quelques autres missions de sauvetage et de réparation de satellites en orbite. Par exemple, en 2020, la mission MEV-1 visait à prolonger la durée de vie d’un satellite (Intelsat 901 ou IS-901) en orbite géostationnaire en lui fournissant des capacités d’entretien et de propulsion.
D’autres missions sont prévues pour ravitailler et réparer les satellites en orbite. Par exemple, la mission OSAM-1 (On-orbit Servicing Assembly, Manufacturing-1) devrait être lancée en 2024 ; elle aura pour but d’inspecter, de remettre à neuf et de ravitailler en carburant, pour la première fois dans l’espace, un satellite vieillissant du gouvernement américain.
L’assistant astronaute
Voici R5, alias Valkyrie, un robot humanoïde de 1,8 m de haut et de 136 kg. Conçu pour aider les astronautes à effectuer un large éventail de tâches dans l’espace, il est entièrement alimenté par une batterie et équipé de multiples actionneurs permettant 44 degrés de liberté, de mains préhensibles pour effectuer des tâches, ainsi que de capteurs et de caméras dans sa tête et sa poitrine.
Construite à l’origine par le Johnson Space Centre (JSC) pour le DARPA Robotics Challenge 2013, il a ensuite été intégré au Space Robotics Challenge de la Nasa. Depuis lors, la Northeastern University, le Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis et l’université d’Édimbourg en Écosse ont tous travaillé sur le logiciel nécessaire à la préparation de la mission spatiale.
Valkyrie se lance dans une nouvelle mission passionnante loin de chez lui (mais toujours sur Terre), en Australie. Son objectif est d’améliorer les capacités d’opérations robotiques à distance, en renforçant l’efficacité et la sécurité des activités offshore de Woodside, tout en protégeant le personnel et l’environnement. Actuellement testée par l’entreprise australienne Woodside Energy à Perth, Valkyrie démontre sa polyvalence pour accomplir des tâches vitales dans l’espace et sur Terre.
« Nous sommes heureux de commencer la prochaine phase de développement et d’essai de systèmes robotiques avancés qui pourraient avoir un impact positif sur la vie sur Terre en permettant des opérations plus sûres dans des environnements dangereux. »
– Shaun Azimi, chef de l’équipe de robotique dextre à la NASA Johnson
Bien qu’il s’agisse d’un robot terrestre, Valkyrie ou sa version améliorée pourrait un jour être envoyée dans l’espace.
Ces applications des robots dans l’espace ne sont que la partie émergée de l’iceberg intergalactique.Des robots de microgravité spécialement conçus pour fonctionner dans des environnements sans gravité aux robots planétaires tels que les rovers martiens, qui ont permis de faire des découvertes révolutionnaires, notamment la preuve de la présence récente d’eau sur Mars. De nombreux autres modèles et prototypes sont en cours d’élaboration.
En nous permettant d’accomplir des tâches qui dépassent de loin nos capacités humaines, ces technologies intelligentes font progresser les frontières de l’exploration spatiale de manière inédite.
