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Les ingénieurs en robotique créent de nouvelles conceptions pour des rovers extraterrestres autonomes, capables de rouler ou de marcher sur des tas de sable aussi raides que 28 degrés.

Les prochains rovers de la NASA seront dotés de roues ou de pieds

L’objectif n’est pas de chasser les dunes de sable les plus abruptes des autres planètes. Le sol mou était un problème pour le rover Spirit de la NASA, qui avait opéré sur Mars pendant cinq ans avant d’être piégé dans une telle surface.
«Il n’a pas été capable de se libérer», déclare Siddharth Shrivastava, étudiant au Georgia Institute of Technology (États-Unis), qui a déclaré que cela avait finalement entraîné la mort du véhicule, près d’une décennie avant que son jumeau, Opportunity, succombe au climat martien.
Et ce n’est pas seulement sur la planète Mars que le sable et d’autres surfaces douces peuvent poser des pièges aux rovers. Selon Shrivastava, des problèmes similaires pourraient être rencontrés lors de futures missions lunaires, notamment parce que certaines des régions les plus intéressantes sur le plan géologique sont riches en ressources et se situent près du pôle Sud de la Lune, où le régolithe est beaucoup moins solide que celui rencontré par les missions Apollo de la NASA.
«Tout rover qui se rend dans cette région pourrait rencontrer les mêmes problèmes», dit-il. Comme le savent tous ceux qui ont déjà essayé d’alimenter une bicyclette sur du sable meuble, ce n’est pas un support qui favorise les véhicules à roues. Ce qu’il faut, c’est la capacité de se relever et de marcher, plutôt que d’essayer de faire tourner des roues jusqu’à atteindre un terrain plus ferme.
C’est le même principe, a déclaré Shrivastava la semaine dernière lors d’une réunion de l’American Physical Society à Boston, dans le Massachusetts, aux États-Unis, qui s’applique aux rovers.

Un petit rover pour tester cette idée

Pour tester la meilleure solution à ce problème, il a construit une version de 2,1 kilogrammes d’un rover que la NASA envisageait d’utiliser pour sa mission lunaire Resource Prospector, aujourd’hui abandonnée. Cette conception lui permettait de lever indépendamment chaque jambe et faire pivoter ses roues latéralement dans ce qu’il appelle un mouvement de pelletage.
«Le rover que nous avons créé peut initier un modèle de marche s’il rencontre un milieu risqué», dit-il. Dans sa démarche la plus élémentaire, le rover lève ses jambes à roulettes une à une, tout en se servant des autres pour avancer. Cela semble bizarre, mais cela permet au rover de traverser des surfaces meubles à une vitesse proche de sa vitesse de conduite normale, explique Shrivastava.
Cela donne également au rover une force de propulsion beaucoup plus grande qu’il ne peut en obtenir simplement en essayant de progresser. «Si vous initiez le mouvement des jambes, vous pouvez avoir une force de propulsion presque deux fois plus grande que celle d’une roue», dit-il.

Mais ce n’est que le début

Shrivastava a testé son modèle sur des pentes abruptes de graines de pavot, choisies en partie parce qu’elles ne produisent pas de particules fines qui posent un risque pour la santé des chercheurs et en partie parce qu’elles sont suffisamment molles pour ne pas endommager les engrenages du robot. Ce faisant, il a découvert qu’il était possible de concevoir un mode de locomotion encore plus puissant qui permettait au rover de se frayer un chemin sur des surfaces meubles aussi escarpées que 28 degrés.
Cela fonctionne en partie en utilisant les roues avant pour creuser la pente devant elles. Cela pousse le sable – ou les graines de pavot – vers les roues arrière. Un effet qui peut être amplifié en laissant les roues avant se soulever et se replanter de manière à marcher. Puis, grâce à une combinaison de rotation et de balayage, les roues arrière repoussent ce matériau meuble derrière le rover, produisant un monticule contre lequel il peut maintenant être poussé.

« Remodelage du terrain par des avalanches contrôlées »

Shrivastava appelle ce processus «bande de transport granulaire» ou «remodelage du terrain par des avalanches contrôlées». Son collègue, Andras Karsai, également de la Georgia Institute of Technology, explique que le rover est en train de tailler une plate-forme localisée dans la pente qu’elle tente de gravir, à environ huit ou neuf degrés moins raides que la pente elle-même.
Cela crée «un désastre sur le terrain», dit-il, mais cela permet à un rover qui pourrait normalement gravir une pente d’environ 20 degrés de gravir une pente plus raide sur laquelle il n’aurait autrement aucun moyen de gravir.

Une avancée utile pour de futures missions

«Il utilise [ceci] pour abaisser la pente locale à environ 20 degrés et la gravir avec succès», dit-il, ce qui en fait une avancée utile, qu’elle soit finalement déployée sur la Lune, Mars ou des mondes au-delà.
Source : Cosmos Magazine
Crédit photo : Pixabay