MIT : six charges utiles de recherche dans l’espace

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Le MIT a effectué sa dernière incursion dans la recherche spatiale grâce avec six charges utiles de la Media Lab Space Exploration Initiative, montées dans le véhicule spatial réutilisable New Shepard de Blue Origin qui a décollé d’une rampe de lancement dans le West Texas.

Le MIT dans l’espace avec New Shepard 

C’était également la première fois dans l’histoire du Media Lab que des projets de recherche internes étaient lancés dans l’espace, pendant plusieurs minutes de microgravité. Les résultats de cette recherche pourraient avoir de grandes conséquences pour la fabrication de semi-conducteurs, l’art et la téléprésence, l’architecture et l’agriculture, et plusieurs autres domaines.

«Les projets que nous testons ont une gravité terrestre fondamentalement différente de celle utilisée en microgravité», a expliqué Ariel Ekblaw, fondateur et chef de l’initiative d’exploration de l’espace du Media Lab.

Auparavant, le Media Lab envoyait des projets en microgravité à bord de l’avion utilisé par la NASA pour entraîner des astronautes, surnommé affectueusement «la comète vomie». Ces vols paraboliques fournissaient des intervalles répétés d’apesanteur de 15 à 30 secondes. La capsule d’expérience New Shepard se déroulera en microgravité plus longtemps et traversera la ligne de Karman (la limite officielle de «l’espace»). Bien que cela puisse sembler peu de temps, c’est suffisant pour accomplir beaucoup de choses.

«La capsule où se déroulent les recherches fournit une opportunité d’étendre nos expériences à partir de protocoles de vol paraboliques antérieurs et de tester des recherches entièrement nouvelles. » Les résultats des expériences réalisées lors du vol avec de New Shepard, feront l’objet de recherches à long terme à bord de la Station spatiale internationale, a déclaré Ekblaw.

Des pavés pouvant s’auto-assembler 

Au cours de ce voyage, le MIT a envoyé des structures spatiales électromagnétiques tessellées pour l’exploration d’environnements adaptatifs reconfigurables, également appelées TESSERAE, dans l’espace. Le but ultime de ces «pavés» hexagonaux et pentagonaux est de s’auto-assembler dans des structures spatiales. Ces modules flexibles et reconfigurables peuvent ensuite être utilisés pour la construction d’habitats, l’assemblage de satellites dans l’espace ou même comme infrastructure pour les miroirs paraboliques.

Ekblaw espère que TESSERAE appuiera un jour les bases de préparation en orbite pour l’exploration humaine de la surface de la Lune ou de Mars, ou permettra le tourisme spatial en orbite terrestre basse. Un prototype précédent, piloté sur un vol parabolique en novembre 2017, a validé la structure mécanique du concept de recherche, la disposition de la polarité des aimants de liaison et le protocole physique d’auto-assemblage.

Sur le vol de Blue Origin, Ekblaw teste un nouveau réseau de capteurs intégrés dans des tuiles, ainsi que leur architecture de communication et les aspects de contrôle du guidage de leurs capacités d’auto-assemblage. «Nous testons s’ils vont circuler de manière autonome, trouver les bonnes tuiles voisines et s’unir magnétiquement en microgravité pour un auto-assemblage robuste», a déclaré Ekblaw.

Une dent de sagesse dans l’espace

Une autre expérience à bord de New Shepard combinait l’art avec le test d’un outil d’exploration de l’espace: la microgravité traversante avec la mobilité augmentée. Living Distance, une œuvre conçue par le conservateur de l’Initiative d’exploration de l’espace, Xin Liu, explore la liberté de mouvement avec une dent de sagesse – oui, vous avez bien lu!

La dent a voyagé dans l’espace porté par un appareil robotique nommé EBIFA et enfermé dans un récipient cristallin. Une fois que New Shepard est entré dans l’espace, le conteneur s’est ouvert et EBIFA est entré en action, tirant sur les cordons avec des pointes magnétiques pour se verrouiller sur une surface métallique. La dent a ensuite traversé l’espace avec une interférence minimale dans un environnement quasi nul.

«Au cours de ce voyage, la dent est devenue une entité naissante dans l’espace, son corps cristallin et sculptural et sa vie soutenue par un système électromécanique», a écrit Xin Liu. « Chacun de ses mouvements en apesanteur a été soigneusement calculé sur papier et modélisé à l’aide d’un logiciel de simulation, car il ne peut jamais y avoir de véritable test de ce type sur Terre. »

Cette pièce s’inspire d’une œuvre d’art performante appelée Orbit Weaver que Liu a exécutée l’année dernière lors d’un vol parabolique, où elle était physiquement attachée à un cordon de nylon flottant librement et attaché aux surfaces environnantes. Orbit Weaver et Living Distance peuvent offrir aux futurs explorateurs de l’espace humain des informations sur la meilleure façon de naviguer en apesanteur.

Un morceau de charbon également dans l’espace

Un morceau de charbon de bois a également fait le voyage dans l’espace à l’intérieur d’une chambre tapissée de papier à dessin, dans le cadre d’un projet conçu par Ani Liu, une ancienne élève du Media Lab. En microgravité, le charbon tracera son propre parcours à l’intérieur de la chambre, marquant le papier lorsqu’il flottera sur un arc très au-dessus de la Terre.

Lorsque la chambre retournera au Media Lab, le fusain s’associera à un robot KUKA qui imitera la trajectoire du fusain pendant les trois minutes en microgravité. Ensemble, le fusain et le robot deviendront une exposition muséale offrant une démonstration du mouvement en microgravité à un large public et illustrant la volonté de l’Initiative d’exploration de l’espace de démocratiser l’accès à l’espace et d’inviter le public à le faire.

Harpreet Sareen a testé la formation de cristaux en microgravité, une recherche pouvant aboutir à la fabrication de semi-conducteurs dans l’espace. Les semi-conducteurs utilisés dans la technologie actuelle nécessitent des cristaux extrêmement purs et aux formes parfaites, mais la gravité gêne la croissance des cristaux sur Terre, ce qui entraîne des défauts, des contraintes de contact et d’autres défauts.

Sareen et sa collaboratrice, Anna Garbier, ont créé un laboratoire de taille nanométrique dans une boîte un peu plus petite qu’une boîte de lait de 2 litres. Le courant électrique qui a déclenché la croissance des cristaux pendant les trois minutes en microgravité de la capsule de New Shepard a été déclenché par des commandes à bord de Blue Origin.

Les cristaux seront évalués pour de futures applications industrielles et ils ont également un avenir en tant qu’installation artistique: les cosmonautes floraux.

Sans oublier des abeilles

Et puis, il y a une quarantaine d’abeilles (on pourrait dire des «apionautes») qui ont fait le voyage dans l’espace pour le compte du groupe Mediated Matter du Media Lab, qui sont intéressées par l’impact du voyage dans l’espace sur une reine des abeilles. Deux reines inséminées dans une installation du département de l’Agriculture des États-Unis en Louisiane sont allées dans l’espace, chacune avec une vingtaine d’abeilles préposées dont le travail consistait à la nourrir et à contrôler sa température corporelle.

Les abeilles ont transité par deux petits conteneurs – des capsules de soutien métabolique – dans lesquelles elles avaient précédemment construit des structures en nid d’abeilles. Cette conception unique leur donne un environnement familier pour leur voyage. Une caméra GoPro modifiée, orientée dans le conteneur spécialement conçu pour abriter les abeilles, a été installée dans le haut du boîtier pour filmer les insectes et enregistrer leur comportement en vol.

L’intérieur de la mallette était conçu pour rendre le voyage aussi confortable que possible pour les abeilles, jusqu’à un minuscule coussin chauffant doré qui devait s’activer si la température était trop basse pour le confort d’une reine.

Les chercheurs du groupe sur la matière médiatisée étudieront le comportement des abeilles à leur retour sur Terre et à leur réintroduction dans une colonie au Media Lab. Les reines vont-elles pondre leurs œufs? Est-ce que ces œufs vont éclore? Et les abeilles qui ont été dans l’espace peuvent-elles continuer à rechercher du pollen et concevoir du miel une fois rentrées sur Terre? Ce sont parmi les nombreuses questions que l’équipe se posera.

« Nous n’avons actuellement aucune alternative robotique aux abeilles pour la pollinisation de nombreuses cultures », a déclaré Ekblaw. «Si nous voulons faire pousser des cultures sur Mars, nous devrons peut-être amener des abeilles avec nous. Savoir si elles peuvent survivre à une mission dans l’espace, réintégrer la ruche et prospérer par la suite, est essentiel. »

L’équipe espère une cadence de lancement régulière

Comme ces projets le montrent, l’Initiative d’exploration spatiale réunit des ingénieurs, des scientifiques, des artistes et des concepteurs dans une plate-forme de recherche aux multiples facettes. L’équipe espère une cadence de lancement régulière et progresser dans les jalons de la recherche en microgravité – des vols paraboliques aux opportunités de lancement avec Blue Origin, à la Station spatiale internationale et même aux atterrissages lunaires.

Source : MIT
Crédit photo : Pixabay

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