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La CMU mettra au point une technique d'exploration de la fosse lunaire pour la NASA

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Une subvention de recherche de 2 millions de dollars vise à permettre à un robot d'explorer des puits de lune en vue d'y trouver un abri et des ressources.

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La NASA a approuvé une initiative de recherche de 2 millions de dollars pour permettre aux robots de l'Université Carnegie Mellon de mettre au point les technologies nécessaires à l'exploration des puits sur la lune - l'équivalent lunaire des dolines - qui pourraient donner accès à des abris et des ressources pouvant soutenir de futures missions lunaires.

William "Red" Whittaker, professeur à l'Institut de robotique de la CMU, a proposé d'utiliser un ou plusieurs robots intelligents et rapides pour explorer et développer des modèles de puits qui ont été découverts en imagerie orbitale, mais jamais étudiés depuis la surface de la Lune.

"En orbite, il est impossible d'obtenir les points de vue ou la proximité pour voir les détails qui comptent ", a dit M. Whittaker. "C'est pourquoi nous avons besoin de robots. Il y a un moyen d'entrer ? Y a-t-il des surplombs ? Un robot pourrait-il venir en rappel ? Y aurait-il une fissure, une caverne ou une ouverture de grotte ?"

Contrairement aux cratères, qui se forment lorsque des astéroïdes ou des météorites frappent la lune, les fosses se forment lorsque la surface s'effondre dans un vide souterrain creux. Selon M. Whittaker, les fosses pourraient exposer des cavernes qui pourraient être utilisées par les futurs explorateurs et donner accès aux minéraux, à la glace et à d'autres ressources.

Risque élevé, gain élevé

Ce dernier financement de deux ans provient du programme Innovative Advanced Concepts (NIAC) de la NASA, qui finance des idées visionnaires " à haut risque et à rendement élevé ". Il permettra à Whittaker et à ses collègues, y compris des partenaires du Centre de recherche Ames de la NASA et d'Astrobotic, de perfectionner les technologies et les méthodes nécessaires à la mission et de les faire évoluer au point où elles pourraient être mises en œuvre. Nous sommes à la recherche de nouvelles technologies dans l'ensemble de notre portefeuille de développement qui pourraient contribuer à rendre l'exploration de l'espace lointain plus indépendante de la Terre en utilisant des ressources sur la Lune et au-delà ", a déclaré Jim Reuter, administrateur associé de la Direction des missions en technologies spatiales de la NASA. En plus de la proposition de Whittaker, un financement a également été accordé à un concept d'exploitation d'astéroïdes par TransAstra Corp. "Ces sélections de la phase III du NIAC sont une composante de cette recherche tournée vers l'avenir, et nous espérons que de nouvelles connaissances nous aideront à réaliser plus de premières dans l'espace."

Des fonds supplémentaires seront nécessaires pour terminer la conception préliminaire et finale. Une mission robotique qui déploiera la technologie résultante ne pourra avoir lieu qu'en 2023, peut-être. Une telle capacité dépasserait de loin celle récemment annoncée par Carnegie Mellon pour envoyer un robot de la taille d'un grille-pain développé par Whittaker sur la lune en 2021.

Une mission de puits envisagée par Whittaker, appelée Skylight, nécessiterait qu'un ou plusieurs robots effectuent leurs observations en moins d'une semaine, avant d'être enveloppés par le grand froid d'une nuit lunaire qui les mettrait définitivement hors service. Il s'attend à ce que les robots soient livrés sur la lune par un atterrisseur tel que l'atterrisseur Peregrine développé par Astrobotic de Pittsburgh.

La réalisation rapide d'une mission Skylight nécessite des robots rapides qui peuvent parcourir des kilomètres et rassembler des milliers d'images. En raison des limites de communication des rovers, ils devront retourner périodiquement à proximité de l'atterrisseur pour télécharger des images, puis reprendre l'exploration.

En plus de posséder les moyens autonomes d'explorer, les robots ont besoin de savoir quand et comment rentrer chez eux ", a dit M. Whittaker, " les robots auront également besoin d'une capacité que M. Whittaker appelle " l'autonomie d'exploration ", qui leur permettra de juger par eux-mêmes où ils doivent aller pour recueillir les informations nécessaires et jusqu'où ils osent aller pour se rapprocher du bord du trou. Il n'y a tout simplement pas le temps pour les opérateurs sur Terre de prendre des décisions "pas à pas, stop, mère-maman-peut-jamais", a-t-il dit.

Une autre capacité qui sera développée avec le nouveau financement est un moteur de modélisation pour l'informatique à bord de l'atterrisseur. M. Whittaker a indiqué que l'ordinateur devra extraire l'information des milliers d'images recueillies par les robots pour construire un modèle informatique haute fidélité, haute résolution et scientifiquement valide de la fosse, qui pourra ensuite être transmis à la Terre.

Le NIAC est financé par la Direction des missions en technologies spatiales de la NASA, qui est chargée de mettre au point les nouvelles technologies et capacités transversales et novatrices dont l'Agence a besoin pour réaliser ses missions actuelles et futures.

La NASA est chargée de ramener les astronautes sur la Lune d'ici cinq ans. L'agence spatiale poursuit une approche en deux phases : l'atterrissage des astronautes sur la Lune d'ici 2024, puis l'établissement d'une présence humaine soutenue sur et autour de la Lune d'ici 2028.