Dans le cadre d’un programme de recherche visant à explorer les tunnels de lave martiens, des ingénieurs de la NASA et de New Mexico Tech développent actuellement des robots biomimétiques. Ces machines, conçues pour cartographier des environnements inaccessibles aux rovers actuels, utilisent une technologie de drones inspirée par le vol des pissenlits pour surmonter les défis atmosphériques de la planète rouge.
Une nouvelle stratégie d’exploration pour les tubes de lave
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La surface de Mars cache un réseau complexe de tunnels de lave, vestiges d’une activité volcanique passée, dont certaines structures s’étendent sur plus de 1 200 kilomètres. Alors que les rovers traditionnels comme Curiosity et Perseverance ont révolutionné notre compréhension de la géologie martienne, leur taille imposante les empêche d’accéder à ces cavités souterraines. Mostafa Hassanalian, professeur associé à New Mexico Tech, souligne cette limite physique : « Les rovers ont la taille d’un bus scolaire. C’est pourquoi ils ne peuvent pas entrer. »
Pour pallier cette contrainte, les chercheurs se tournent vers la biomimétique. L’idée est de déployer un robot principal, surnommé « roly-poly » en raison de sa ressemblance avec un cloporte, capable de se replier sur lui-même pour traverser des ouvertures étroites. Une fois à l’intérieur d’un tunnel, ce robot libérerait des milliers de micro-drones, baptisés par l’équipe de recherche les « dandelion drones » (drones pissenlits).
La technologie des « drones pissenlits »
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Le concept repose sur l’utilisation des vents martiens pour propager ces capteurs volants. Contrairement aux aéronefs classiques, ces drones miniatures n’ont pas besoin de systèmes de propulsion complexes, car ils imitent la dispersion naturelle des graines. « Il y a une raison pour laquelle les avions ne battent pas des ailes », explique Hassanalian, précisant que la biomimétique gagne en efficacité à mesure que l’échelle diminue.
Parallèlement, la NASA explore d’autres pistes pour diversifier sa flotte robotique. À travers son programme d’exploration martienne, l’agence a financé 25 projets cette année, incluant le Mars Electric Reusable Flyer (MERF) du Langley Research Center. Ce véhicule, qui se déploie comme une aile unique dotée de deux hélices, est conçu pour cartographier la surface avec une autonomie étendue, dépassant les capacités de vol stationnaire de l’hélicoptère Ingenuity.
Le défi de l’autonomie en terrain hostile
F.L.I.N.T. The Explorer(EeVee) Robot drone animation #B3d
L’exploration de Mars exige une robustesse logicielle inédite. Les dunes de sable, qui ont perturbé les derniers vols de l’hélicoptère Ingenuity, font l’objet d’une attention particulière. Lors de tests menés dans la Vallée de la Mort et le désert des Mojaves, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) ont mis au point une nouvelle architecture logicielle baptisée Extended Robust Aerial Autonomy.
« Ingenuity a été conçu pour voler au-dessus d’un terrain bien texturé, estimant son mouvement en observant des caractéristiques visuelles au sol. Mais finalement, il a dû traverser des zones plus fades où cela est devenu difficile. Nous voulons que les futurs véhicules soient plus polyvalents et n’aient pas à se soucier de survoler des zones difficiles comme ces dunes de sable. » Roland Brockers, chercheur et pilote de drone au JPL, via Astrobiology Web
Ces avancées logicielles sont complétées par des projets comme le robot marcheur LASSIE-M, capable d’ajuster sa démarche en fonction de la texture du sol. Selon Ali Agha, responsable du projet BRAILLE, qui utilise le robot Spot de Boston Dynamics pour explorer des grottes terrestres analogues à celles de Mars, ces développements visent un objectif à long terme crucial.
Logistique et préparation des missions habitées
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L’intérêt pour les grottes martiennes dépasse la simple recherche de traces de vie passée. Ces cavités offrent une protection naturelle contre les rayons cosmiques et les fluctuations thermiques extrêmes, des facteurs essentiels pour la sécurité des futurs astronautes.
« Les futures missions d’exploration humaine potentielles peuvent bénéficier de robots de bien des manières. En particulier, des robots peuvent être envoyés lors de missions précurseurs pour fournir plus d’informations sur la destination avant que les humains ne se posent sur ces destinations. De plus, les robots peuvent accompagner les astronautes pendant les missions pour aider à la reconnaissance de certains terrains ou à la logistique et à de nombreuses tâches qui peuvent rendre les missions des astronautes plus sûres et plus efficaces. » Ali Agha, via CBS News
Alors que la recherche entre dans sa troisième année, l’intégration de systèmes comme le cerveau artificiel NeBula permet aux robots d’opérer sans contact direct avec la Terre. Ces technologies, testées dans des conditions extrêmes, visent à transformer radicalement la manière dont les agences spatiales envisagent les missions lunaires et martiennes, faisant de la robotique autonome le pilier central de la prochaine décennie d’exploration spatiale.
