Scientifique : L'exploration spatiale appartiendra aux robots

Selon le Dr Tomasz Barciński du Centre de recherche spatiale de l'Académie polonaise des sciences, l'exploration spatiale appartiendra en grande partie aux robots. Ils effectueront une variété de tâches, allant du simple travail de nettoyage à la réalisation d’expériences complexes.

À bord de la Station spatiale internationale (ISS), les astronautes testent déjà des robots capables de soutenir le travail humain. « Au fil du temps, les robots pourraient prendre en charge pratiquement tout ce qui peut être imaginé en matière d'assistance aux astronautes au sens large », a déclaré à PAP le Dr Barciński, qui dirige le laboratoire de mécatronique et de robotique des satellites au CBK PAN.

Il a ajouté que l'ISS dispose déjà d'un robot sphérique, Int-Ball, qui vole et documente le travail des astronautes. De plus, il est utilisé pour tester des techniques de déplacement du robot dans des conditions de microgravité. « On peut aussi imaginer, par exemple, des tâches de nettoyage effectuées par des robots – il est facile de semer le désordre dans l'espace exigu d'une station spatiale. Des robots plus perfectionnés remplaceront les humains pour mener des expériences de plus en plus complexes, parfois fastidieuses et chronophages. Ces activités sont parfaitement adaptées aux robots. À terme, ils pourront également remplacer les humains lors de certaines sorties dans l'espace », a expliqué le Dr Barciński.

Il a souligné que la microgravité qui règne en orbite signifie que les robots opérant dans les stations spatiales peuvent avoir une variété de formes. « On peut imaginer, par exemple, une balle comme l'Int-Ball dotée de deux, quatre, voire huit bras ou autres membres, ressemblant par exemple à une trompe d'éléphant avec des pinces ou divers capteurs. Nous assisterons probablement à une évolution progressive de la conception de ces machines, qui verra apparaître de temps à autre une idée révolutionnaire totalement nouvelle », a expliqué l'expert du CBK PAN.

Comme il l’a ajouté, l’une de ces approches révolutionnaires est ce qu’on appelle la robotique douce. Ce sont des robots fabriqués à partir de polymères souples. « Le corps flexible, léger et filigrane conservera facilement sa forme en microgravité, et pourra en même temps la changer si nécessaire, par exemple pour accéder à des endroits difficiles d'accès », a-t-il décrit.

Il a également souligné les nouveaux défis liés à la microgravité : les robots se comporteront différemment de ceux sur Terre, souvent contrairement à l'intuition quotidienne. « Cependant, ce n'est pas un obstacle majeur. Le cerveau humain apprend facilement de nouvelles choses et les ingénieurs l'apprendront certainement », a assuré le Dr Barciński.

De plus, comme il l’a noté, il existe déjà d’excellents programmes informatiques qui permettent de simuler les conditions spatiales ou même l’intérieur de la station. Ils peuvent être utilisés pour tester, par exemple, des approches qui imitent l’évolution des organismes vivants.

« L'ordinateur reçoit des informations sur ce que doit faire un élément donné et sur les conditions qu'il doit remplir - par exemple, il doit peser peu et consommer peu d'énergie. (...) Pour l'instant, cette technique est utilisée quotidiennement pour créer des composants individuels, mais avec le temps, elle se développera probablement à un point tel que des conceptions de robots entiers seront créées de manière similaire », a expliqué l'expert.

Il a également souligné que l’une des principales limites à l’introduction de robots dans l’espace sera la sécurité. Ceci est particulièrement important dans les stations spatiales, où l’espace est limité et où un robot qui se comporte mal pourrait constituer une menace pour les astronautes et les équipements délicats. « Les robots évoluant dans l'espace devront donc être particulièrement bien conçus en termes de sécurité. Les éléments des stations spatiales avec lesquels les robots interagiront devront être conçus de manière spécifique : ils devront être, dans une certaine mesure, résistants aux erreurs des machines », a indiqué le Dr Barciński.

L'expert a déclaré à PAP que les robots fonctionneront également en orbite, par exemple. en retirant de vieux satellites ou des fragments de fusée. Ils peuvent également être utilisés pour l’entretien des satellites, y compris leur ravitaillement. « Les satellites doivent effectuer diverses manœuvres correctives et peuvent le faire tant qu'ils disposent de carburant. Un ravitailleur orbital pourrait ravitailler ce carburant. Cela fonctionnerait un peu comme le ravitaillement des avions de chasse en vol, même si ce serait encore plus simple car, en microgravité, sans présence d'air, un tel robot ravitailleur pourrait être relié de manière rigide au satellite », a-t-il expliqué.

Les robots seront également nécessaires dans les missions vers la Lune ou vers Mars – non seulement dans les habitats, mais aussi à la surface. « Sur la Lune, nous pouvons imaginer, par exemple, une armée de robots mineurs ou d'appareils collectant des échantillons de roche ou recherchant des gisements sous le régolithe », a déclaré le Dr Barciński. Il a également noté que la Lune pose des défis particuliers.

« L'un d'eux est le régolithe, qui pénètre tous les mécanismes exposés et agit un peu comme du sable versé dans les roulements, provoquant leur destruction. Il est donc nécessaire de développer des méthodes de protection appropriées. Un autre problème concerne les températures extrêmes. Sur la Lune, le jour et la nuit durent près de 15 jours chacun. La nuit, la température descend jusqu'à -150 degrés Celsius et peu de robots y survivent. En revanche, le jour, il fait extrêmement chaud », a expliqué la personne interrogée à PAP.

Selon lui, de nombreux robots auront besoin des humains pour les contrôler, même si des machines de plus en plus indépendantes seront également créées. L'ingénieur du CBK PAN prédit que ces deux branches s'interpénètrent et que des robots partiellement autonomes seront créés. Les rovers martiens et lunaires fonctionnent déjà de cette manière.

Cela pourrait à son tour signifier l’émergence d’une nouvelle profession. « Actuellement, nous disposons déjà d'un métier très exigeant : celui d'opérateur de satellite. Ces personnes travaillent en trois équipes et surveillent le fonctionnement du satellite. Peut-être qu'à terme, des spécialistes seront formés à l'utilisation de robots spatiaux », explique le Dr Barciński.

Le scientifique voit le développement de robots spatiaux comme une énorme opportunité pour les entreprises et les instituts polonais, y compris, bien sûr, CBK PAN, qui participent déjà à divers programmes de construction de telles machines. Il a mentionné qu'actuellement les projets de recherche suivants sont menés au CBK PAN : recherche sur les manipulateurs de satellites – entretien et capture de satellites. Les scientifiques travaillent également sur des excavatrices pour le sol lunaire et étudient le train d'atterrissage des atterrisseurs dont les jambes sont contrôlées de manière similaire à des bras de robot.

« Je pense que nous pouvons concevoir les principaux éléments des robots spatiaux, tels que les manipulateurs ou les plateformes de saut, en toute confiance. En tant que pays, nous excellons déjà dans ce domaine. Nous sommes encore loin de la pleine maturité en robotique spatiale. Nous y parviendrons en construisant un système complet et indépendant. (...) Nous avons besoin de plus d'expérience pour cela, mais nous ne l'acquerrons qu'en prenant le risque d'une action pionnière », a conclu le Dr Barciński.

La science en Pologne, Marek Matacz

mat/ agt/ lm/