Dans le cadre de son programme Innovative Advanced Concepts (NIAC) — visant à développer des projets technologiques futuristes —, la NASA prévoit de construire un réseau ferroviaire composé de robots en lévitation diamagnétique à la surface de la Lune. Entièrement autonome et facile à déployer, le système permettra de transporter jusqu’à 100 tonnes de charge utile par jour à une vitesse de 1,61 km/h. Le réseau, qui devrait être déployé d’ici 2030, pourrait devenir une infrastructure clé pour la future base lunaire permanente de la NASA.
Le programme NIAC de la NASA vise à développer des concepts avancés et innovants qu’on croirait parfois issus de la science-fiction. Le programme a en effet pour objectif l’étude de conceptions technologiques futuristes et radicalement différentes des approches traditionnelles. Parmi les 6 projets sélectionnés et actuellement en développement figurent par exemple les télescopes à base de fluides et les fusées propulsées au plasma.
Proposé pour la première fois en 2021, le projet de réseau ferroviaire baptisé « Flexible Levitation on a Track » (FLOAT) consiste en un système exploitant la sustentation (ou lévitation) magnétique. Il est destiné au transport de charges utiles à travers la future base lunaire de la NASA. « Un système de transport robotique durable et à longue durée de vie sera essentiel aux opérations quotidiennes d’une base lunaire durable dans les années 2030 », a écrit l’un des responsables du projet dans un article blog de l’agence, Ethan Schaler, ingénieur en robotique au Jet Propulsion Laboratory.
Des pistes qui se déroulent comme un tapis
Le système FLOAT comprend des plateformes robotiques magnétisées et autonomes qui lévitent au-dessus d’un réseau de pistes composé d’un film flexible à 3 couches. La première, à base de graphite, permettra aux plateformes de flotter passivement par le biais de la lévitation diamagnétique. La seconde inclut un circuit générant une poussée électromagnétique pour déplacer les robots à travers la piste de manière contrôlée. La troisième couche, en option, comprend des panneaux solaires à couche mince visant à générer de l’énergie supplémentaire pour l’ensemble de la base lunaire.
Contrairement aux routes et voies ferrées terrestres, les pistes du système FLOAT ne nécessitent pas d’excavation, elles se déroulent directement sur le régolithe lunaire comme un tapis. Non seulement cela facilite considérablement l’installation, mais évite aussi d’endommager le sol lunaire. D’autre part, les robots seront dépourvus de pièces mobiles, ce qui, avec la lévitation, permet de minimiser l’abrasion et l’usure dues à la poussière lunaire, contrairement aux rovers dotés de roues ou de chenilles.
Par ailleurs, « le réseau de pistes peut être enroulé et reconfiguré au fil du temps pour répondre aux exigences changeantes des missions de la base lunaire », indique Schaler. Les robots individuels permettront de transporter des charges utiles de forme, de taille et de poids variables — jusqu’à 100 tonnes. Plus précisément, les robots seront surmontés de chariots amovibles à l’intérieur desquels les charges seront déposées.
Bien que les robots ne permettent pas de transport à grande vitesse et se déplacent « seulement » à environ 1,61 km/h, le système pourrait devenir une infrastructure lunaire clé. Il permettrait notamment de soutenir durablement la base lunaire permanente prévue par la NASA. Une fois établie, cette dernière servira ensuite de tremplin aux futures missions d’exploration vers Mars, dans le cadre du projet « Moon to Mars ».
Après la phase de développement initiale, les ingénieurs prévoient de tester une série de prototypes à petite échelle ainsi que différentes stratégies de préparation du futur site d’installation. Les impacts environnementaux (variations de température, exposition aux radiations, contamination au régolithe, …) seront également évalués par simulation. « Nous exploiterons également ces prototypes à petite échelle pour explorer les possibilités de démonstration ultérieures sur des vols suborbitaux ou lunaires (via les atterrisseurs LSII / CLPS) », conclut Schaler.