Des chercheurs ont envoyé une équipe de trois robots autonomes pour explorer un tunnel de lave souterrain en Espagne, dans l’espoir de pouvoir un jour les envoyer effectuer des missions similaires sur Mars ou sur la Lune. Ce type de mission permettrait d’identifier les meilleurs emplacements pour l’implantation des bases habitées, les tunnels de lave offrant une protection partielle contre les rigueurs de l’environnement spatial. L’équipe robotique a fourni une preuve du concept lors du dernier test.
Plus de 250 sondes spatiales ont été lancées pour explorer la Lune et les autres planètes et satellites naturels du système solaire depuis 1958. Ces missions sont déployées soit en orbite autour de l’objet concerné, soit à leur surface par le biais de rovers, ce qui a permis d’étudier en profondeur et de cartographier leurs atmosphères et leurs surfaces. Cependant, malgré les centaines de missions déployées, les sous-sols sont peu explorés.
Or, l’exploration souterraine permettrait de répondre à un certain nombre de questions telles que la formation et l’évolution géologique de la planète ou de la lune, ainsi que la possibilité d’une vie extraterrestre. D’autre part, les grottes souterraines, en particulier les tunnels de lave, sont des sites prometteurs pour l’exploration spatiale et l’implantation de bases habitées, ainsi que la recherche de bio-signatures potentielles.
« Ce pourrait être un excellent endroit pour trouver des traces de vie, et aussi pour y installer un habitat humain », explique Carlos Pérez-del-Pulgar, roboticien à l’Université de Malaga, en Espagne, dans un article publié dans Nature. Ils offrent notamment une protection relative contre les radiations spatiales, les températures extrêmes, les tempêtes de poussières et les impacts de micrométéorites.
Plusieurs tunnels de lave ont déjà été repérés sur Mars et la Lune en tant qu’emplacements potentiels d’avant-postes humains. Cependant, aucune mission d’exploration humaine n’a été lancée jusqu’à présent en raison des difficultés et des risques considérables que ce type de mission impliquerait, sans compter les coûts que cela engagerait. Les missions robotiques apparaissent comme une alternative plus sûre et moins coûteuse pour l’exploration de ces sites avant une éventuelle implantation humaine.
Dans cette vision, Pérez-del-Pulgar et ses collègues ont effectué un essai sur le terrain, notamment un tunnel de lave terrestre, avec trois robots d’exploration autonomes travaillant en tandem. « Une équipe robotique coopérative hétérogène est une approche prometteuse pour faciliter l’accès et l’exploration des grottes de lave extraterrestres », écrivent les chercheurs dans un article publié dans la revue Science Robotics, décrivant l’essai.
Équipe de robots utilisée lors de l’essai sur le terrain de Lanzarote avec barre d’échelle. (A) Équipe de robots hétérogènes. (B) Capacités du robot et matériaux utilisés. © Raúl Domínguez et al.Une opération délicate
L’équipe de Pérez-del-Pulgar a effectué les essais dans un tunnel de lave sur l’île de Lanzarote, en Espagne, sur une période totale de 21 jours. Trois robots autonomes devaient travailler ensemble pour cartographier et explorer la grotte, dont l’accès est une ouverture située sur le dessus et qui ne peut être franchie qu’à la verticale. L’exploration s’est déroulée en quatre phases, dont la première consistait à cartographier la surface autour de l’entrée de la grotte à l’aide de deux des rovers. L’un d’eux a ensuite largué à l’intérieur un cube équipé de capteurs afin de créer une cartographie 3D détaillée de l’entrée et des parois de la grotte. Cette carte a été utilisée pour identifier l’itinéraire le plus sûr pour la descente.
Une petite sonde larguée dans la grotte a permis de dresser une carte détaillée de l’entrée. © Carlos Pérez-del-PulgarLa troisième étape, la plus difficile, impliquait le travail de deux robots pour débuter l’exploration proprement dite. Le plus petit des deux s’est attaché au plus grand pour descendre en rappel à l’intérieur du tunnel – une opération délicate et périlleuse. Après avoir atteint le fond, le petit rover s’est détaché et a parcouru 235 mètres à l’intérieur du tunnel pour créer une cartographie 3D au fil de son parcours.
Le petit rover reste attaché au grand pendant sa descente en rappel dans le tunnel de lave. © Carlos Pérez-del-Pulgar« Les résultats obtenus démontrent la faisabilité du concept de mission proposé, y compris trois rovers d’exploration planétaire qui ont été coordonnés pour obtenir des informations significatives sur la morphologie externe et interne de la grotte de lave », indiquent les chercheurs.
Toutefois, bien que les premiers tests aient été globalement concluants, d’autres défis doivent être surmontés avant de pouvoir utiliser les robots sur la Lune ou sur Mars. L’humidité de la grotte a par exemple réduit les performances du géoradar, ce qui a limité les données et entravé la cartographie.
En outre, les performances de navigation autonome une fois à l’intérieur du tunnel demeurent limitées. La communication avec les équipements de surface était difficile car les ondes radio ne peuvent traverser la roche. Néanmoins, ces résultats constituent une preuve de la faisabilité de la synergie robotique autonome pour les futures explorations spatiales.