En quoi le nouvel astromobile martien de la NASA sera-t-il différent? Il aura de meilleures roues!
Le 30 juillet prochain, quand la prochaine mission vers Mars sera lancée de Cape Canaveral, en Floride, l’astromobile à bord exhibera une nouvelle conception de roue – en partie grâce au chercheur de Concordia Krzysztof « Chris » Skonieczny.
Le professeur Skonieczny et ses collaborateurs de la NASA et de l’Université Carnegie Mellon ont développé des directives et des équations visant à optimiser les roues en métal de l’astromobile.
« Nous avons trouvé des façons d’améliorer leur performance sur le sol meuble et rocailleux de Mars », explique Chris Skonieczny, professeur agrégé et titulaire de la chaire de recherche du Canada en robotique aérospatiale (niveau 2) au Département de génie électrique et informatique de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.
« Les gens plaisantent et disent qu’il n’est pas nécessaire de réinventer la roue – mais nous l’avons fait. »
Perseverance sur Mars
L’engin spatial de la Mission Mars 2020 et son nouvel astromobile, appelé Perseverance, s’envoleront sur une fusée Atlas V-541 – même type de fusée qui avait lancé le dernier astromobile, Curiosity, en 2011.
« Afin de réduire les coûts, ce nouvel astromobile devait être un clone de Curiosity, qui de manière générale avait rempli sa mission », poursuit le professeur Skonieczny.
« Mais la principale amélioration réalisée par rapport à Curiosity concerne les roues. Elles étaient trop légères, avons-nous appris, et le métal avait tendance à cabosser, à percer et à s’arracher sur les roches irrégulières, ce qui a limité leur durée de vie. »
En utilisant Curiosity comme étude de cas, le professeur Skonieczny et ses collègues chercheurs ont mis en commun les connaissances qu’ils avaient accumulées en matière de roues sur terrain martien. Ils ont ainsi déterminé que les roues en métal avaient besoin de plus de « crampons » – sortes d’échelons en métal –, et que ceux-ci devaient être plus rapprochés afin de gagner en traction.
La hauteur des crampons, de même que leur géométrie, a également un impact sur la performance de l’astromobile.
« Les résultats ont montré que les crampons en forme de chevrons réalisent des mouvements efficaces sur un terrain doux, tandis que les crampons en ligne droite sont meilleurs pour l’ascension de pentes abruptes », ajoute le chercheur.
Chris Skonieczny, son collaborateur Scott Moreland, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena (Californie), et les chercheurs Hiroaki Inotsume et David Wettergreen de l’Université Carnegie Mellon à Pittsburgh (Pennsylvanie), ont publié leurs découvertes l’an dernier dans la revue Journal of Terramechanics. Ces découvertes ont été intégrées à la nouvelle conception des roues à la NASA.
La nouvelle forme des roues vise à améliorer les performances et la durabilité du rover sur Mars. Photo : Hiroaki Inotsume
« Nous devions tenir compte du fait que le sol est plus meuble, car la pesanteur martienne est moins importante – l’équivalent de 38 pour cent de la pesanteur terrestre », souligne le professeur Skonieczny, qui rêvait de travailler avec la NASA depuis qu’il était tout petit.
« Les roues doivent pouvoir tenir sur des roches pointues et irrégulières, mais on ne peut pas simplement les rendre plus lourdes, car chaque gramme compte lorsqu’on lance une fusée. Et chaque astromobile couvre du terrain nouveau, donc il y a toujours des variables. Nous avons obtenu de meilleurs résultats en laboratoire en changeant la conception des crampons ainsi que leur disposition. »
Objectifs de la mission
La Mission Mars 2020 vise à recueillir des échantillons du sol, en vue de trouver une potentielle vie microbienne.
« Cette mission permettra de recueillir des échantillons et de les mettre de côté jusqu’à ce que la prochaine mission vienne les récupérer », explique le professeur Skonieczny, qui est membre de l’Institut de conception et d’innovation aérospatiales de Concordia. « Nous voulons les aider à aller là où il faut, le plus efficacement possible. »
Après le lancement, cela prendra jusqu’à deux ans pour obtenir des résultats sur la nouvelle conception des roues de Perseverance.
« Dans ce domaine, il faut savoir être patient », note le professeur Skonieczny.
Il se souvient avoir regardé le lancement de SpaceX à la fin mai 2020, alors qu’il était en confinement, tandis que son fils de six ans jouait avec un jouet de fusée.
« Nous avons tous les deux très hâte au prochain lancement, en juillet. C’est peut-être dans le sang! » se réjouit-il.
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