Des microrobots pour explorer les planètes

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Une équipe du MIT met au point des microbots, de minuscules robots sphériques capables de sauter, de rebondir et de rouler à la surface d’une planète, ce qui leur permet de franchir des obstacles et des crevasses que les rovers traditionnels ne peuvent pas franchir. Les ingénieurs visent à réduire le diamètre des microbots à 10 centimètres et leur poids à 100 grammes, à les construire en polymères légers et à les doter d’équipements scientifiques miniaturisés. Ces microbots seront déployés à la surface d’une planète à l’aide d’un vaisseau orbital et d’un système d’airbag pour s’assurer qu’ils sont intacts lorsqu’ils atterrissent, et ils transmettront des informations aux équipes sur Terre par le biais d’une chaîne d’ondes à haute fréquence. Le MIT espère que cette nouvelle génération d’enquêteurs planétaires permettra l’examen in situ de la composition, de l’histoire et de la structure chimique de la planète, en donnant accès à des endroits difficiles d’accès et en fournissant des méthodes plus efficaces et efficientes de recherche à la surface d’une planète.

Depuis que l’Union soviétique a posé Lunokhod 1 sur la Lune en novembre 1970, les scientifiques travaillent sans relâche à la création de méthodes plus efficaces pour explorer la surface d’une planète. Nous avons vu des rovers, des atterrisseurs et des sondes, mais une équipe du département de génie mécanique du Massachusetts Institute of Technology (MIT) travaille sur des microbots, la prochaine génération d’enquêteurs planétaires. Ces minuscules robots sphériques – souvent pas plus grands qu’une balle de baseball – sont capables de sauter, de rebondir et de rouler à la surface d’une planète, de pénétrer dans des crevasses et de franchir des obstacles, ce que les rovers traditionnels ne peuvent pas faire.

Les ingénieurs espèrent réduire le diamètre des microbots à dix centimètres seulement et les faire peser 100 grammes au maximum, afin qu’ils puissent s’introduire dans des endroits difficiles d’accès. Ils seraient construits en polymères légers et transporteraient des équipements scientifiques miniaturisés pour la recherche. La plupart des composants clés intégrés dans les machines auront la taille d’une pièce de monnaie, le spectromètre de masse ne mesurant que 0,6 centimètre cube (0,04 pouce cube).

L’idée est de déployer des centaines de microbots à la surface d’une planète, en utilisant un vaisseau orbital pour les transporter et un système d’airbag pour s’assurer qu’ils sont intacts lorsqu’ils atteignent la surface de la planète. À partir de là, les microbots se répartiront en équipes, parcourant la surface de la planète et se frayant un chemin dans les fissures et les grottes. Ils pourront ainsi examiner in situ la composition, l’histoire et la structure chimique de la planète. Ils renverront ensuite ces informations à la surface, où elles pourront être stockées et communiquées aux équipes restées sur Terre.

Les microbots devront travailler en relais pour renvoyer les informations à la surface, car les ondes électromagnétiques ont du mal à traverser les structures rocheuses. Cela signifie que les informations seraient transmises par des ondes à haute fréquence, sautant d’un microbot à l’autre jusqu’à ce que le signal puisse être capté à la surface.

Un actionneur en élastomère diélectrique – un film diélectrique élastique placé entre des électrodes extensibles – crée le mouvement de saut des microbots. Lorsqu’un courant passe à travers ce film, les électrodes sont stimulées et dilatent latéralement le film. Cette expansion rapide permet à un microbot de sauter sur sa jambe bistable et de se déplacer à la surface de la planète, en franchissant facilement les obstacles tels que les rochers. Chaque saut peut amener un microbot jusqu’à un mètre, ce qui lui permet de parcourir des dizaines de mètres chaque jour et de recueillir d’importantes informations scientifiques au passage.

Mars serait l’un des premiers ports d’escale évidents pour cette génération d’explorateurs planétaires. La planète rouge a fait l’objet de nombreuses analyses ces derniers temps, mais l’équipe du MIT aura du mal à laisser passer l’occasion d’aller plus loin que jamais. La Lune, avec sa surface piquetée, sera une autre zone clé pour le déploiement des microbots, mais toute planète ou satellite présentant une surface rocheuse inhospitalière sera dans le collimateur de ces robots d’accès à toutes les zones.

1 La taille compte
Dans l’idéal, les robots miniatures ne mesureront qu’une dizaine de centimètres de diamètre, ce qui leur permettra d’atteindre et d’explorer de minuscules espaces.

2 L’équipement
Ils seront équipés d’une unité de traitement, d’une caméra, d’un spectromètre de masse, d’un disque dur, de capteurs et d’autres dispositifs d’enregistrement et de transmission de données.

3 À l’intérieur de la planète
Les microbots pénétreront dans les crevasses et les grottes afin de rechercher des données cachées sous la surface.

4 Atterrissage en équipe
Des milliers de microbots seront déployés à la surface de la planète, ce qui leur permettra de se disperser et d’opérer en équipe.

5 Faible consommation d’énergie
Grâce à l’efficacité du mécanisme de saut, des piles à combustible de faible énergie et de faible poids peuvent être utilisées pour fournir de l’énergie plutôt que des batteries plus lourdes.

6 Matériaux
Chaque appareil sera construit en polymère léger mais durable, ce qui devrait réduire le coût et le poids.

7 Sauts
Grâce à un film diélectrique en expansion rapide, les robots pourront sauter jusqu’à un mètre à la fois dans n’importe quelle direction.

8 Déploiement
Les microbots seront largués par un vaisseau orbital depuis la surface d’une planète et utiliseront des coussins d’air pour amortir leur atterrissage.

9 Communication
Les équipes de microbots se transmettront des informations à la surface par une chaîne d’ondes à haute fréquence.

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