Robots de l’espace et robotique spatiale : tout savoir et actualités

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Le robot Skybot F-850 est arrivé dans la station spatiale internationale

— Actualités du 3 septembre 2019 —

Mardi dernier, après quelques péripéties, un vaisseau spatial Soyouz s’est amarré à la station spatiale internationale. Habituellement, la Russie utilise ses vaisseaux Soyouz pour emmener des cosmonautes, tandis que les vaisseaux Progress s’occupent du cargo. Mais dans ce Soyouz, il n’y avait pas d’équipage pour la première fois depuis 33 ans. Pas d’équipage humain en tout cas.

Sanglé dans le siège du capitaine se trouvait le robot humanoïde Skybot F-850. Bardé de capteurs, il a pris des mesures de toutes les phases du vol, c’est-à-dire accélération, vibration et température. Cette mission était lancée par une nouvelle version de la fusée, la Soyouz 2.1a qui a subi un échec en 2015 lors du lancement d’un cargo Progress. Avant de lui faire faire des vols habités, Roscosmos soit donc s’assurer qu’elle est parfaitement sûre.

C’était la tâche primaire de Skybot, s’assurer que les conditions de vol sont idéales pour des humains. Cette mission a apparemment été un succès puisque le robot est maintenant dans l’ISS. Il va y rester deux semaines avant son retour sur Terre, ce qui devrait être suffisant pour que l’équipage teste certaines de ses capacités. Skybot a par exemple un mode avatar. A l’aide d’un exosquelette et d’un casque de réalité virtuelle, il est possible d’en prendre le contrôle de manière relativement instinctive. Il peut aussi effectuer un certain nombre de tâches simples et répondre à des questions à la manière des assistants domotiques.

Skybot F-850 n’est pas le premier robot à avoir visité la station spatiale internationale, et il ne sera pas le dernier. Le 27 août, le robot Cimon construit Airbus a fait son retour sur Terre. Cette petite sphère équipée d’un écran n’est pas capable de manipuler des objets mais elle peut tout de même interagir avec les astronautes et même apprendre à les reconnaître grâce à des programmes d’intelligence artificielle. Le retour d’expérience va aider Airbus à mettre au point une version améliorée de Cimon qui aura une meilleure capacité à détecter les intonations et devrait mieux mémoriser les interactions passées. Skybot et Cimon sont pour le moment des concepts. On n’attend pas d’eux qu’ils réalisent un véritable travail productif dans l’ISS, mais c’est l’un des objectifs à long terme de ces expériences : soulager l’équipage humain de certaines tâches.

Au printemps dernier la NASA a déployé le système Astrobee qui se rapproche un peu plus de cet objectif. Ces trois petits robots cubique sont capables de réaliser des tâches simples dans la station spatiale internationale, comme faire un inventaire, filmer les astronautes pendant des expériences, voire déplacer un peu de cargo. Ils se déplacent grâce à de petites hélices et disposent d’un bras qui peut leur servir à se fixer sur un rail ou à manipuler un objet. Avec leur bonne autonomie, ils peuvent aussi être contrôlés depuis la Terre ou directement par un membre d’équipage.

Les robots devraient avoir une place importante dans les projets américains de retour sur la Lune. Ce qu’on voit aujourd’hui à bord de l’ISS préfigure probablement de ce qui nous attendra à bord de la LOP-G et peut-être même à la surface lunaire des robots pourraient assembler une base lunaire avant l’arrivée d’un équipage puis aider à la maintenir et à la réparer, diminuant ainsi les risques pris par les occupants humains. Il y a énormément de travail à fournir de ce côté, mais la robotique est un domaine qui avance vite.

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Les robots de l’espace humanoïdes ont encore de grands progrès à faire

— Actualités du 13 janvier 2019

Depuis 2013, la NASA développe un robot humanoïde surnommé Valkyrie. C’est le dernier-né d’une lignée de robots destinés à aider les astronautes. Il y a d’abord eu Robonaut et Robonaut 2, des machines de plus en plus complexes et déclinées en multiples variations à jambes ou à roues. Robonaut 2 a même été envoyé dans la station spatiale internationale en 2011. Il a été ramené sur Terre en 2018 à bord d’une capsule Dragon et pourrait un jour repartir en orbite terrestre.

Valkyrie n’a pas encore de plans pour partir dans l’espace. Le robot a été conçu pour pouvoir aider des hommes sur Mars. On ne devrait donc pas avoir besoin de lui avant longtemps. Il a pourtant des caractéristiques qui en feraient un compagnon de travail idéal. Sa tête regroupe de très nombreux capteurs, caméras et micros qui s’assurent que le robot est toujours conscient de son environnement proche. Ses mains à quatre doigts sont recouvertes de capteurs de pression pour lui permettre de manipuler des objets avec la plus grande précision. Il peut être relié à une source électrique externe ou puiser dans sa batterie qui lui offre une heure d’autonomie.

Valkyrie n’ira peut-être jamais sur la planète Mars mais les robots qui accompagneront les hommes sur la planète rouge pourraient avoir la même silhouette. Si ces robots ressemblent à des êtres humains, ce n’est pas juste pour plaire aux amateurs de science-fiction. Cela permet d’éviter d’ajouter de la complexité à une mission. Ces robots doivent pouvoir travailler avec les mêmes outils que les humains, passer par les mêmes ouvertures, emprunter des escaliers, etc. Pour le moment l’apport des robots humanoïdes pour les missions spatiales reste très limité, mais la robotique est un domaine qui évolue vite. Cela pourrait donc être différent dans cinq à dix ans.

L’agence spatiale allemande développe un robot manipulateur polyvalent

— Actualités du 14 novembre 2017 —

Comme dans beaucoup d’autres secteurs, les robots prennent une place de plus en plus importante dans l’industrie spatiale. Parmi eux, les bras robotisés sont particulièrement appréciés par les astronautes. Le bras articulé Canadarm 2 et le bras articulé Dextre, qui sont tous les deux installés sur la station spatiale internationale, permettent par exemple d’effectuer des opérations de maintenance lourde sans devoir faire des sorties extravéhiculaires. Mais ces deux instruments commencent à vieillir et le domaine de la robotique évolue très vite. En Allemagne, le centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) vient de présenter un robot manipulateur extrêmement précis, pour l’industrie spatiale. Ce robot s’appelle Spacehand. Selon ses concepteurs, ses capacités dépassent celles d’une main humaine, avec ses 19 moteurs et plus 200 capteurs. C’est un robot anthropomorphe, c’est-à-dire qu’il imite la forme d’une main humaine. Cela lui offre l’avantage de pouvoir travailler sur presque toutes les tâches de manipulation qui seraient normalement réservées à un humain.

Le robot est équipé de deux systèmes de commandes. Il peut soit être programmé comme un robot classique, ou être contrôlé à l’aide d’un gant dont il peut reproduire les mouvements. Il a été dans un premier temps développé pour la mission RSGS dont le lancement est prévu pour le début de la décennie 2020. Le robot pourra ravitailler et réparer un satellite en orbite géostationnaire. En plus de cette mission, le robot Spacehand pourrait aider de nombreux autres projets. Dans toutes les missions habités, il pourrait être utile. Mais un tel robot pourrait aller encore plus loin, en ravitaillant, entretenant et pourquoi pas en assemblant des satellites modulaires, qui devraient être disponibles assez rapidement. Les deux technologies semblent se compléter à la perfection.

Etant donné les dangers associés au milieu spatial, il paraît logique de limiter au maximum les sorties humaines extravéhiculaires. On imagine facilement que d’ici une décennie ou deux, l’ensemble des opérations qui poussent les astronautes à sortir de leur station spatiale pourront être réalisés à moindre risque et à moindre coût par des robots. La présence humaine dans l’espace pourra alors entièrement être dédiée à la recherche scientifique et à la réalisation d’expériences. La performance croissante des robots devrait aussi se traduire par des capacités accrues dans l’exploration planétaire, voir l’exploitation des ressources spatiales.

Très peu de tâches nécessitent une présence humaine dans l’espace. Les coûts engendrés par la mise au point d’un milieu viable pour des humains seraient aussi bien investis dans la conception de robots capables de remplir les mêmes tâches. Mais le vol habité reste un symbole fort et les capacités qui l’accompagnent doivent être conservées et développées, si l’on souhaite un jour pouvoir envisager de coloniser d’autres planètes.

Image by NASA website.

Sources

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