Des chercheurs ont conçu un robot marcheur à la pointe de la technologie qui pourrait révolutionner les grands projets de construction dans l’espace. Ils ont testé la faisabilité du robot pour l’assemblage dans l’espace d’un télescope spatial à grande ouverture de 25 m. Ils présentent leurs découvertes dans Frontières de la robotique et de l’IA. Un prototype réduit du robot s’est également révélé prometteur pour de grandes applications de construction sur Terre.
La maintenance et l’entretien des grandes constructions ne sont nulle part plus nécessaires que dans l’espace, où les conditions sont extrêmes et la technologie humaine a une courte durée de vie. Les activités extravéhiculaires (activités effectuées par un astronaute à l’extérieur d’un vaisseau spatial), la robotique et les solutions de systèmes autonomes ont été utiles pour les missions d’entretien et de maintenance et ont aidé la communauté spatiale à mener des recherches révolutionnaires sur diverses missions spatiales. Les progrès de la robotique et des systèmes autonomes facilitent une multitude de services dans l’espace. Cela inclut, mais sans s’y limiter, la fabrication, l’assemblage, la maintenance, l’astronomie, l’observation de la Terre et l’enlèvement des débris.
Avec les innombrables risques encourus, il ne suffit pas de compter uniquement sur des constructeurs humains et les technologies actuelles deviennent obsolètes.
“Nous devons introduire une technologie durable et futuriste pour soutenir l’écosystème orbital actuel et en pleine croissance”, a expliqué l’auteur correspondant Manu Nair, doctorant à l’Université de Lincoln.
« À mesure que l’échelle des missions spatiales augmente, il y a un besoin d’infrastructures plus étendues en orbite. Les missions d’assemblage dans l’espace seraient l’une des principales responsabilités pour répondre à la demande croissante.
Dans leur article, Nair et ses collègues ont présenté un système robotique de marche innovant et habile qui peut être utilisé pour des missions d’assemblage en orbite. Comme cas d’utilisation, les chercheurs ont testé le robot pour l’assemblage d’un télescope spatial à grande ouverture (LAST) de 25 m.
Assemblage de télescopes en orbite
Depuis le lancement du télescope spatial Hubble et de son successeur, le télescope spatial James Webb, la communauté spatiale n’a cessé d’évoluer vers le déploiement de télescopes plus récents et plus grands avec des ouvertures plus grandes (le diamètre de la région de collecte de lumière).
L’assemblage de tels télescopes, comme un LAST de 25 m, sur Terre n’est pas possible avec nos lanceurs actuels en raison de leur taille limitée. C’est pourquoi les grands télescopes doivent idéalement être assemblés dans l’espace (ou en orbite).
“La perspective de la mise en service en orbite d’un LAST a alimenté les intérêts scientifiques et commerciaux dans l’astronomie de l’espace lointain et l’observation de la Terre”, a déclaré Nair.
Pour assembler un télescope de cette ampleur dans l’espace, nous avons besoin des bons outils : « Bien que les candidats robotiques conventionnels marchant dans l’espace soient habiles, leur maniabilité est limitée. Par conséquent, il est important que les futures conceptions de robots marcheurs en orbite intègrent des fonctionnalités de mobilité pour offrir un accès à un espace de travail beaucoup plus grand sans compromettre la dextérité.
Robot E-Walker
Les chercheurs ont proposé un robot marcheur de bout en bout entièrement adroit à sept degrés de liberté (un système robotique à membres qui peut se déplacer le long d’une surface vers différents endroits pour effectuer des tâches avec sept degrés de capacités de mouvement), ou, en bref, un E-Walker.
Ils ont mené un exercice d’ingénierie de conception approfondi pour tester le robot pour ses capacités à assembler efficacement un LAST de 25 m en orbite. Le robot a été comparé au Canadarm2 existant et au bras robotique européen de la Station spatiale internationale. De plus, un prototype réduit pour les tests analogiques terrestres a été développé et un autre exercice d’ingénierie de conception a été effectué.
“Notre analyse montre que la conception innovante du E-Walker proposée s’avère polyvalente et constitue un candidat idéal pour les futures missions en orbite. L’E-Walker serait capable de prolonger le cycle de vie d’une mission en effectuant des missions de maintenance et d’entretien de routine après l’assemblage, dans l’espace », a expliqué Nair.
“L’analyse du prototype réduit l’identifie comme étant également un candidat idéal pour les opérations d’entretien, de maintenance et d’assemblage sur Terre, telles que la réalisation de contrôles de maintenance réguliers sur les éoliennes.”
Pourtant, beaucoup reste à explorer. La recherche s’est limitée à l’analyse technique de conception d’un modèle grandeur nature et d’un prototype de l’E-Walker. Nair a expliqué : « Le travail de prototypage d’E-Walker est actuellement en cours à l’Université de Lincoln ; par conséquent, la vérification expérimentale et la validation seront publiées séparément.
Journal
Frontières de la robotique et de l’IA
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