Résumé :
Une équipe de recherche de l'Institut de technologie de Californie a annoncé une percée historique dans le domaine aérospatial. Un système d'assemblage spatial contrôlé de manière autonome par un robot a réalisé avec succès une tâche de construction de structure en orbite, devenant ainsi le premier cas dans l'histoire de l'humanité de construction autonome d'une structure dans l'espace sans la participation d'astronautes. On s'attend à ce que cette réalisation change complètement la méthode de construction des futurs grands engins spatiaux, des télescopes spatiaux, des installations de communication et des systèmes spatiaux de production d'énergie solaire.
La mission a été développée par le California Institute of Technology et financée par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis dans le cadre du programme « NOM4D ». Le programme vise à explorer de nouvelles façons de fabriquer et d’assembler de grandes structures directement dans l’espace, échappant ainsi aux contraintes de taille imposées par l’espace de charge utile des fusées.
Le système effectuant la mission s'appelle ASTRA, ou projet "Autonomous Space Tension Reflector Assembly". Le système robotique est en orbite autour de la Terre depuis six mois, dans le but de construire un ensemble d'antennes réfléchissantes d'environ 1,4 mètre de diamètre. L'ensemble du dispositif est composé de tubes en fibres composites, de connecteurs en aluminium et d'un film réfléchissant Kapton léger.
Contrairement au recours traditionnel aux astronautes pour l'assemblage extravéhiculaire, ASTRA adopte un mode de fonctionnement totalement autonome. Le bras robotique saisira les tiges structurelles et les nœuds de connexion des dispositifs de stockage à proximité, puis les assemblera progressivement en unités structurelles répétées selon un processus prédéterminé, formant finalement un grand cadre en treillis.
Le chef de projet Sergio Pellegrino, professeur d'aérospatiale et de génie civil à Caltech, a déclaré que c'était la première fois que les humains parvenaient à construire de manière autonome des structures dans l'espace. Bien que les astronautes aient déjà effectué des travaux d'assemblage en dehors d'installations telles que la Station spatiale internationale, cette fois, toutes les opérations ont été réalisées de manière indépendante par des robots, sans aucune intervention humaine.
L'équipe de recherche a révélé qu'en raison de défis techniques et de contraintes de calendrier de mission, le robot n'a finalement pas été en mesure de terminer l'assemblage complet de l'ensemble des antennes et n'a construit que la partie initiale de la structure prédéterminée. Cependant, l’objectif le plus important de l’expérience n’est pas de terminer l’antenne elle-même, mais de vérifier si le concept d’assemblage autonome peut fonctionner dans un environnement spatial réel. À en juger par les résultats actuels, cet objectif a été atteint avec succès.
La DARPA décrit l'ensemble du processus d'assemblage comme la construction d'une version high-tech de jouets de construction dans l'espace. Cependant, les chercheurs ont souligné que permettre au robot d'effectuer avec précision chaque action en apesanteur, dans le vide et dans des changements de température extrêmes est bien plus compliqué que les expériences au sol. Toute légère erreur peut provoquer une instabilité structurelle ou des dommages aux composants.
En fait, le projet est passé par plusieurs étapes de développement. Au cours des deux premières phases, l'équipe de recherche a réalisé le plan de conception global et la vérification technique, et a prouvé la faisabilité du concept dans un environnement de laboratoire au sol. Par la suite, il leur a fallu moins de 12 mois pour achever la fabrication, les tests et la livraison de la charge utile du vol, et l’envoyer en orbite pour vérification sur le terrain.
Les chercheurs estiment que la valeur la plus importante de cette technologie à l'avenir réside dans le dépassement des limites de taille des carénages des fusées. Actuellement, tout équipement envoyé dans l’espace doit tenir dans l’espace intérieur du lanceur, ce qui impose des contraintes strictes sur l’échelle des grands télescopes, des plates-formes de communication et des installations de production d’énergie solaire. Et si les structures peuvent être construites directement en orbite, la taille des futures installations ne sera plus limitée par les conditions de lancement.
La DARPA a déclaré que l'objectif à long terme du projet NOM4D est de réaliser la construction de structures spatiales ultra-larges de plusieurs centaines de mètres, voire de kilomètres. L’échelle d’une telle installation dépasse de loin les capacités technologiques actuelles et pourrait être utilisée à l’avenir pour construire des télescopes d’observation de l’espace lointain de nouvelle génération, de grands réseaux d’antennes de communication et des réseaux spatiaux de production d’énergie solaire.
Pellegrino a souligné que cette technologie est non seulement adaptée à la recherche en astronomie et en astrophysique, mais qu'elle présente également un grand potentiel dans des domaines tels que les communications commerciales, l'énergie spatiale et la construction de futures bases lunaires. Par exemple, de très grands panneaux solaires peuvent collecter de l’énergie dans l’espace et la transmettre sans fil à la Terre, créant ainsi un nouveau modèle d’approvisionnement énergétique.
Les analystes estiment que même si la mission ASTRA n'a effectué qu'une vérification à petite échelle, elle marque la première étape officielle dans l'ère de la fabrication orbitale indépendante. À mesure que la robotique, l’intelligence artificielle et les matériaux avancés continuent de se développer, les humains pourraient à l’avenir ne plus compter sur la fabrication d’engins spatiaux complets sur Terre, mais plutôt construire directement des infrastructures plus grandes, plus complexes et plus puissantes dans l’espace.
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