Dans une étude récente repérée par Universe Today, des chercheurs ont présenté un concept de robot qui pourrait théoriquement permettre d’assembler de vastes structures, comme des télescopes de pointe, directement en orbite de la Terre. Une approche qui pourrait permettre aux astronomes de s’émanciper des limites logistiques qui commencent à peser sur leur discipline.
Depuis sa mise en service, le James Webb Space Telescope ne cesse de repousser les limites de l’astrophysique grâce à sa précision phénoménale. Ces capacités d’observation, il les doit majoritairement à ses capteurs infrarouges exceptionnellement performants. Mais ces derniers seraient fondamentalement inutiles sans l’immense miroir du télescope, cette fameuse couronne dorée qui permet à l’engin de rediriger la lumière vers ses instruments scientifiques.
Un problème de taille
Il s’agit du plus grand miroir principal jamais expédié dans l’espace, avec 6,5 mètres de diamètre — des proportions qui ont forcé ses concepteurs à redoubler d’ingéniosité. En effet, il n’existe aucune fusée capable d’embarquer une structure aussi volumineuse. Les ingénieurs donc été forcés de concevoir une surface capable de se replier sur elle-même, puis de se déployer une fois arrivée à destination. Un projet extrêmement complexe, connaissant le niveau de précision nécessaire pour que l’appareil puisse fonctionner correctement.
Mais voilà : pour percer les secrets les mieux gardés du cosmos, les chercheurs finiront forcément par avoir besoin d’observatoires encore plus performants… et donc encore plus grands que le Webb. Et la mise en orbite de tels mastodontes sera encore plus compliquée.
Pour l’illustrer, on peut se pencher sur le LUVOIR-B (anciennement Large Aperture Space Telescope), un projet de méga-télescope piloté par la NASA. Initialement, ses concepteurs avaient proposé de lui offrir un miroir principal au diamètre ahurissant de… 25 mètres, soit à peu près quatre fois plus que celui du Webb.
Depuis, ce chiffre a été revu à la baisse; si cet engin est effectivement construit un jour, il sera doté d’un miroir de 8 mètres – toujours énorme, mais bien plus modeste que la proposition originale. Mais d’ici quelques décennies, des engins extravagants de ce genre pourraient tout de même voir le jour, et on se retrouvera donc face à un immense défi logistique.
En effet, un miroir de 25 mètres serait si large et massif qu’il ne pourrait pas pu tenir dans la coiffe d’une fusée actuelle. Même replié comme le JWST, des engins comme Ariane 6 ou le Falcon Heavy de SpaceX auraient été tout simplement incapables de l’emporter en orbite. Certes, des véhicules comme le Starship pourraient théoriquement en être capables – mais il serait peut-être plus judicieux de miser sur une approche radicalement différente.
Les robots à la rescousse
C’est en tout cas l’avis d’une équipe de chercheurs affiliée à l’Université de Lincoln, aux Etats-Unis. Au lieu de construire ce genre d’engin sur Terre puis de le déployer dans un second temps, ils proposent de l’assembler directement en orbite, un peu comme nous l’avons déjà fait avec la Station spatiale internationale. La grande différence, c’est que la procédure serait entièrement automatisée grâce à une nouvelle génération de robots autonomes.
Dans leur papier de recherche, ils présentent un concept de robot appelé End-Over-End Walking Robot, ou E-Walker. Il se présente sous la forme d’un bras articulé à sept degrés de liberté, muni de deux extrémités polyvalentes qui lui permettraient de saisir différents types de composants et de se déplacer le long d’une grande structure.
L’idée des auteurs repose sur le déploiement d’une véritable armée de ces appareils. Ils seraient accompagnés de deux engins supplémentaires et indépendants. D’un côté, on trouve ce que les chercheurs appellent le SSC (Storage Spacecraft), une sorte de vaisseau cargo rempli d’éléments modulaires prêts à être assemblés. Les E-Walkers pourraient donc aller y piocher les composants dont ils ont besoin, puis les installer à l’endroit prévu. L’ensemble des opérations serait supervisé par un vaisseau mère appelé BSC (pour Base Spacecraft). Il servirait à la fois de relais de communication et de maître d’œuvre ; en pratique, son rôle serait de contrôler cette armada d’ouvriers robotiques et de coordonner les opérations.
Les chercheurs avancent qu’une architecture de ce genre serait parfaitement appropriée pour la construction d’un engin comme le LUVOIR, avec son immense miroir composé de 328 sous-unités réfléchissantes.
Un avant-goût d’une nouvelle ère
Plus largement, ils considèrent même que cette approche va vite devenir indispensable, à une époque où la complexité de l’infrastructure orbitale est en train d’augmenter très rapidement.
« La capacité d’assembler des systèmes complexes en orbite à l’aide d’un ou plusieurs robots sera une nécessité absolue pour soutenir un futur écosystème orbital résilient », écrivent les auteurs. « Dans les décennies à venir, de nouvelles structures orbitales beaucoup plus avancées que la Station spatiale internationale seront nécessaires pour la fabrication, l’entretien et le recyclage, mais aussi la logistique orbitale, l’énergie solaire spatiale (SBSP) et les activités astronomiques », précisent-ils.
Les auteurs insistent sur le fait que leur papier repose largement sur des théories et des pronostics relatifs à la direction que l’aérospatiale va emprunter sur les prochaines années. Le concept qu’ils mettent en avant va donc devoir être largement affiné avant de se concrétiser. Mais il repose néanmoins sur des bases solides ; de nombreux spécialistes ont déjà affirmé que des technologies de ce genre seraient nécessaires pour faire passer l’exploration spatiale dans une nouvelle dimension.
Il s’agit donc d’une contribution très intéressante, car ce papier participe à dessiner les contours de cette nouvelle ère. Il sera fascinant de garder un œil sur l’E-Walker, mais aussi sur tous les autres projets du même type qui vont sans doute jouer un rôle clé dans la grande aventure spatiale de l’humanité.
Le texte de l’étude est disponibe ici.
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