De l'espace à la Terre : comment un astronaute de l'ISS actionnait des robots au sol

Les agences spatiales réfléchissent souvent au problème du contrôle des engins spatiaux depuis le sol, mais il est parfois utile de pouvoir également envoyer des commandes dans l'autre sens : pour que les astronautes dans l'espace puissent contrôler les robots sur Terre. C'est l'idée derrière une série de tests "Surface Avatar" effectués sur la Station spatiale internationale (ISS) pour tester la méthode appelée télérobotique.

Un test a été réalisé en 2023 par l'astronaute de la NASA Frank Rubio, positionné dans le module Columbus de la station. Il était capable de contrôler trois robots situés dans le Centre aérospatial allemand (DLR), près de Munich.

Rubio contrôlait le trio de robots pour effectuer une tâche similaire à celle que les astronautes pourraient devoir accomplir lors d'une mission sur la Lune. Il a conduit les robots à retirer un instrument appelé sismomètre, qui détecte les vibrations souterraines d'un atterrisseur lunaire, et à le placer sur le sol, là où il devrait être situé pour faire son travail et détecter les tremblements de lune.

L’idée n’était pas seulement de tester l’aspect communication mais aussi de voir comment un contrôleur humain peut travailler aux côtés de robots disposant d’une certaine autonomie.

"Avec Surface Avatar, nous combinons une approche de téléopération directe avec une autonomie supervisée pour contrôler plusieurs actifs robotiques afin d'accomplir des tâches complexes : imaginez un chantier de construction sur Terre, où une grue pourrait travailler aux côtés d'un bulldozer ou d'une excavatrice pour accomplir une tâche importante, " a déclaré le directeur du laboratoire d'interaction humain-robot de l'Agence spatiale européenne, Thomas Krueger.

Lors du test récent, Frank Rubio contrôlait les robots en équipe : un bras d'atterrissage robotique, un robot humanoïde nommé Rollin' Justin et un rover nommé Interact. La variété des formes et des outils du robot a permis à Rubio d'effectuer des opérations complexes pendant le test, comme retirer une goupille coincée ou passer sur un tube d'échantillon à placer dans un atterrisseur.

D'autres tests sont prévus dans la série, l'astronaute danois Andreas Mogensen étant prêt à faire fonctionner plusieurs robots depuis l'ISS une fois arrivé là-bas. Cela l'inclura à utiliser le même robot humanoïde et un robot « chien » que les ingénieurs ont nommé Bert.

Ce futur test impliquera Mogensen agissant en tant que directeur du groupe, envoyant des commandes à chaque robot pour effectuer une tâche particulière pendant qu'il supervise la mission depuis l'ISS. Le système utilise des entrées telles qu'un joystick qui fournit un retour de résistance pour aider l'opérateur à ressentir les forces de gravité.

Les robots sont équipés de caméras qui renvoient des images et des vidéos à l'ISS. Bien qu'il y ait un court délai de communication d'environ 800 millisecondes entre la Terre et l'ISS, cela ne suffit pas à poser un problème pour les opérations en temps quasi réel.

Les créateurs du test aiment garder secrets les détails exacts du travail que l'astronaute et les robots effectueront afin qu'ils puissent voir comment ils réagissent aux nouveaux défis et si l'équipe peut s'adapter à des situations changeantes - comme ils devraient le faire. une vraie mission.

L’utilisation de la télérobotique par les astronautes est vitale pour les futures missions, notamment vers la Lune. En raison du délai de communication de plusieurs minutes entre la Terre et la Lune, les contrôleurs au sol ne peuvent pas contrôler les robots sur la Lune en temps réel. L’idée est que les astronautes pourraient par exemple se trouver dans un vaisseau spatial en orbite autour de la Lune, puis envoyer des robots explorateurs à la surface et les contrôler pour effectuer des tâches telles que la collecte d’échantillons scientifiques.

Le même principe pourrait être appliqué à des environnements plus extrêmes, comme Mars ou encore d’autres corps planétaires. Cela serait particulièrement utile pour les environnements qui pourraient être potentiellement dangereux pour les astronautes humains en raison de facteurs tels que la température, les radiations ou les conditions météorologiques, auxquels les robots pourraient mieux résister.

"Nous sommes ravis de faire un pas de plus vers l'offre aux astronautes et aux experts sur Terre d'un large éventail de possibilités pour commander et gérer des équipes de différents robots dans l'espace", a déclaré le chercheur principal du projet, Neal Y. Lii du DLR Institute of Robotique et mécatronique. "Nous pourrons utiliser nos robots en surface comme avatars physiques et collègues intelligents pour exécuter des tâches toujours plus complexes."