Robonaut R1: le projet ambitieux de robot astronaute de la NASA – Partie 1

Afin d’aider les astronautes dans l’accomplissement de tâches répétitives ou dangereuses, la NASA a souhaité développer un robot humanoïde. Baptisé Robonaut, il a connu plusieurs évolutions apportant chacune son lot d’innovations technologiques. Alors qu’un exemplaire de la deuxième version (R2) est en service dans l’ISS, il est intéressant de se pencher sur cette aventure. C’est ce que nous allons faire dans une suite d’articles, en commençant par le début…

LES CONSTATS À L’ORIGINE DU PROJET

Les missions spatiales ne sont pas de tout repos pour les astronautes. Le danger est partout. Les risques d’accidents mortels sont notamment décuplés lors des sorties extra-véhiculaires (EVA). Les sorties extra-véhiculaires consistent à sortir dans l’espace pour des missions d’assemblage ou de maintenance. Lorsqu’ils sont dans l’espace, les astronautes ne sont protégés que par leur seule combinaison spatiale. L’accident mortel est toujours possible, même si aucun ne s’est encore produit. Le risque de perforation de la combinaison est à prendre en compte. En cas de rupture du câble de liaison avec le véhicule spatial, un astronaute pourrait s’éloigner de la station sans pouvoir y revenir…

Astronaute en sortie extra-véhiculaire
Les sorties extra-véhiculaires sont dangereuses et éprouvantes pour les astronautes

De plus, les déplacements et les mouvements sont compliqués pour les astronautes en sortie extra-véhiculaire. L’absence de pesanteur, la rigidité de la combinaison, l’épaisseur des gants… De nombreuses contraintes rendent les moindres manipulations lentes et complexes. Or, si l’on peut limiter le nombre de sorties extra-véhiculaires, on ne peut pas les supprimer. On ne peut évidemment pas s’abstenir d’entretenir et de faire évoluer les stations spatiales! Et c’est sans compter les interventions non planifiées dictées par des situations d’urgence. Toutes ces problématiques se poseront aussi lors de missions spatiales d’exploration. En effet, lors de l’exploration de nouvelles planètes, les astronautes rencontreront certainement des dangers et des difficultés similaires.

UN PROJET INITIÉ DANS LES ANNÉES 90

La NASA a cherché un moyen de limiter les risques liés aux sorties extra-véhiculaires. C’est ainsi que l’agence spatiale américaine a pensé à créer un robot astronaute. La NASA a commencé à travailler en 1996 sur le projet avec la collaboration de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). Précisons que la DARPA est une agence du département U.S. de la défense. Son but est le développement de nouvelles technologies à usage militaire. L’objectif de la collaboration entre la NASA et la DARPA était de créer un robot hors du commun: Robonaut.

ROBONAUT R1: UN ROBOT HORS NORMES

Ce robot devait être capable d’assister des astronautes en effectuant des taches lors de sorties extravéhiculaires. Il était aussi envisagé que Robonaut puisse participer à l’exploration de planètes. Relever un tel défi impliquait de développer un robot capable de travailler avec la même dextérité qu’un astronaute entrainé. Le robot devait donc pouvoir évoluer sans encombres dans l’environnement hostile de l’espace… tout un programme! C’est au centre spatial Johnson à Houston (Texas) que des ingénieurs ont développé Robonaut, dont la première version a été produite en l’an 2000. Ce sont des ingénieurs de la DARPA et du département de robotique de la NASA qui y ont finalisé la première mouture.

Nommé logiquement « R1« , ce robot pouvait être piloté par téléprésence mais disposait d’une autonomie partielle. Il possédait un tronc humanoïde pouvant se fixer sur différents supports fixes ou mobiles. La multiplication des socles pouvant accueillir le robot anthropomorphique devait permettre l’adaptation à des missions variées. Robonaut devait aussi être capable d’utiliser les mêmes outils que les astronautes et d’effectuer les mêmes manipulations. Il était donc équipé de mains lui permettant de saisir et d’utiliser des objets. Les ingénieurs ont testé des variantes du robot pouvant se déplacer sur des surfaces planétaires en étant téléopérées. L’idée était de piloter Robonaut depuis un véhicule spatial en orbite autour d’une planète.

Robonaut R1 a été l’objet de tests et d’études sur le terrain de recherche et d’études technologiques de la NASA dans le désert de l’Arizona. Il n’a par contre jamais été envoyé dans l’espace.

UNE BASE CONFIGURABLE

L’une des plus importantes missions serait l’assistance des astronautes effectuant des sorties dans l’espace pour entretenir la Station Spatiale Internationale. Or les déplacements à l’extérieur de la station sont toujours problématiques. Pour les tests en vue de sorties extravéhiculaires, le robot a donc été doté d’une « jambe » dont le joli nom est « Zero-G Leg« . Cette jambe artificielle possède 7 degrés de liberté et son extrémité se termine par un « pied » de verrouillage. Ainsi le robot pouvait s’attacher aux prises WIF (les mains courantes) présentes à l’extérieur de la Station Spatiale Internationale. Il devait se déplacer avec ses bras et ses mains puis se fixer à la station avec son « pied » afin de ne pas risquer de dériver dans l’espace.

Parmi les autres bases possibles, il y avait la plateforme de mobilité robotique (RMP). Cette plateforme développée en 2013 consistait en fait en une base de gyropode Segway PT. En 2016, le Robonaut a été testé avec une base mobile à quatre roues, le Centaur 1.

UN ROBOT EN ÉVOLUTION CONSTANTE

Depuis l’an 2000, les ingénieurs travaillant sur le projet ont sans cesse apporté des améliorations au robot. D’autant plus que la NASA a bénéficié d’un partenariat de poids. En effet, s’intéressant aux expériences menées avec le premier Robonaut (R1), l’entreprise américaine Général Motors a exprimé en 2006 le souhait de participer au projet. L’idée du constructeur automobile était de développer un assistant robotique pouvant travailler avec les employés de ses usines de fabrication. GM pourrait ainsi utiliser les technologies étudiées pour rendre ses voitures plus sûres. C’est pourquoi en 2007 la NASA et GM on signé un accord pour travailler sur la deuxième version du Robonaut: R2. Si vous voulez en savoir plus sur R2, nous vous invitons à lire notre prochain article sur Robonaut.

Cyril Mottet

©univrobot

Crédit photo: NASA

Dernière mise à jour: 14 septembre 2018

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