Des rovers qui lévitent au-dessus de la Lune au lieu d’y rouler ?

Les rovers martiens Curiosity et Perseverance occupent une place très particulière dans le coeur des membres de la rédaction de Numerama. À force de suivre leurs aventures, relayées avec humour sur Twitter par les équipes de la Nasa, on a fini par les considérer comme des amis lointains à l’esprit aventurier (chacun a même son emoji personnalisé sur notre Slack). Les rovers spatiaux pourraient cependant adopter un design très différent de « Curi » et « Percy » à l’avenir.

Le magazine du Massachussets Institute of Technology (MIT) révèle ce 21 décembre qu’une équipe en son sein travaille sur un type d’engin radicalement différent de ce qui a été utilisé jusqu’à présent pour l’exploration spatiale : un rover qui lévite. L’idée peut ressembler à une lubie de cinéphiles un peu trop fans de Retour vers le futur. Mais elle n’a rien de farfelu en réalité. « Comme ils n’ont pas d’atmosphère, des corps célestes tels que la Lune ou des astéroïdes génèrent un champ électrique, explique le MIT. Sur la Lune, cette charge électrique en surface est suffisamment forte pour faire léviter de la poussière plus d’un mètre au dessus du sol. »

Léviter au-dessus de la Lune ou de gros astéroïdes

Exploiter cette particularité n’est cependant pas simple sur des corps plus volumineux que de petits astéroïdes, tels que des planètes, car la gravitation qu’ils génèrent a, à l’inverse, tendance à attirer l’objet vers le sol.

L’équipe du MIT a cependant eu une idée pour contourner ce problème. « En irradiant le sol avec des ions, le champs électrique de la surface peut être augmenté bien au-delà de sa valeur initiale, ce qui pourrait rendre la lévitation électrostatique possible sur des corps planétaires aussi gros que la Lune », indiquent les chercheurs dans leur étude publiée dans le numéro de novembre 2021 du Journal of Spacecraft and Rockets.

Le rover imaginé par les équipes du MIT a une forme « un peu rétro de soucoupe volante ». Il est doté de toutes petits buses, connectées à un réservoir rempli de liquide ionique — des sels fondus à basses températures. Lorsqu’un voltage est appliqué, les ions du liquide sont chargés et émis à travers les buses avec une certaine force. « C’est ce procédé qui permet d’irradier la surface et d’augmenter son champ électrique », explique le MIT.

L’équipe de chercheurs a testé ses estimations sur un tout petit prototype de 60 grammes faisant la taille de la paume d’une main. L’engin a été placé dans une chambre à vide, pour simuler l’absence d’atmosphère de la Lune et des astéroïdes. « L’équipe a découvert que les résultats de l’expérience correspondaient à leur simulations, ce qui leur donne des raisons de penser que leurs prévisions concernant la lévitation d’un rover sur l’astéroïde Psyche ou la Lune seraient réalistes », précise la publication du MIT.

Explorer les terrains les plus accidentés

Cette possible nouvelle voie est intéressante car l’exploration des objets célestes est complexe. Faire voler un hélicoptère au-dessus de Mars a par exemple constitué un grand défi technique. Les conditions de vol y sont, en effet, radicalement différentes de celles sur Terre. La pression équivaut par exemple à celle que l’on trouve à 30 km d’altitude sur Terre, une hauteur où les hélicoptères ne volent pas car il n’y a pas assez d’air.

Pour qu’Ingenuity parvienne à s’élever dans l’atmosphère extrêmement mince de Mars, il a ainsi fallu un hélicoptère particulièrement léger, autonome, et des pales spéciales effectuant une rotation dix fois plus rapide que la norme.

Les rovers terrestres tels que Perseverance et Curiosity qui sillonnent Mars sont, eux-aussi, confrontés à de nombreuses difficultés notamment les obstacles qu’il peuvent rencontrer au sol « Avec un rover capable de léviter, il n’y a plus d’inquiétudes à avoir au sujet d’une roue ou d’éléments mobiles. Même si vous explorez un astéroïde à la surface très irrégulière, tant que vous avez un mécanisme permettant de contrôler le flottement du rover, vous pourriez survoler des terrains accidentés, inexplorés », s’enthousiasme l’ingénieur Paulo Lozano, l’un des co-auteurs de l’étude.

Des rovers capables de léviter pourraient de ce fait constituer une troisième voie intéressante. Cela ne nous empêchera pas d’attendre avec impatience les découvertes et les cartes postales que nous font parvenir les robots terrestres traditionnels. Fin novembre, le rover martien Curiosity nous a encore envoyé deux superbes panoramas de la planète rouge. Et mi décembre, son « cousin » Perseverance y a trouvé des molécules organiques.