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Les ingénieurs de la Nasa testent de nouvelles roues quasi incassable pour évoluer sur Mars

Crédits : Nasa / JPL

Pour évoluer sur Mars et d’autres corps du Système solaire, les ingénieurs de la NASA se doivent de penser à tout, même aux pneus. Ils développent actuellement de nouveaux matériaux capables de résister aux conditions extrêmes rencontrées sur place.

Les rovers, capables de circuler sur le sol, jouent un rôle essentiel dans l’exploration de Mars, chargés de valider sur le terrain les déductions tirées des observations des orbiteurs. C’est notamment le cas de Curiosity, qui évolue sur la surface martienne depuis un peu plus de 5 ans aujourd’hui. Le rover doit parcourir des terrains accidentés et un sol dont la consistance, parfois sableuse, peut conduire à l’enlisement du véhicule. Pour y parvenir il utilise, outre une suspension très spéciale, ses six roues, qui comportent à leur surface des cannelures pour une meilleure prise dans un sol mou ou sur des rochers présentant une face abrupte. Mais bien que très robustes, ces roues ne sont pas infaillibles.

En 2013, lors d’un examen de routine, la Nasa remarquait que celles-ci avaient en effet subi des déchirures. La Lune, ou Mars (et d’autres corps dans le Système solaire) présentent en effet des terrains compliqués. Dans le cas de la Lune, le problème principal est le régolithe (ou poussière de lune) qui recouvre la majeure partie de sa surface. Cette fine poussière est essentiellement constituée de morceaux de roche lunaire déchiquetés qui s’insèrent dans les moteurs et les composants de la machine. Sur Mars, la situation est légèrement différente, avec en plus des petits rochers pointus couvrant la majeure partie du terrain. Tournés vers l’avenir, les chercheurs du centre de recherche Glenn de la NASA comptent ainsi équiper les rovers de la prochaine génération d’un tout nouveau type de roue, en collaboration avec Goodyear. La Nasa espère aujourd’hui mettre au point une version plus durable et plus flexible, qui pourrait bien révolutionner le futur de l’exploration spatiale.

Cette nouvelle « technologie » se base sur le « Spring Tire », qui fut l’œuvre de l’ingénieur en recherche mécanique Vivake Asnani, qui travailla en étroite collaboration avec Goodyear dans les années 2000. Le principe reposait alors sur un pneu airless, composé de centaines de fils d’acier enroulés, tissés en un maillage flexible. Ceci, non seulement, assurait une certaine légèreté, mais permettait également aux pneus de soutenir des charges élevées tout en se conformant au terrain. Pour voir comment le « Spring Tire » se comporterait sur Mars, les ingénieurs du Centre de recherche Glenn de la Nasa ont commencé à tester ces pneus dans le laboratoire Slope, les menant à travers un parcours d’obstacles qui simulait l’environnement martien. Alors que les pneus se comportaient généralement bien dans du sable simulé, ils ont en revanche rencontré des problèmes lorsque le treillis métallique s’est déformé après avoir franchi des roches déchiquetées.

Crédits : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont alors discuté des alternatives possibles. Avec le temps, ils ont convenu que les fils d’acier devraient être remplacés par du nickel titane, un alliage à mémoire de forme. La clé de ces alliages est leur structure atomique, assemblée de telle sorte que le matériau « se souvient » de sa forme originale, pour qu’il puisse y revenir après avoir été soumis à une déformation. Testés dans l’installation d’essai Mars Life, les pneus se sont non seulement bien comportés dans le sable martien simulé, mais ils ont aussi été capables de résister aux affleurements rocheux. Même après que les pneus aient été déformés jusqu’à leurs essieux, ils ont ensuite pu revenir à leur forme originelle. Ils ont également réussi à le faire tout en transportant une charge utile importante, ce qui est une autre condition préalable au développement de pneus pour les véhicules d’exploration spatiale.

Ces nouveaux pneus seront notamment utilisés dans quelques années, pour la mission Mars 2020 de la Nasa, où un nouveau rover sera envoyé à la surface de la planète rouge. Une fois sur place, celui-ci reprendra là où Curiosity et d’autres rovers se sont arrêtés, cherchant des signes de vie dans l’environnement hostile de Mars. Le rover est également chargé de préparer des échantillons qui seront finalement renvoyés sur Terre par une mission avec équipage, qui devrait avoir lieu dans les années 2030.

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