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Comment ce « sac à dos » aidera les astronautes à explorer la Lune

Crédits : NASA/Michael Zanetti

Imaginez une expédition dans un environnement totalement inexploré où les randonneurs auraient la possibilité de générer une carte 3D en temps réel du terrain. Les chercheurs de la NASA et leurs partenaires industriels développent actuellement un tel système de cartographie par télédétection. Il aidera les futurs astronautes à se déplacer sur la Lune.

La NASA prévoit d’envoyer des humains sur la Lune dans le cadre de son programme Artemis. La première mission habitée est prévue pour 2025 ou 2026. D’autres suivront derrière, le but étant de s’installer durablement sur notre satellite. L’agence américaine propose de s’établir au niveau du pôle sud lunaire où de nombreux gisements de glace d’eau pourraient être exploités.

Pour aider les futurs astronautes d’Artemis à se déplacer sur la Lune, la NASA dispose de cartes haute définition de la surface, toutes capturées depuis l’orbite. Cependant, ces relevés pourraient ne pas être suffisants dans le cadre d’une véritable exploration à long terme sur le terrain. C’est pourquoi la NASA développe le sac à dos Kinematic Navigation and Cartography (KNaCK).

Un véritable appui pour les astronautes

Ce système portable utilisera une technologie lidar dite « à onde continue à modulation de fréquence (FMCW)« , afin de fournir une vitesse et une portée Doppler pour des millions de points de mesure par seconde. « Ces points de mesure créeront instantanément un système de navigation en temps réel, fournissant à l’explorateur un « nuage de points » 3D ou une carte haute résolution du terrain environnant« , détaille la NASA.

Ce sac à dos sera particulièrement avantageux dans des conditions de faible éclairage telles que celles que les astronautes rencontreront près du pôle sud. Le travail du KNAcK placera non seulement les caractéristiques locales dans un contexte géologique plus large, mais contribuera également à la sécurité des astronautes. Le sac à dos affichera en effet les distances réelles par rapport aux points de repère. Or, nous savons que les évaluations de distances avaient particulièrement dérouté les astronautes du programme Apollo.

D’après la NASA, ce sac à dos pourrait même marquer des éléments sur lesquels les astronautes pourront revenir plus tard, un peu comme nous pourrions le faire avec nos satellites GPS sur Terre.

Le système KNaCK a récemment été testé sur le terrain. Les chercheurs s’en sont notamment servis pour explorer un ancien cratère volcanique à Kilbourne Hole, au Nouveau-Mexique.

sac à dos artemis lune
KNacK peut combiner une vidéo HD (en haut à gauche) avec des données de télémétrie lidar (en haut à droite), ainsi que des données de vitesse lidar Doppler. Elles donnent toutes différents flux de données montrant un drone atterrissant dans le désert. Crédits : NASA

Pour l’heure, ce n’est encore qu’un prototype. Les ingénieurs de la NASA devront encore travailler dans le but de miniaturiser le système qui pèse actuellement 18 kilos. Enfin, l’électronique n’est pas encore assez solide pour résister au rayonnement solaire ou aux conditions de gravité lunaire.