Les robots explorateurs, de la Lune à Mars
D'un chariot lunaire piloté depuis la Terre à un hélicoptère qui a volé 72 fois sur Mars, un demi-siècle de robots a appris à se débrouiller de plus en plus seul, loin de tout.
Aucun être humain n'a jamais marché sur Mars, et pourtant on en connaît les dunes, les galets et les anciens lits de rivières mieux que bien des déserts terrestres. On le doit à une lignée de robots roulants, puis volants, de plus en plus autonomes. Leur histoire est celle d'une contrainte : plus la machine est loin, moins on peut la piloter à la main.
Lunokhod, le pionnier télécommandé
Le premier robot à rouler sur un autre astre est soviétique. Le 17 novembre 1970, la sonde Luna 17 dépose sur la Lune Lunokhod 1, un engin à huit roues qui ressemble à une baignoire couverte d'un couvercle. Une équipe le conduit depuis la Terre, image après image : à la distance de la Lune, le signal met un peu plus d'une seconde à faire le trajet, ce qui reste gérable pour un pilote attentif. Lunokhod 1 parcourt une dizaine de kilomètres et fonctionne pendant plusieurs mois, bien au-delà de ce qui était prévu.
Sojourner, Spirit et Opportunity : apprendre à attendre
Sur Mars, le pilotage direct est impossible : selon la position des deux planètes, un signal met de quelques minutes à plus de vingt minutes pour faire l'aller simple. Le 4 juillet 1997, la mission Mars Pathfinder se pose dans la région d'Ares Vallis, après avoir rebondi une quinzaine de fois sur des coussins gonflables. Elle libère Sojourner, un petit robot de 10,6 kilogrammes. On lui indique une destination, et il se charge seul d'éviter les cailloux en chemin. Il renvoie 550 images avant la fin de la mission, fin septembre 1997.
En janvier 2004, deux robots jumeaux bien plus grands arrivent sur Mars : Spirit le 3 janvier, Opportunity le 24. Ils étaient prévus pour 90 jours martiens. Spirit fonctionne jusqu'en 2010 et parcourt 7,7 kilomètres. Opportunity communique pour la dernière fois le 10 juin 2018, enseveli par une tempête de poussière qui couvre toute la planète, après avoir parcouru 45,16 kilomètres, un record pour un véhicule hors de la Terre. Leur grande découverte : les roches qu'ils ont examinées montrent que de l'eau est restée longtemps à la surface de Mars, il y a des milliards d'années.
Curiosity et Perseverance, des laboratoires sur roues
Avec Curiosity, posé le 6 août 2012 dans le cratère Gale, on change d'échelle : 899 kilogrammes, la taille d'une petite voiture, 17 caméras, un laser qui vaporise les roches à distance et une foreuse. Quatorze ans après son arrivée, il gravit toujours les pentes du mont Sharp en lisant les couches de roche comme les pages d'un livre d'histoire du climat martien.
Perseverance se pose le 18 février 2021 dans le cratère Jezero, un ancien lac. Sa mission principale est de prélever des échantillons de roches et de les sceller dans des tubes, en vue d'un éventuel retour sur Terre. Il a parcouru plus de 30 kilomètres. Ces robots récents ne se contentent plus d'éviter les obstacles : ils planifient une partie de leur trajet et peuvent choisir eux-mêmes certaines cibles d'observation, ce qui fait gagner de précieuses journées.
Ingenuity, l'audace d'un démonstrateur
Sous le ventre de Perseverance voyageait un passager clandestin d'1,8 kilogramme : l'hélicoptère Ingenuity. Le 19 avril 2021, il réalise le premier vol motorisé et contrôlé d'un engin sur une autre planète, dans une atmosphère environ cent fois moins dense que celle de la Terre. Il était conçu pour cinq vols d'essai en trente jours. Il en a effectué 72, en près de trois ans, pour un total d'environ deux heures de vol et 17 kilomètres parcourus, jusqu'à 24 mètres d'altitude. Son dernier vol, le 18 janvier 2024, a endommagé une ou plusieurs de ses pales, et la NASA a annoncé la fin de sa mission le 25 janvier. Chaque vol se déroulait sans aucune intervention humaine possible : trop rapide pour attendre la Terre, Ingenuity devait tout décider seul.
Et sur Terre ?
Les techniques mises au point pour ces robots ont essaimé. La navigation par caméras, qui permet de se repérer sans GPS, la planification de trajets en terrain inconnu ou le pilotage à distance malgré un délai servent aux robots d'inspection des centrales nucléaires, des mines, des plateformes en mer ou des zones sinistrées, et aux véhicules agricoles autonomes. La marche « Capitaine de Neuf Ans » (voir la marche F-INT-06) prolonge cette logique : elle vise le logiciel de décision d'une sonde qui ne pourra pas attendre près de neuf ans une réponse de la Terre, et dont les robots d'inspection de sites isolés hériteraient directement.
Un robot autour d'Alpha du Centaure ne pourra jamais demander conseil. Il faudra qu'il sache reconnaître seul ce qui mérite d'être observé, réparer ses propres erreurs et décider de ce qu'il envoie. Sojourner choisissait où poser ses roues ; la prochaine génération devra choisir ses questions.