Conception de sacs pour la recherche hors planète
Des équipements sensibles, des conditions météorologiques imprévisibles, des terrains volcaniques et des sacs à dos pour soutenir une équipe de scientifiques de la NASA sur le terrain, au milieu de tout cela. Voici comment tout cela s'est déroulé.
Vidéo par 100 Grade / Photos par Evan Dudley et Jenny Sathngam
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En 2016, une conversation entre Mark Falvai, concepteur de Mission Workshop , et Michael J. Miller, ingénieur à la NASA, a débouché sur la fabrication de sacs à dos sur mesure pour soutenir les analogues extravéhiculaires (EVA) simulés, ou les essais sur le terrain, du développement des opérations conceptuelles (ConOps) sur la façon de fusionner l'expertise dans des domaines tels que la géologie, la biologie et d'autres sciences connexes avec les équipes principalement aérospatiales et d'ingénierie dans les premières missions habitées vers Mars. La mission de la NASA à laquelle Miller a participé était BASALT, qui signifie Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (science des analogues biologiques associés aux terrains de lave). En d'autres termes, cette équipe cherche à répondre aux questions concernant les preuves potentielles de vie que l'on pourrait trouver dans les matériaux volcaniques de la géologie martienne. Par le biais de courriels, d'appels téléphoniques et d'une poignée de réunions, Falvai a travaillé sur ce qui était nécessaire pour transporter l'équipement de communication spécialisé de l'équipe BASALT de la NASA dans ses analogues. Ce dessin est l'esquisse publiée dans le rapport de Miller paru dans Astrobiology Magazine:
En utilisant le système modulaire Arkiv® et des idées tirées d'anciens carnets de croquis, Falvai a mis au point un nouveau système de harnais de sac à dos adaptable pour les recherches de BASALT. Le nouveau système modulaire de transport des télécommunications fournit un sac à dos adapté à chaque membre de l'équipe, permettant le démontage des réparations et l'accès au chargement efficace du système de télécommunications BASALT à l'intérieur.
La mission simulée comprenait trois équipes : les astronautes au sol (extravéhiculaires ou EVA), qui communiquaient en temps réel avec les astronautes à bord d'un vaisseau spatial en orbite (intravéhiculaires ou IVA), et le centre de contrôle de la mission sur Terre, où une équipe de scientifiques observait et analysait toutes les informations et vidéos recueillies par l'équipe EVA. Voici comment l'équipe a fonctionné (schéma ci-dessous : Lim et al., 2019)
Les sacs à dos étaient nécessaires pour accueillir trois rôles sur le terrain, chacun avec une couleur correspondante. Chaque sac à dos est adaptable à différentes tailles pour les différents membres de l'équipe. Les accessoires modulaires Arkiv® peuvent être échangés, même sur le terrain, afin de permettre une flexibilité maximale pendant la simulation d'EVA.
(Schéma ci-dessous : Lim et al., 2019)
"Les sacs devaient protéger les équipements électroniques sensibles chargés de relayer BASALT-OnSight : un outil immersif de modélisation du terrain en trois dimensions (3D), XR, HoloSkype : une technologie de RA qui permet de dessiner des annotations virtuelles au-dessus du monde réel par les membres d'équipage EV et IV et facilite la communication en temps réel, et HoloSEXTANT : une capacité de RA qui fournit une visualisation de navigation et de planification de trajectoire en temps réel superposée au monde physique pour les membres d'équipage EV." (Abercromby et al., 2020)
En novembre 2017, Mission Workshop a envoyé une équipe pour documenter le rôle du sac dans le test de terrain BASALT ConOps avec trois packs fabriqués en Dyneema™. L'équipe a fait preuve d'une hospitalité exceptionnelle en permettant à l'équipe d'accompagner BASALT dans la caldeira de Kilauea et en permettant à l'équipe MW d'interviewer des acteurs clés et d'observer leurs processus.
Dans un premier temps, l'équipe EVA documente un site d'intérêt en détail, puis le transmet au centre de contrôle de la mission, où les spécialistes peuvent voter sur les priorités ou les actions à entreprendre lors du deuxième passage sur ce site. Les priorités et les directives de l'équipe de contrôle de mission étaient ensuite traduites en instructions spécifiques pour l'équipe EVA par l'équipe IVA, dont la priorité absolue était la sécurité des astronautes. L'équipe IVA était la seule à communiquer directement et en temps réel avec l'équipe EVA au sol.
Ensuite, les membres de l'équipe changent de rôle et répètent le processus à plusieurs reprises afin de mettre en évidence toute inefficacité ou tout problème dans le processus prescrit, qu'ils présenteront à l'éventuelle équipe d'exploration au sol. Se déplaçant en circuit, l'équipe EVA recueille les échantillons qui lui sont demandés en se basant sur les informations fournies par les spécialistes sur Terre, en tenant compte du délai et en tirant le meilleur parti possible du séjour le plus coûteux et le plus risqué de l'humanité à ce jour.
Lorsque la mission Apollo 11 a recueilli des échantillons lunaires en 1969, les seuls hommes présents dans la salle étaient liés aux aspects techniques et aériens de la mission. Ces échantillons ont donné lieu à des décennies de recherche sur Terre. Mais qu'en serait-il si d'autres échantillons avaient été prélevés ? L'objectif de BASALT est de réunir ces spécialistes des matériaux et de la biologie sans compromettre la sécurité des astronautes qui se trouvent à 34 millions de kilomètres, tout en augmentant les chances d'obtenir le meilleur échantillon possible à des fins de recherche. Des recherches qui pourraient avoir une influence sur la politique martienne ou fournir des indices sur la formation du système solaire et au-delà.
Pour en savoir plus sur les recherches soutenues par ces packs, consultez le numéro spécial du magazine Astrobiology consacré au projet BASALT de la NASA ici.
Sources :
Abercromby, A. F., Eppler, D., Litaker, H. L., Abercrombie, S. P., Abercromby, A. F. J., Anandapadmanaban, E., Beaton, K. H., Berner, J., Bowersox, K., Brady, A. L., Carberry, C., Chappell, S. P., Davis, K., Deans, M., Drake, B. G., Frank, J. et Gaines, D. (2020, 17 juin). Mission enhancing capabilities for science-driven exploration extravehicular activity derived from the NASA Basalt Research Program. Planetary and Space Science. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063320300106
Lim, D. S. S., Abercromby, A. F. J., Kobs Nawotniak, S. E., Lees, D. S., Miller, M. J., Brady, A. L., & Miller, M. J. (2019, 6 mars). Le programme de recherche BASALT : Designing and Developing Mission Elements in Support of Human Scientific Exploration of Mars. Astrobiology Magazine. https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2018.1869
Miller, M. J., Miller, M. J., Santiago-Materese, D., Seibert, M. A., & Lim, D. S. S. (2019, 6 mars). Une architecture de télécommunication flexible pour l'exploration planétaire humaine basée sur l'analogue martien BASALT axé sur la science. Astrobiology Magazine. https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2018.1906
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