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Avatar - Explore

Mars, cette planète aride, est caractérisée par un sol poussiéreux rouge-orangé, des roches éparses et des cannelures anciennes. Personne, c'est-à-dire aucun humain, n'a foulé à ce jour la surface de cette planète impitoyable et hostile. Parcourant ce terrain inhospitalier, contournant des pierres saillantes et des cratères béants, un petit rover à quatre roues, ayant l'allure d'un jouet, sonde le sol à la recherche d'une source géothermique. Aidé à distance par un astronaute en orbite autour de la planète rouge, le rover travaille de façon autonome. Il s'agit du pionnier parfait pour un environnement hostile de ce genre.

Seule ombre au tableau, ce paysage martien en est un simulé. Il s'agit en fait du Terrain d'émulation de Mars (TEM) situé sur le site de l'Agence spatiale canadienne (ASC) à Saint-Hubert, au Québec. L'astronaute qui communiquera avec le rover sera en orbite autour de la Terre, à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Le rover, affectueusement appelé « Red », et le TEM, ont le tiers de la taille réelle des objets qu'ils représentent. Ils font partie de l'expérience Avatar EXPLORE, un projet élaboré par l'équipe des Technologies spatiales de l'ASC.

Avatar EXPLORE est la deuxième d'une série d'expériences visant le développement et la mise à l'essai de techniques de communication à distance entre des opérateurs humains et des robots dans le contexte de l'exploration spatiale. L'expérience Avatar promet de faire progresser les protocoles opérationnels et de faire évoluer les logiciels de communication et d'exploitation autonome de robots mis au point par l'ASC.

Au cours de la mission Expedition 20/21, lancée le 27 mai 2009, l'astronaute canadien Robert Thirsk fera fonctionner à distance depuis l'ISS le robot mobile Red situé sur le terrain simulant le sol martien à l'ASC. L'objectif est de guider le rover jusqu'à une source thermique dissimulée dans l'environnement martien simulé. Dans la vraie vie, cette source pourrait être du méthane, un filon d'opale ou une entité géologique unique. Mais, pour simplifier l'expérience, l'équipe du projet Avatar a décidé de simuler une source géothermique.

Les contraintes au chapitre des communications constituent le défi principal de cette expérience. Les échanges de fichiers s'effectuent seulement quelques fois par jour et, pour ce faire, on utilise une bande de communication relativement étroite pour simuler les opérations planétaires. Toutes les interactions sont donc obligatoirement en mode différé. Le Dr Robert Thirsk analyse les fichiers de télémesure envoyés par le robot Red et prépare un fichier de commandes qui est transmis au sol. Lorsque que Red reçoit ce fichier, il l'ouvre et exécute ce qu'on lui demande de faire. Toutes les données acquises lors de l'exécution sont enregistrées puis retransmises au Dr Thirsk qui procède à une réitération du processus.

Le Dr Thirsk évaluera les données au moyen d'une interface graphique sur un ordinateur portable. Cette interface comprend une carte du TEM et permet d'afficher l'emplacement du rover. Red transmettra une image panoramique (360 degrés) de son environnement, laquelle permettra de créer une reproduction visuelle en trois dimensions du terrain environnant. Robert Thirsk analysera ces données et désignera des zones d'exclusion au rover, c'est-à-dire des zones qui pourraient présenter des risques pour le robot mobile. Red effectuera ensuite de nombreux balayages laser et captera plusieurs images afin de localiser la source de chaleur. Le rover exécutera ces tâches en autonomie complète tout en évitant les zones d'exclusion. Les données de balayage seront intégrées dans une image composite constituée de données topographiques 3D et d'images thermiques 2D. Le Dr Thirsk mettra au point des stratégies en fonction de ces données et, comme s'il jouait une partie de « Touché-coulé » de haute technologie, il éloignera Red des dangers et le rapprochera de la source thermale par pure déduction.

Plus l'être humain s'avancera vers les confins du Système solaire, plus il devra s'en remettre aux robots pour atteindre les cibles difficiles d'accès. La simulation martienne réalisée dans le cadre de l'expérience Avatar deviendra un jour réalité. En fournissant dès maintenant de l'expertise et des technologies canadiennes, nous améliorons notre capacité à jouer un rôle dynamique de premier plan dans le cadre des futures missions d'exploration de l'espace.