La modularité prend son essor à plus d’un titre dans l’exploration spatiale. La conception de la prochaine station spatiale « Lunar Gateway » est censée être modulaire, différents modules étant fournis par différentes organisations. Dans le but d'étendre cette réflexion aux rovers au sol, des chercheurs de l'agence spatiale allemande (DLR) ont développé une architecture dans laquelle un seul rover modulaire pourrait être responsable à la fois de l'exploration et du transport de charges utiles autour de la Lune ou de Mars. L'étude est publiée dans Acta Astronautique.
L'architecture elle-même est assez simple : utilisez un rover pour transporter des « charges utiles » spécialisées, qui utilisent toutes une connexion mécanique standardisée qui permet à l'électricité et aux fluides de circuler entre le rover et la charge utile. Cette connexion permet également au rover de tirer la charge utile là où elle est nécessaire et de la connecter à d’autres infrastructures de la zone. Les charges utiles peuvent varier en fonction des besoins. Il peut s'agir d'une alimentation électrique, d'une suite d'instruments scientifiques ou même d'accessoires de construction comme une pelle ou une pelle rétrocaveuse.
Un cas d’utilisation typique de ce type d’infrastructure est illustré par l’extraction d’eau sur la Lune. Les rovers, dérivés du concept TransRoPorter (TRP) initialement développé au DLR, seraient chargés de repérer les endroits où de la glace d'eau potentielle pourrait exister. Ils pourraient alors apporter l’équipement nécessaire, sous forme de charges utiles, sur toute glace qu’ils découvriraient. Ils pourraient également être utilisés pour déplacer la glace d’eau du site minier vers des endroits où elle pourrait être mieux utilisée, comme les usines de carburant pour fusées ou les habitats des astronautes.
Tout cela est beaucoup plus facile grâce à des connecteurs et des interfaces de communication et de contrôle standardisés. Cependant, la partie la plus importante de cette architecture étant peut-être les rovers eux-mêmes, le chercheur a donc décidé de simuler plusieurs configurations différentes de la manière dont les rovers pourraient se déplacer et interagir avec les charges utiles.
Tous les rovers étaient un système de locomotion « hybride » où les roues du rover sont placées au bout de longues jambes articulées. Cette configuration présente certains avantages par rapport aux systèmes hybrides alternatifs, tels que celui utilisé sur Curiosity. Le plus important peut-être dans le contexte de cette architecture est que la configuration TRP est plus rapide.
Dans la simulation, il y avait cependant beaucoup d’autres variables avec lesquelles jouer. L'un des plus importants était de savoir si les roues étaient contrôlées là où un côté entier se déplaçait ensemble (série) ou si une roue de chaque côté était contrôlée avec une autre (parallèle). D'autres variables incluaient la configuration des jambes elles-mêmes, la présence ou non d'une charge utile, ainsi que le type de pente et de surface sur laquelle le rover devait se déplacer.
Sur plus de 1 500 simulations, certains choix de conception critiques ont commencé à se démarquer. Il n’y avait pas de « gagnant » clair, car les choix représentaient des compromis. Des mesures telles que le couple de hanche et la garde au sol étaient les mesures les plus affectées par la configuration du rover, certaines provoquant des résultats inacceptables dans l'une ou l'autre de ces valeurs. La stabilité du système semblait relativement cohérente quels que soient les choix de conception, et la consommation électrique semblait varier le plus en fonction de la présence (ou de l'absence) d'une charge utile, quelle que soit la configuration du rover lui-même.
Cet article représente une nouvelle étape dans le développement de longue date des rovers à pattes du DLR pour l'exploration spatiale. Alors que les rovers commencent à être utilisés pour plus que la simple exploration et deviennent un aspect clé du travail d'infrastructure pour les nouvelles colonies hors du monde, il sera essentiel de comprendre la meilleure configuration pour une mise en œuvre donnée. Et la possibilité de basculer entre différentes configurations en fonction du contexte requis pourrait l’être encore plus. Même s'il n'est actuellement pas prévu de lancer ces rovers hors du monde, ils ont officiellement franchi une nouvelle étape pour être prêts lorsqu'ils seront finalement appelés à le faire.
