Parfois, l’exploration spatiale ne se déroule pas comme prévu. Mais même en cas d’échec, les ingénieurs peuvent apprendre, s’adapter et réessayer. L’un des meilleurs moyens d’y parvenir est de partager l’apprentissage et de permettre à d’autres de reproduire le travail qui n’aurait peut-être pas abouti, leur permettant ainsi de réessayer. Un groupe du Space Enabled Research Group du MIT, qui fait partie de son Media Lab, a récemment publié un article dans Avis sur les sciences spatiales qui décrit la conception et les résultats des tests d'une paire de capteurs passifs envoyés sur la lune à bord du malheureux rover Rashid-1.
Le rover, développé par le Centre spatial Mohammed bin Rashid (MBRSC) aux Émirats arabes unis (EAU), a été lancé à bord de la mission Hakuto-R 1, la première mission privée à la surface de la Lune, opérée par une start-up japonaise appelée iSpace. Lors de son lancement en décembre 2022, il a emprunté une route de transfert de faible énergie vers la Lune, pour finalement arriver à un « atterrissage brutal » lorsque ses capteurs ont estimé à tort qu'il avait déjà atterri alors qu'il passait au-dessus du bord d'un cratère et ont coupé ses moteurs, alors qu'il se trouvait encore à 5 km au-dessus de la surface.
Malgré cette erreur, de nombreuses technologies du rover Rashid-1 de 10 kg étaient de pointe – et les capteurs régolithes passifs appartenaient définitivement à cette catégorie, bien qu’ils soient simples de conception. Les deux capteurs, qui faisaient partie de l’expérience de détection d’adhésion/abrasion de matériaux (MAD) que le rover prévoyait de réaliser, ont été conçus pour être complètement passifs : sans énergie ni pièces mobiles. Les deux ont été conçus pour s’adapter physiquement aux roues du rover et utiliseraient une autre fonctionnalité du rover : sa caméra.
L'un des capteurs, connu sous le nom de Passive Regolith Sampler (PRS), était un plateau en aluminium recouvert d'une plaque comportant une série de trous perforés d'orientation et de tailles différentes. Il y en avait en fait deux sur le rover Rashid-1, un sur chaque roue avant. Au fur et à mesure que la roue sur laquelle il était fixé tournait, de petits échantillons de régolithe étaient déposés à travers les trous et sur le plateau. Son intention était de déterminer si l’espacement et la taille des trous avaient un impact significatif sur la collecte et la rétention des régolithes.
Même avec un capteur aussi passif, de nombreuses complications persistaient. Pour tester le capteur, au lieu d’une véritable roue de rover, les chercheurs ont simplement enfoncé le capteur dans un simulant de régolithe. Cependant, ils n'ont pas pu trouver d'informations statistiquement significatives sur la différence de taille ou d'espace créé, ils pensent donc qu'ils se sont trompés : enfoncer manuellement le capteur dans la terre n'est pas la même chose que le faire rouler sur une roue.
Ils ont finalement eu l'occasion de le tester sur une vraie roue, mais seulement après l'échec de la mission. L’équipe de recherche a eu accès à l’environnement bac à sable du MBRSC avec un simulant de régolithe lunaire, où elle a pu attacher son capteur à un modèle technique du rover pour le tester. Cependant, au moment de la publication de l’article, les résultats de cette expérience ne sont pas encore disponibles.
Cela pourrait s’expliquer en partie par la difficulté d’analyser les données du capteur. L'équipe d'ingénierie a dû utiliser des algorithmes avancés de traitement d'images, combinés à des « tables de recherche » simplifiées pour comprendre où se trouvait le soleil dans le ciel lunaire et comment cela pourrait affecter les ombres, et donc les résultats de l'expérience PRS. Bien que la méthodologie soit applicable quel que soit l’endroit sur la lune où le capteur atterrit, les tables de recherche devraient être ajustées en fonction de facteurs tels que la position et la période de l’année.
L'autre capteur, connu sous le nom de thermomètre à cire passif (PWT), dépendait également fortement de la caméra du rover et des algorithmes avancés de traitement d'image. Il a été conçu pour agir comme un thermomètre en abritant des capsules de différentes cires qui passeraient de solide à liquide à différentes températures.
Essentiellement, chaque échantillon de cire fournirait une vérification binaire oui/non indiquant s'il était inférieur ou supérieur à la température de fusion de la cire. Étant donné que les cires ont été sélectionnées sur la base du fait qu’elles devenaient claires lorsqu’elles étaient liquides et opaques lorsqu’elles étaient solides, la caméra pouvait alors déterminer si l’un des échantillons était liquide à un moment donné.
Les cires sélectionnées ont été choisies pour lire entre 9°C (Pentadécane) et 87,5°C (Tetratetracontane). Les échantillons comprenaient également deux capsules de cire d’abeille naturelle et une capsule de cire de bougie disponible dans le commerce. À l'origine, cette expérience aurait pu constituer une opportunité de test idéale puisqu'une éclipse était attendue pendant la durée de la mission, lui permettant d'observer une baisse rapide et spectaculaire de la température, mais étant donné l'échec de la mission, cette opportunité a été perdue.
Mais le but de la publication de cet article est de s’assurer qu’il ne soit pas perdu à jamais. D’autres équipes de recherche peuvent se charger de mettre à jour et d’adapter ces deux capteurs simples et passifs pour les utiliser dans d’autres missions. C'est ainsi que la science (et l'ingénierie) progressent : en s'appuyant sur les épaules de ceux qui les ont précédés, malgré, ou peut-être même à cause des échecs qu'ils ont pu connaître en cours de route.
