La NASA prépare déjà la prochaine génération de véhicules d’exploration planétaire. Dans le désert de Californie, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory testent actuellement un prototype baptisé Ernest (enfin ERNEST pour Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain mais c'est moins glamour). Il s'agit d'un rover expérimental capable de franchir des obstacles complexes tout en prenant davantage de décisions de manière autonome. À terme, les technologies développées pour ce véhicule pourraient permettre d’explorer des régions de la Lune ou de Mars jusqu’ici considérées comme inaccessibles.
Un rover pensé pour aller plus loin et plus vite
À première vue, ERNEST ne ressemble pas aux célèbres rovers martiens Curiosity ou Perseverance. Long d’environ 1,20 mètre, il dispose de quatre roues motrices indépendantes et d’un système de suspension particulièrement sophistiqué.
Lors d’une récente campagne d’essais menée dans le désert du Colorado, le rover a parcouru près de 26 kilomètres en 37 heures de déplacement réparties sur une semaine de tests. Sa vitesse maximale a atteint environ 1 km/h, ce qui représente près de dix fois celle à laquelle évoluent actuellement Curiosity ou Perseverance lorsqu’ils doivent naviguer de manière autonome.
Pour les équipes, il faut avant tout développer un véhicule capable de parcourir de très longues distances sur la Lune tout en conservant un haut niveau de sécurité.On pourrait imaginer un véritable road trip scientifique à travers la Lune ou Mars avec un véhicule de ce type, explique James Keane, spécialiste des missions lunaires au sein du JPL.
Une suspension capable de franchir des obstacles inédits
L’une des principales innovations d’ERNEST réside dans son système de mobilité. Depuis le rover Sojourner en 1997, la NASA utilise une architecture baptisée rocker-bogie, particulièrement efficace pour maintenir la stabilité sur des terrains accidentés. ERNEST va encore plus loin grâce à une suspension active capable de modifier en permanence la répartition du poids sur ses roues.
Le rover peut ainsi adopter plusieurs modes de déplacement. Selon la nature du terrain, il peut littéralement se tortiller (si si), escalader des obstacles ou encore avancer latéralement. Ses quatre roues directionnelles lui permettent même de se déplacer dans presque toutes les directions.
Autre particularité : il peut basculer entre un mode actif très performant pour les terrains difficiles et un mode passif plus classique qui consomme moins d’énergie. Selon Hari Nayar, responsable du projet, l’équipe est partie d’une question simple : pouvait-on concevoir un système de mobilité plus performant que ceux utilisés depuis trente ans sur les rovers planétaires ?
L’intelligence artificielle au volant
La mécanique n’est toutefois qu’une partie de l’équation. Pour permettre au rover de prendre davantage de décisions seul, les ingénieurs ont recours à l’apprentissage par renforcement, une technique d’intelligence artificielle dans laquelle le robot apprend à résoudre des problèmes en interagissant avec son environnement.
Avant de sortir dans le désert, ERNEST a passé des mois dans un environnement virtuel reproduisant fidèlement son comportement physique. Des milliers d’heures de simulations ont été exécutées sur des supercalculateurs afin d’entraîner ses algorithmes à réagir face à toutes sortes d’obstacles.
Une fois cet entraînement terminé, les ingénieurs ont construit un véritable parcours d’essai dans le Mars Yard du JPL, un terrain extérieur reproduisant les conditions rencontrées sur d’autres planètes. Le rover y a affronté des dunes, des amas rocheux, des marches et des pentes abruptes, tout en choisissant lui-même la meilleure stratégie pour progresser.
Préparer les futures missions lunaires
Les travaux sur ERNEST ont débuté en 2022 grâce à des financements internes du JPL avant d’être soutenus par plusieurs programmes de la NASA consacrés à l’exploration lunaire et martienne. À terme, ces technologies pourraient être intégrées dans de futures missions scientifiques amenées à explorer des cratères lunaires, des falaises martiennes ou d’autres régions aujourd’hui hors de portée des rovers actuels.
Les ingénieurs souhaitent désormais combiner les capacités de mobilité du rover avec des systèmes de navigation à longue distance encore plus avancés. L’objectif est que le véhicule puisse non seulement franchir des obstacles complexes, mais aussi planifier de manière autonome les itinéraires les plus efficaces en évitant les zones dangereuses.
Qu’en penser ?
ERNEST illustre parfaitement l’évolution des priorités de la NASA. Après avoir démontré qu’il était possible d’envoyer des robots sur Mars pendant plusieurs années, l’agence cherche désormais à augmenter considérablement leur rayon d’action et leur autonomie. La combinaison d’une mobilité beaucoup plus avancée et de l’intelligence artificielle pourrait ouvrir la voie à des missions d’exploration bien plus ambitieuses. Si les essais se poursuivent avec succès, les futurs rovers lunaires pourraient ressembler davantage à des explorateurs autonomes capables de parcourir des dizaines de kilomètres qu'aux véhicules relativement prudents que nous connaissons aujourd’hui sur Mars.
