La NASA développe une technologie qui pourrait permettre la navigation autonome de futurs drones sous-marins étudiant les océans souterrains sur des lunes glacées comme Europa de Jupiter. L'agence travaille sur l'intelligence artificielle (IA) qui permettrait aux submersibles de prendre leurs propres décisions lors de l'exploration des mondes aquatiques extraterrestres.

Les missions d'exploration spatiale et les observations astronomiques de ces dernières années ont montré que notre système solaire est abondant en eau et pourrait abriter au moins plusieurs océans liquides souterrains. La communauté scientifique suppose que l'eau existe sous la croûte d'Europe, ainsi que sur d'autres lunes glacées comme Dioné et Ganymède de Saturne. Des preuves convaincantes d'océans cachés sur les planètes naines Cérès et Pluton ont également été présentées récemment, prouvant que de nombreux mystères peuvent se trouver au plus profond de ces corps célestes glacials, attendant d'être découvert par les explorateurs robotiques sous-marins.

La NASA est consciente des défis émergents auxquels elle doit faire face si elle veut explorer avec succès les océans souterrains d'Europe et d'autres mondes glacés. De tels drones sous-marins se concentreraient sur la recherche de la vie microbienne dans cet environnement hostile, ce qui entrave fortement les communications nominales avec le contrôle de mission sur Terre. Par conséquent, l'enjeu est de développer une grande autonomie, des sondes de type sous-marin capables de prendre elles-mêmes des décisions en temps réel afin de poursuivre l'exploration et la recherche sans interruption.

« En fonction du concept de mission exact à l'étude, les véhicules sous-marins autonomes explorant les mondes océaniques devront fonctionner de manière autonome pendant des jours, voire des mois. Dans ce délai, ils doivent gérer leurs propres ressources, explorer un environnement largement méconnu, y compris la navigation vers et depuis un point d'insertion unique qui sert également de lien de communication avec le monde extérieur, " Steve Chien du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA a déclaré à Astrowatch.net.

Chien dirige le groupe Intelligence Artificielle au JPL, qui développe actuellement l'IA pour les drones sous-marins. Du 26 août au 4 septembre, 2016, l'équipe a testé une flotte de drones coordonnés dans la baie de Monterey, Californie, dans le but de détecter les changements de température et de salinité.

La flotte testée comprend trois véhicules sous-marins autonomes (AUV), deux planeurs océaniques, et un AUV longue portée de classe Tethys. Le système est complété par une résolution de 300 mètres ROMS (Regional Ocean Modeling System) surface libre, suivi de terrain, modèle océanique à équations primitives développé spécialement pour ce projet, et une suite de logiciels de planification. Le logiciel identifie l'emplacement de cibles scientifiques spécifiques sur la base de la sortie ROMS et détermine de manière autonome la stratégie d'échantillonnage optimale pour un ensemble hétérogène de véhicules autonomes.

Lors des tests de l'année dernière, la flotte de ces six petits submersibles a senti comment l'océan a changé activement autour d'eux, ce qui est essentiel pour le développement de systèmes de navigation autonomes. Les planeurs ont été déployés au début de l'été pour fournir plus d'un mois de données avant le programme intensif sur le terrain.

Ces tests faisaient partie des efforts continus de l'équipe pour concevoir et planifier les futurs véhicules autonomes en mettant l'accent sur le raffinement et la démonstration des technologies d'IA. La prochaine série de tests est prévue pour le printemps 2017.

« Nous développons des concepts de mission et développons certaines des technologies nécessaires ainsi que des démonstrations de technologies aux analogues de la Terre et aux problèmes des sciences de la Terre, " dit Chien.

Étant donné que l'objectif principal des futurs drones sous-marins explorant les océans souterrains serait de rechercher des formes de vie microbiennes, Chien propose que les sondes se concentrent sur la recherche de fissures à la surface d'une planète connues sous le nom de cheminées hydrothermales. Ces fonctionnalités, que l'on trouve couramment dans les bassins océaniques, sont perçus comme des environnements potentiellement propices à la vie en raison des émissions d'eau chauffée par géothermie. Par ailleurs, une caractérisation plus générale d'un tel monde aquatique souterrain extraterrestre est également nécessaire, car ceux-ci représentent des royaumes totalement inconnus et inexplorés.

L'équipe est convaincue que leur projet fournira un cadre pour la conception de missions robotiques dans des océans recouverts de glace extraterrestre.

« La grande majorité de l'exploration spatiale est menée par des sondes robotiques. Augmenter l'autonomie dans les missions futures est essentiel à la fois pour augmenter l'efficacité de l'exploration spatiale ainsi que pour explorer plus loin, environnements difficiles, tels que les océans sous-glace, " a conclu Chien.