Quand les scientifiques contrôlent le rover martien Curiosity, le délai entre la décision d'examiner une roche et la récupération des données brutes du rover est d'un jour au minimum, en raison du délai d'envoi d'une commande et d'obtention d'une réponse du rover. Mais les astronautes-scientifiques en orbite martienne pourraient un jour contrôler, en temps réel, atterrisseurs télérobotiques, les vagabonds, et d'autres substituts sur toute la surface martienne. Crédit :NASA/JPL-Caltech/MSSS
Lorsque les astronautes d'Apollo sur la Lune ont parlé avec Mission Control sur Terre, il y avait un écart de temps notable entre une déclaration de Tranquility Base et sa reconnaissance immédiate de Houston. L'écart a duré près de trois secondes, ou dix fois plus longtemps que les temps de réaction humains ne le représenteraient.
Que se passait-il? La réponse est simple :l'espace. La Lune orbite suffisamment loin de la Terre pour que la lumière (et la radio) mettent 1,3 seconde dans chaque sens pour parcourir la distance. Sur des cibles d'exploration plus éloignées, le retard augmente; pour explorer Mars, les signaux prennent entre 5 et 40 minutes, en fonction de la distance variable entre les deux planètes.
« Pendant les missions Apollo, les astronautes faisaient des observations scientifiques et transmettaient ce qu'ils voyaient aux scientifiques sur Terre. Les deux collaboraient sur les décisions concernant les observations et les échantillons à collecter et à ramener sur Terre pour produire la valeur la plus scientifique, " dit Kip Hodges, Professeur de fondation à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU.
"Cela a fonctionné assez bien pour les explorations lunaires, mais le retard est susceptible de réduire considérablement la qualité et la valeur scientifique de telles collaborations dans l'exploration de lieux lointains comme Mars." Notes de Hodges, des travaux de terrain sont effectués à distance sur Mars par des scientifiques sur Terre à l'aide d'outils robotiques tels que le rover Curiosity. Mais c'est lent.
"Même si les signaux commandant les observations et les mesures ne prennent que quelques minutes ou dizaines de minutes pour atteindre Mars, une seule activité de recherche sur Mars, de la commande au retour des données, peut prendre un jour ou plus, " il dit.
Dans le numéro du 21 juin de la revue Robotique scientifique , Hodges et ses collaborateurs Dan Lester d'Exinetics et Robert Anderson du Jet Propulsion Laboratory de la NASA suggèrent une nouvelle approche de l'exploration scientifique qu'ils appellent la téléprésence d'exploration.
"Dans la mesure où une grande partie de la recherche scientifique est un processus où la prise de conscience conduit à l'action, " disent les auteurs, "le délai de communication entre les humains sur Terre et les sites d'exploration planétaire est limité."
L'idéal est de garder ces délais, ou "latences, " dans la durée des temps de réaction humains. Une approche consiste à faire travailler les scientifiques astronautes directement à la surface d'une planète. Mais faire atterrir des humains et les garder en sécurité est une stratégie coûteuse et dangereuse.
Une approche plus sûre et moins coûteuse, selon les auteurs, peut être une science d'exploration utilisant la téléprésence, une stratégie largement utilisée sur Terre maintenant pour des activités aussi délicates et exigeantes que la chirurgie.
"La téléprésence signifie que les humains utilisent des systèmes robotiques à une distance suffisamment proche où le délai entre l'action humaine et la réponse robotique est d'une fraction de seconde, " explique Hodges.
Pour la recherche sur Mars, les astronautes pourraient aller sur l'orbite de Mars, mais pas à la surface. Depuis l'orbite, le temps de trajet des communications serait tel qu'un astronaute/scientifique pourrait travailler avec un substitut robotique, l'expérience virtuelle de l'environnement de surface, et faire des enquêtes scientifiques comme si elle ou il était sur le terrain.
De plus, les humains en orbite martienne pourraient contrôler des instruments en temps réel sur de nombreux sites différents à travers la planète. Et en empêchant la contamination de Mars par la biologie terrestre, la téléprésence d'exploration depuis l'orbite offre également des avantages par rapport aux explorateurs humains in situ.
Alors que les auteurs ajoutent que la recherche scientifique par des humains travaillant directement sur les autres surfaces planétaires est le but ultime, la téléprésence d'exploration pourrait être une prochaine étape importante.
"Aujourd'hui, nous faisons de la bonne science sur Mars en utilisant la télérobotique à long délai, mais nous pourrions faire de la science bien meilleure beaucoup plus rapidement avec des humains à la surface, " note Hodges. " La téléprésence d'exploration serait un compromis raisonnable jusqu'à ce que ce jour vienne. "
De plus, il dit, "Il existe des cibles importantes pour l'exploration scientifique pour lesquelles nous n'avons actuellement pas la technologie pour faire atterrir les humains en toute sécurité. La téléprésence d'exploration pourrait considérablement augmenter le nombre de destinations où les humains peuvent faire de la grande science."
