Une bonne montre peut prendre un coup et continuer à tourner. Avec les bonnes pièces, un rover peut-il faire la même chose sur une planète comme Vénus ?

Un concept inspiré des ordinateurs mécaniques et des chars de la Première Guerre mondiale pourrait un jour nous aider à le découvrir. La conception est explorée au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie.

L'Automate Rover for Extreme Environments (AREE) est financé pour étude par le programme Innovative Advanced Concepts de la NASA. Le programme offre de petites subventions pour développer une technologie à un stade précoce, permettant aux ingénieurs de développer leurs idées.

AREE a été proposé pour la première fois en 2015 par Jonathan Sauder, ingénieur mécatronique au JPL. Il s'est inspiré des ordinateurs mécaniques, qui utilisent des leviers et des engrenages pour faire des calculs plutôt que de l'électronique.

En évitant l'électronique, un rover pourrait mieux explorer Vénus. L'atmosphère infernale de la planète crée des pressions qui écraseraient la plupart des sous-marins. Sa température de surface moyenne est de 864 degrés Fahrenheit (462 degrés Celsius), assez haut pour faire fondre le plomb.

Informatique steampunk

Les ordinateurs mécaniques ont été utilisés à travers l'histoire, le plus souvent comme des outils mathématiques comme des machines à additionner. Le plus célèbre est peut-être le moteur de différence de Charles Babbage, une invention du 19ème siècle pour le calcul des équations algébriques. Le plus ancien connu est le mécanisme d'Anticythère, un appareil utilisé par les anciens Grecs pour prédire les phénomènes astronomiques comme les éclipses.

Les ordinateurs mécaniques ont également été développés comme des œuvres d'art. Pour des centaines d'années, des mécanismes d'horlogerie ont été utilisés pour créer des automates pour les riches clients. Dans les années 1770, un horloger suisse nommé Pierre Jaquet-Droz a créé "L'écrivain, " un automate qui pouvait être programmé pour écrire n'importe quelle combinaison de lettres.

Sauder a déclaré que ces technologies analogiques pourraient aider là où l'électronique échoue généralement. Dans des environnements extrêmes comme la surface de Vénus, la plupart des appareils électroniques fondront à des températures élevées ou seront corrodés par l'acide sulfurique dans l'atmosphère.

"Vénus est trop inhospitalière pour le genre de systèmes de contrôle complexes que vous avez sur un rover martien, " a déclaré Sauder. "Mais avec un rover entièrement mécanique, vous pourrez peut-être survivre jusqu'à un an."

Les éoliennes au centre du rover alimenteraient ces ordinateurs, lui permettant de se retourner et de continuer à courir. Mais l'environnement de la planète offrirait de nombreux défis.

La planète extrême

Aucun vaisseau spatial n'a survécu à la surface vénusienne pendant plus de quelques heures.

Les derniers visiteurs de Vénus étaient les atterrisseurs soviétiques Venera et Vega. Dans les années 1970 et 1980, ils ont renvoyé une poignée d'images qui ont révélé un rocher, monde étouffé par le gaz.

"Quand vous pensez à quelque chose d'aussi extrême que Vénus, vous voulez vraiment réfléchir, " a déclaré Evan Hilgemann, un ingénieur JPL travaillant sur des conceptions à haute température pour AREE. "C'est un environnement dont nous ne savons pas grand-chose au-delà de ce que nous avons vu dans les images de l'ère soviétique."

Sauder et Hilgemann se préparent à cuire des prototypes mécaniques, leur permettant d'étudier comment la dilatation thermique pourrait affecter leurs pièces mobiles. Certains composants des atterrisseurs soviétiques avaient en fait été conçus avec cette dilatation thermique à l'esprit :leurs pièces ne fonctionneraient pas correctement tant qu'elles n'auraient pas été chauffées à des températures vénusiennes.

Marches de réservoir pour Vénus

AREE comprend un certain nombre d'autres choix de conception innovants.

La mobilité est un défi, considérant qu'il y a tant d'inconnues sur la surface vénusienne. L'idée originale de Sauder a été inspirée par les "Strandbeests" créés par l'artiste néerlandais Theo Jansen. Ces structures en forme d'araignée ont des pattes grêles qui peuvent transporter leur masse à travers les plages, alimenté uniquement par le vent.

Finalement, ils semblaient trop instables pour un terrain rocheux. Sauder a commencé à considérer les bandes de roulement des chars de la Première Guerre mondiale comme une alternative. Ceux-ci ont été construits pour rouler sur les tranchées et les cratères.

Un autre problème sera la communication. Sans électronique, comment transmettriez-vous les données scientifiques ? Les plans actuels s'inspirent d'une autre technologie ancestrale :le code Morse.

Un vaisseau spatial en orbite pourrait envoyer un ping au rover à l'aide d'un radar. Le rover aurait une cible radar, qui si formé correctement, agirait comme une "technologie furtive à l'envers, ", a déclaré Sauder. Les avions furtifs ont des formes spéciales qui dispersent les signaux radar; Sauder explore comment façonner ces cibles pour refléter les signaux brillamment à la place. point réfléchi allumé et éteint, communiquer un peu comme les lampes de signalisation sur les navires de la Marine.

Maintenant dans sa deuxième phase de développement NIAC, l'équipe du JPL sélectionne des éléments du concept AREE à affiner et à prototyper. Les membres de l'équipe espèrent étoffer un concept de rover qui pourra éventuellement étudier la géologie de Vénus et peut-être forer quelques échantillons.