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La NASA finance de petits robots volants pour explorer les grottes de Titan
Le programme de concepts avancés de la NASA a sélectionné un projet de petit robot sphérique à propulsion ionique, imaginé par un chercheur de l’université d’Hawaï. SPARK doit explorer les cavités souterraines de Titan, la lune de Saturne où la mission Dragonfly doit se poser en 2034.
Titan, la plus grande lune de Saturne, avec un diamètre d’environ 5 149 kilomètres, compte sous sa surface glacée des grottes et des reliefs karstiques, façonnés par ses lacs et rivières d’hydrocarbures liquides. Les instruments actuels, trop lourds ou trop bruyants, ne peuvent pas pénétrer dans ces cavités en toute sécurité.
Le programme NIAC, NASA Innovative Advanced Concepts, finance chaque année des idées technologiques à un stade précoce, loin d’un feu vert pour un vol réel. Daniel Drew, professeur assistant en génie électrique et informatique à l’université d’Hawaï à Mānoa, a présenté à ce programme SPARK, un essaim de robots sphériques centimétriques propulsés par des ions plutôt que par des hélices. La NASA a retenu ce projet, l’un de dix-huit concepts financés en 2026.
Le robot imaginé par Daniel Drew a la forme d’une sphère centimétrique, sans hélice ni pièce mobile visible. Diplômé de l’université de Californie à Berkeley, le chercheur avait fait décoller, en 2017, un premier robot volant à propulsion ionique, de la taille et du poids d’un timbre-poste, sous la direction du professeur Kristofer Pister. Des propulseurs électrohydrodynamiques, répartis sur toute la coque de son nouveau concept, ionisent l’air pour produire une poussée, une technique connue depuis les années 1960 sous le nom de vent ionique.
Souvenez-vous, des ingénieurs du MIT avaient utilisé ce principe pour faire voler, en 2018, un avion expérimental de 2,45 kilos sur toute la longueur d'un hangar, sans le moindre bruit de moteur. Sur Titan, l’économie d’énergie attendue dépasserait cent fois celle mesurée sur Terre, et au moins deux fois celle d'un rotor classique comme celui de Dragonfly, selon les calculs de Daniel Drew. « Cette propulsion manque d'efficacité », a toutefois reconnu le chercheur, en dehors des conditions atmosphériques propres à Titan. Daniel Drew a indiqué attendre de ce robot de la persistance, une bonne manœuvrabilité et une robustesse face aux conditions proches de la cryogénie, tout en réduisant les perturbations aérodynamiques à proximité.
Chaque lauréat de cette promotion touche jusqu’à 151 300 euros pour neuf mois d’étude préliminaire, avec la possibilité d’une deuxième phase allant jusqu'à deux ans en cas de résultats convaincants. La NASA prépare par ailleurs une autre mission vers Titan, Dragonfly, un hélicoptère autonome à huit rotors de la taille d’une voiture. En juillet 2028, cet engin doit décoller pour un atterrissage sur Titan prévu vers 2034, au terme d'un programme évalué à 2,9 milliards d’euros. Le laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins dirige cette mission, quatrième volet du programme New Frontiers de la NASA, avec pour objectif d’étudier la chimie prébiotique à la surface de Titan.
Le Centre national d’études spatiales français doit contribuer à cette mission avec un chromatographe en phase gazeuse, intégré à l’instrument DraMS de Dragonfly, en s’appuyant sur l’expérience acquise sur les rovers martiens. Interrogé sur une éventuelle mission dédiée aux grottes de la lune de Saturne, Daniel Drew s’interroge. « Où cela se situe-t-il par rapport au calendrier actuel de la mission vers Titan, si nous avons manqué la fenêtre de Dragonfly ? Je ne sais pas ».