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NOUVELLE RECHERCHE : S’inspirer des montagnes russes pour simuler la pesanteur sur mars

Un scientifique de Concordia reproduit en plein ciel les effets de la faible pesanteur sur la planète rouge en vue des prochaines missions Mars Exploration Rover
17 avril 2018
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Par Patrick Lejtenyi

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Les scientifiques spécialistes de l’exploration interplanétaire ont de la difficulté à reproduire avec exactitude la pesanteur sur Mars. Pourtant, un chercheur de Concordia y est parvenu – ne serait-ce que brièvement. En effet, Krzysztof (Chris) Skonieczny a réussi l’expérience dans un petit avion volant à haute altitude au-dessus de la région de la capitale nationale.

Le Pr Skonieczny évalue les effets potentiels de la faible pesanteur observée sur la planète rouge – soit un tiers de celle qui s’exerce sur Terre – sur une éventuelle mission sur Mars. Plus précisément, il veut cerner l’impact de cette pesanteur et du sol martien sur la mobilité de nouvelles astromobiles.

Dans l’optique de la mission Rover ExoMars, dont le lancement est prévu pour 2020, les scientifiques de l’Agence spatiale européenne et de Roscosmos – l’entreprise de l’État russe pour les activités spatiales – entendent éliminer les obstacles qui ont barré la route aux tout-terrains martiens de génération précédente. En 2009, les roues de l’astromobile Spirit de la NASA – l’agence spatiale américaine – s’étaient enlisées dans le sable. Résultat, le véhicule était resté immobilisé jusqu’à la fin de la mission. En menant des tests rigoureux et exhaustifs sur des roues à la fine pointe de la technologie, ces savants espèrent équiper les astromobiles de demain de sorte qu’ils puissent affronter le terrain quasi impraticable de la planète Mars.
 

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« Nous étudions l’effet de la pesanteur sur la traction et l’enfoncement des roues », explique Chris Skonieczny.

Dans l’ensemble, la recherche sur le rapport de cause à effet entre le sol et les tout-terrains soulève encore de nombreuses questions ouvertes, poursuit-il. En effet, il existe peu de travaux sur la pesanteur, la nature du terrain ou l’interaction entre un véhicule robotisé et le sol sur lequel il circule. »


Un peu plus haut, un peu plus loin

En vue de recréer avec précision les conditions de faible pesanteur propres à la planète rouge, le Pr Skonieczny et ses collaborateurs du Conseil national de recherches, à Ottawa, ont pris place à bord d’un biréacteur Falcon 20, modifié pour répondre à leurs besoins. Ils emportaient avec eux un petit bac à sable simulant le sol martien, un prototype de roue d’astromobile et des outils de collecte de données performants. Avec ses étudiants, Chris Skonieczny a ainsi effectué plusieurs vols – qu’il compare à « des balades en montagnes russes à 3 000 mètres d’altitude ».

Certes, cette mission scientifique ne convenait pas aux personnes de constitution délicate! À preuve, le biréacteur faisait des montées abruptes de quelque 3 000 mètres jusqu’à former des arcs paraboliques. Pendant la réalisation de ces courbes, la gravité diminuait à bord de l’appareil, correspondant brièvement à celle de Mars. Les membres de l’équipe du Pr Skonieczny disposaient alors d’à peine 30 secondes pour mener leurs expériences et colliger des données. Puis, ils devaient rapidement niveler le contenu du bac à sable avant de recommencer le processus.
 

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Le roulement de la roue sur le sol s’opérait à l’aide de systèmes automatisés. Après chaque test, un jet d’air puissant redonnait sa consistance normale au contenu du bac à sable.

« Pour obtenir des résultats probants en si peu de temps, nous avons dû déployer beaucoup d’efforts et planifier les choses très soigneusement, souligne Chris Skonieczny. Nous y sommes parvenus en automatisant toutes les étapes, afin de pouvoir collecter les données en deux minutes, entre chaque parabole. »

Au cours des vols qu’ils ont effectués sur trois jours, début mars, le Pr Skonieczny et ses collaborateurs ont réalisé 25 paraboles. Ils ont réuni suffisamment de données pour se tenir occupés durant les prochains mois.

Cette expérience s’inscrivait dans une mission pilotée par l’Agence spatiale européenne et Roscosmos. Cela étant, Chris Skonieczny précise qu’elle était entièrement subventionnée par des fonds canadiens et menée par des chercheurs d’ici.

Regardez une vidéo expliquant les travaux du Pr Skonieczny :

 

 

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