Un prototype d’actionneur de genou
Les ingénieurs de Texas A&M dirigés par Ana Diaz Artiles développent une technologie robotique souple qui pourrait rendre les futures combinaisons spatiales « SmartSuit » destinées à l’exploration planétaire plus sûres, plus confortables et plus économes en énergie pour les astronautes.
Si l’on veut que les humains soient plus que des touristes dans l’espace qui se contentent de regarder par les hublots, les combinaisons spatiales doivent entrer dans le XXIe siècle. Aujourd’hui, les astronautes ont le choix entre deux types de combinaisons spatiales. L’une est un ensemble de combinaisons de vol glorifiées, conçues pour protéger les équipages contre une dépressurisation accidentelle pendant le décollage et la rentrée dans l’atmosphère. L’autre est constituée de combinaisons russes et américaines à pression totale utilisées pour les activités extravéhiculaires (EVA), qui n’ont pas changé depuis le début des années 1980.
Bien que de nouvelles combinaisons d’urgence aient été développées par SpaceX et Boeing, la technologie des combinaisons EVA n’a encore qu’un tout petit pas d’avance sur les combinaisons portées par Armstrong et Aldrin lorsqu’ils ont posé le pied sur la Lune en 1969.
Il faut rendre à César ce qui appartient à César, les combinaisons spatiales modernes sont des équipements remarquables. Bien qu’elle ressemble à un vêtement encombrant, une combinaison spatiale n’est rien d’autre qu’un vaisseau spatial à forme humaine. Comme un vaisseau spatial, elle maintient son porteur en vie et le protège contre le vide, la chaleur, le froid et les radiations, et certaines sont même équipées de systèmes de propulsion. En plus de tout cela, la combinaison est mobile.
Infographie SmartSuit
L’ennui, c’est que les combinaisons spatiales ont encore beaucoup de chemin à parcourir avant d’être vraiment confortables ou efficaces. L’une des raisons est que les combinaisons spatiales doivent contenir de l’air avec une pression suffisante pour soutenir le porteur. Malheureusement, cela transforme la combinaison en un ballon en forme d’étoile de mer, aussi difficile à plier qu’un pneu de voiture. Pour surmonter ce problème, les articulations de la combinaison sont constituées d’une série de soufflets à volume constant. Lorsque ces structures en forme d’anneau sont pliées, l’air se déplace d’un côté à l’autre, ce qui permet à l’articulation de se plier.
Jusqu’ici tout va bien, mais ces articulations sont inconfortables, il faut du travail pour les plier et elles veulent revenir à leur position initiale lorsque l’astronaute cesse de pousser. L’idée de l’équipe de Texas A&M est de remplacer ces soufflets par des actionneurs robotiques souples qui font le gros du travail, maintiennent l’articulation dans la position souhaitée et permettent à la combinaison de s’adapter plus confortablement.
Actuellement, les chercheurs travaillent sur un prototype de genou robotisé et le modélisent par rapport à la mobilité d’une combinaison standard et d’un corps nu. Ils ont constaté que de tels actionneurs pourraient économiser un nombre important de calories dépensées lors d’une mission sur Mars et permettre aux astronautes de travailler en transpirant moins.
L’objectif ultime est d’intégrer ces actionneurs robotiques souples dans une combinaison intégrale auto-réparatrice dotée de capteurs intégrés. Cette nouvelle combinaison fournirait une contre-pression mécanique supplémentaire (MCP). C’est-à-dire qu’elle exercerait une pression sur l’utilisateur. Cela permettrait à la combinaison de fonctionner avec un quart de la pression d’air d’une combinaison conventionnelle. Cela rendrait non seulement la combinaison plus confortable à porter, mais réduirait également le danger du mal de décompression et la nécessité de prérespirer de l’oxygène pur avant d’enfiler la combinaison.
« Imaginez que vous portez des vêtements Under Armour très serrés ou des leggings très serrés », explique Logan Kluis, étudiant diplômé. « Cette pression qui s’exerce sur votre corps remplacerait ou s’ajouterait à la pression des gaz. L’idée du SmartSuit est donc d’utiliser à la fois la pression mécanique et la pression gazeuse. »
https://today.tamu.edu/2022/04/19/building-a-better-spacesuit/
