Un système de fixations de la NASA inspirées du gecko

Un système de fixations de la NASA inspirées du gecko

L’exploration spatiale a généré beaucoup de déchets. Entre les satellites qui ne fonctionnent plus, les restes de fusées, etc., l’orbite de notre planète regorge d’obstacles à la poursuite de l’exploration. Selon la NASA, il y aurait plus de 21 000 objets de plus de 10 centimètres en orbite. En 2009, un objet a percuté un satellite, détruisant ce-dernier. Il devient donc important de commencer à nettoyer notre orbite. C’est l’une des raisons qui a mené la NASA a mettre au point un système de fixation qui fonctionnerait dans le vide spatial.

En apesanteur, les astronautes utilisent des bandes Velcro, fixées aux combinaisons. Cette méthode présente toutefois le désavantage de requérir une fixation des bandes préalable. Pour contourner ce problème, une équipe de chercheurs au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, ont conçu un système de fixation inspiré du gecko. Ce système devrait permettre d’arrimer des satellites hors d’usage ou des objets à la dérive pour nettoyer l’orbite mais aussi de rendre les déplacements pour les astronautes plus simples.

Le système de fixations pour l'espace

Le gecko est un lézard capable de grimper sur n’importe quelle surface grâce à des poils minuscules, plus d’une centaine de fois plus petits qu’un cheveux humain, situés sous les pattes. Ce système repose sur les forces de Van der Waals, du nom du scientifique en ayant découvert les propriétés. L’adhésion s’explique ainsi : chaque atome possède un côté positif et négatif, à l’image d’un aimant. En pressant leurs poils contre une surface, les geckos créent une surface suffisante pour que l’attraction magnétique soutienne leur poids. Pour avancer, le gecko n’a plus qu’à tordre les poils dans un autre sens pour décoller ses pattes.

Pour reproduire ce mécanisme, les chercheurs ont conçu des « poils » minuscules attachés à des systèmes de fixation. Les poils synthétiques, aussi appelés tiges, sont en pointe, avec une extrémité oblique, en forme de champignon. Si la pression exercée est faible, seul les extrémités des tiges entrent en contact et ne forment donc pas de contact magnétique avec la surface. Selon Aaron Parness, l’un des chercheurs en robotique responsables du projet, « l’adhésion des fixations peut-être activée ou non simplement en changeant la direction dans laquelle les tiges sont tordues. »

Les fixations du Jet Propulsion Lab

En changeant l’orientation des poils, une surface plus grande rentre en contact avec les poils et ceux-ci adhèrent plus. Pour Aaron Parness, « la fiabilité des forces de Van der Waals, même dans des environnements extrêmes, les rends particulièrement utiles pour des applications dans l’espace. » Durant des tests en gravité 0, les chercheurs ont pu agripper un cube de 10 kilogrammes. Ils ont également réussi à s’accrocher à l’un des chercheurs qui portait une veste recouverte de matériaux utilisés pour la construction d’engins spatiaux. Ce test, censé représenter l’amarrage d’un objet de 110 kilos, a lui aussi été concluant.

L’étude a démontré l’efficacité des fixations sur plus de 30 surfaces d’engins spatiaux différentes. Les chercheurs ont également testé les fixations dans des conditions similaires au vide spatiale, par exemple à une température de -60° Celsius. Les fixations ont également été activées et désactivées plus de 30 000 fois sans changement remarquable sur la force d’adhésion. Au-delà de la mission de nettoyage, la NASA souhaite aussi installer ce système sur des robots destinés à l’exploration spatiale.

Un système de fixations novateur

Modélisation 3D du robot équipé des fixations


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