Jetez un oeil à tout projet de construction ou opération d'extraction à ciel ouvert ici sur Terre et il y aura probablement des bulldozers, des chargeurs et des camions; tous essentiels dans l'excavation et la construction de structures. Mais alors que nous regardons vers l'avenir avec la Vision pour l'exploration spatiale de la NASA qui appelle à un retour sur la Lune pour construire des bases et des habitats, comment la construction lourde et les fouilles seront-elles accomplies sur la surface lunaire?
Caterpillar Inc., une entreprise connue pour ses engins de terrassement lourds et le premier fabricant mondial d'équipements de construction et d'exploitation minière, cherche à résoudre ce problème. Ils se sont associés à la NASA pour créer une technologie qui pourrait bénéficier aux travailleurs de la construction et des mines partout dans le futur, qu'ils attrapent un casque ou un casque spatial sur le chemin du travail.
Caterpillar était l'une des 38 sociétés à avoir obtenu des fonds d'amorçage dans le cadre du programme de partenariats innovants (IPP) de la NASA. Les projets sont sélectionnés pour ce programme en raison de leur potentiel à faire progresser des technologies clés qui aideront à répondre aux besoins critiques de la NASA pour l'avenir.
Caterpillar a proposé un chargeur tout-terrain pour le développement de la surface lunaire. Actuellement, ils travaillent avec la NASA pour développer la technologie pour compléter l'équipement de terrassement existant avec des capteurs et des processeurs embarqués pour fournir un contrôle télé-opérationnel temporisé.
Le chargeur pourrait entreprendre le déplacement du régolithe, comme le nivellement, le nivellement, le creusement de tranchées, l'extraction à ciel ouvert, l'excavation et la couverture de l'habitat. Il pourrait également être utilisé pour la construction de bases lunaires, le déploiement ou la relocalisation d'actifs de surface, ainsi que pour la mobilité sur la Lune.
Pourquoi une entreprise terre-à-terre comme Caterpillar s'intéresse-t-elle à la Lune?
"De la façon dont nous l'avons vu, il existe des technologies qui sont nécessaires à la fois sur la Terre et sur la Lune", a déclaré à Space Magazine Michele Blubaugh, directrice des services de technologie du renseignement chez Caterpillar. «Nous avons considéré les opérations autonomes d'équipement comme étant le même type de technologie qui pourrait être utilisé sur la lune ainsi que dans une application minière. Nous avons le même résultat final que la NASA. »
Ce résultat final est de retirer les opérateurs d'équipement de construction d'une situation dangereuse, qu'il s'agisse d'un opérateur de machine dans un environnement minier dangereux ou qu'il soit un astronaute sur la surface lunaire essayant de creuser des sites d'habitat.
Il existe deux types de télé-opération. L'un est le fonctionnement à distance, où le contrôle de la machine se fait avec un système d'exploitation à distance. Il y aurait soit un système de vision à bord, soit quelqu'un pourrait réellement voir la machine comme son fonctionnement. L'autre est un fonctionnement autonome, où le travail souhaité est programmé et déchargé sur la machine, puis la machine effectue le travail sans que personne n'interfère avec la machine, à distance ou directement. La machine lirait le programme sur le site, se positionnerait, aurait des capacités d'évitement pour éviter les roches ou tout objet qui pourrait se trouver sur le chemin, fonctionnant seule pour terminer la mission donnée.
Caterpillar travaille sur les deux types d'opérations. "C'est une étape vers la suivante", a déclaré Blublaugh. "Vous avez besoin de ces deux technologies développées, avec des opérations à distance en premier, puis l'ultime est des opérations autonomes."
Ils étudient également le travail à distance ou de manière autonome sur la Lune depuis la Terre et s'occupent du délai de six secondes entre la Terre et la Lune.
Actuellement, il existe deux chargeuses tout-terrain, la chargeuse compacte Caterpillar 287 C, équipées de doublons de la technologie à distance. L'un est situé sur les terrains d'essai de Caterpillar, près de leur siège social à Peoria, dans l'Illinois, et l'autre, dans la cour de triage du Johnson Space Center à Houston, au Texas. «De cette façon, nous pouvons le développer ensemble», a déclaré Blubaugh. "Quand nous faisons quelque chose, nous avons chacun une machine, donc nous savons comment quelque chose réagit."
La technologie est encore au stade de développement. «Nous avons fait quelques démonstrations de base initiales lorsque nous avons livré la machine en mai 2007 chez JSC», a déclaré Blubaugh. "Un groupe d'entre nous est tombé, et les gens de JSC ont appris à utiliser la machine et quelles étaient les capacités, et nous avons discuté des interfaces entre les différents types de technologie." À l'été 2008, le groupe de Caterpillar retournera à JSC pour faire une démonstration provisoire sur un site désertique.
Les deux machines ont subi des tests. "Dans le cadre du contrat, la NASA est responsable d'une partie du développement et Caterpillar est responsable d'autres parties", a déclaré Blubaugh, "et il y a ensuite des choses que nous faisons conjointement pour faire avancer la technologie plus rapidement, afin que tout le monde en profite. JSC profite de nos installations et de nos ingénieurs travaillant sur la technologie, et vice versa, CAT bénéficie des gens qui travaillent chez JSC et de la technologie dont ils disposent et de leurs installations, donc c'est une relation mutuellement avantageuse entre Johnson et CAT. "
Caterpillar a soumis une autre proposition de contrat à JSC sous peu, ce qui fait passer le projet au niveau supérieur.
"Nous chercherons à faire du berming, qui consiste à construire un berm en terre autour d'un site, à niveler et à détecter la position de la lame", a déclaré Blubaugh. «Nous prenons la technologie que nous avons accomplie aujourd'hui et la portons au niveau supérieur. C'est presque un processus annuel étape par étape dans le développement et notre date cible pour avoir une démo de signature mettant en valeur ce type d'autonomie technologique, pouvoir charger un programme dans la machine et le faire fonctionner seul est prévue pour 2012. »
Étant donné que la chargeuse compacte 287 C est extrêmement lourde et fonctionne sur un moteur diesel, elle ne peut pas être utilisée sur la lune. Un prototype de véhicule de type chargeur lunaire est en cours de développement par la NASA et Caterpillar aide au développement de la lame. "Donc, nous serons impliqués dans le projet tout au long de son développement", a déclaré Blubaugh.
Les projets IPP d'un an impliquent une collaboration entre la NASA et une entreprise du secteur privé, du milieu universitaire ou d'un autre laboratoire gouvernemental. Toutes les sociétés IPP surmontent les obstacles technologiques grâce à des programmes de développement conjoint à frais partagés.
D'autres exemples de domaines de recherche IPP de la NASA comprennent la poursuite de l'amélioration des performances du moteur et la réduction des émissions pour la recherche aéronautique; des matériaux à haute température pour les moteurs d'atterrisseurs lunaires, des optiques pour abaisser les taux d'erreur des futurs télescopes spatiaux et une démonstration d'isolation des bulles de verre pour les réservoirs cryogéniques.
Avec un coût total du projet Caterpillar d'un peu moins de 1 000 000 $, Caterpillar devrait contribuer environ 45% et la NASA 55%. Pour l'ensemble du programme de partenariat innovant de la NASA, un financement de 9 millions de dollars provient du budget des partenariats de transfert de technologie de la NASA, 13 millions de dollars sont fournis par des sources de la NASA dans des programmes, des projets ou des centres de terrain, et 12 millions de dollars de partenaires externes pour un engagement financier combiné total de 34 millions de dollars. .
«Beaucoup d’entre nous chez Caterpillar ont grandi au moment du premier développement spatial», a déclaré Blubaugh, «c’est assez excitant pour nous d’en faire partie. De plus, ce n’est qu’un bon investissement pour l’avenir. »
