Retour au palmarès Étude de cas — Concours

NASA Lunar Rescue Challenge (South Pole Safety)

Un concours international organisé par la NASA pour concevoir un système permettant à un seul astronaute d'évacuer un coéquipier incapacité à la surface de la Lune, sans l'aide d'un rover lunaire. Notre soumission, ASTRA, s'est classée troisième.

3E PLACE 5 000 $ US Organisé par la NASA (NASA Tournament Lab) Hébergé sur HeroX

Le défi

La NASA prépare des missions vers le pôle Sud de la Lune où, contrairement aux missions plus tardives, les astronautes n'auront pas accès à un rover. Si un coéquipier devient incapacité pendant une sortie extravéhiculaire (blessure, malaise, bris d'équipement), l'autre astronaute doit pouvoir le transporter seul jusqu'au module d'atterrissage.

La solution devait permettre à un seul astronaute portant la combinaison AxEMU de transporter un coéquipier totalement incapacité et combinaison incluse (environ 343 kg / 755 lb) sur une distance pouvant atteindre 2 km, sur un terrain en pente jusqu'à 20 degrés, sans l'aide d'un rover lunaire — tout en pesant elle-même moins de 23 kg et en résistant aux conditions extrêmes du pôle Sud lunaire (poussière abrasive, écarts de température, faible gravité).

343 kgMasse à transporter (astronaute + combinaison)
2 kmDistance jusqu'au module d'atterrissage
20°Pente maximale du terrain
<23 kgMasse maximale de la solution

Le concours a attiré 385 propositions provenant de 61 pays, pour une bourse totale de 45 000 $ US répartie entre 5 équipes gagnantes.

Notre solution : ASTRA

ASTRA (Advanced Surface Transport for Rescue Assist) est un chariot à trois roues, pliable, conçu pour se replier en un format compact pour le rangement, puis se déployer rapidement en une structure roulante que l'astronaute secouriste peut tirer seul sur le terrain lunaire. L'appareil s'attache directement au sac de survie (PLSS) de l'astronaute blessé plutôt qu'à son corps, en utilisant les quatre points d'ancrage déjà présents à l'arrière de ce sac.

ASTRA rendered on the lunar surface
Rendu sur la surface lunaire

Structure et rangement

Replié, ASTRA prend la forme d'un « H » compact : deux poteaux télescopiques verticaux reliés par des sections métalliques légères. Les deux roues arrière sont fixées au bout de ces poteaux et se rétractent avec eux; une troisième roue, montée à l'avant sur un axe pivotant, se replie vers l'intérieur pour minimiser le volume. Les poignées se replient elles aussi contre les poteaux, et les sangles de retenue, toutes reliées entre elles, servent à maintenir le tout fermé pendant le rangement.

Le déploiement, en 5 étapes

  1. Déplier la troisième roue et les poignées, pour dégager l'espace où viendra se fixer le sac de survie (PLSS).
  2. Fixer ASTRA au PLSS de l'astronaute blessé à l'aide des attaches intégrées, peu importe sa position (dos, ventre ou côté).
  3. Étendre les poteaux télescopiques pour déployer les roues arrière, puis serrer les sangles de retenue (bras et jambes) sans aggraver une blessure existante.
  4. Actionner le système à cliquet, qui transforme la structure d'une forme plate à une forme triangulaire, soulevant l'astronaute du sol avec un effort minimal.
  5. Se positionner entre les poignées, fixer la sangle de halage, et amorcer le transport.

Sécurité de l'astronaute et du secouriste

Le choix d'ancrer ASTRA au PLSS plutôt qu'au corps de l'astronaute permet de transmettre les efforts à une structure rigide, sans solliciter directement des membres potentiellement blessés. Trois sangles ajustables (une pour les bras, deux pour les jambes) immobilisent l'astronaute pendant le transport, et un appui-pieds évite qu'ils ne traînent au sol. Pour le secouriste, la combinaison poignées rigides (utiles en descente pour freiner) et sangle de halage (permettant de tirer sans dépendre uniquement de la force de préhension en montée) réduit la fatigue. Le secouriste n'est jamais attaché à ASTRA — il peut s'appuyer contre la sangle sans y être fixé, ce qui limite les risques en cas de bris ou de renversement.

Matériaux

Le cadre principal est en titane (Ti-6Al-4V) pour son rapport résistance/poids et sa tolérance aux écarts de température extrêmes. Les poignées, moins sollicitées, sont en alliage d'aluminium; le mécanisme à cliquet, qui doit encaisser une charge importante, est en acier maraging. Les sangles sont en kevlar, et les roulements en zircone pour résister à l'abrasion de la poussière lunaire. Les tubes télescopiques sont scellés à leurs extrémités pour empêcher le régolithe de s'infiltrer dans le mécanisme.

Schémas et rendus CAO

Ce concours remonte à plus longtemps et n'est pas allé jusqu'à un prototype physique ou un banc d'essai — le projet est resté au stade de la conception CAO détaillée.

Résultat

ASTRA s'est classée troisième (l'une de trois soumissions ex æquo à ce rang), recevant 5 000 $ US, parmi 385 propositions soumises par 61 pays. La NASA a indiqué étudier l'intégration de certaines caractéristiques des designs gagnants — notamment les concepts pliables — dans la planification des futures opérations en surface lunaire.