Par Maggie Coblentz

Haut dans l'Arctique, une équipe d'ingénieurs spatiaux, un géologue, un architecte et un designer se sont rendus à Svalbard pour une expédition avec l'initiative d'exploration spatiale du MIT Media Lab. Leur motivation était de tester la technologie pour soutenir l'accès aux régions éloignées des coins les plus reculés de la planète Terre, à la lune et à Mars.

En regardant par la fenêtre de l'avion d'en haut, il y avait de la mer et de la glace. La dernière vue de la cime des arbres a été laissée en Norvège continentale.

Le 3 octobre 2022, une équipe et leurs robots sont arrivés à Svalbard pour une expédition dans l'Arctique avec MIT Space Exploration Initiative (SEI). Au cours des 10 jours suivants, sept chercheurs et un soutien logistique de départements du MIT ont testé la technologie pour l'espace, avec des applications pour les régions éloignées de la Terre. Il s'agissait de la première expédition arctique et de l'analogue spatial de SEI.

Svalbard, également connu sous le nom de Spitzberg, est un archipel norvégien de l'océan Arctique, à mi-chemin entre la Norvège continentale et le pôle Nord. Dans le Haut-Arctique à 78° de latitude nord, Svalbard est recouvert à 57% de glaciers.

De la mi-novembre à la fin janvier, le soleil est à au moins six degrés sous l'horizon et le Svalbard connaît une obscurité totale connue sous le nom de "nuit polaire". De la mi-avril à la mi-août, c'est l'inverse qui se produit, où le soleil reste au-dessus de l'horizon connu sous le nom de "soleil de minuit". À quelques semaines de la saison sombre lors de l'expédition de SEI du 3 au 12 octobre, l'équipe a vu la lumière commencer à s'éloigner. La température moyenne était de 23 degrés Fahrenheit (−6 degrés Celsius), rendue beaucoup plus froide en raison des vents violents.

Les projets de l'expédition nécessitaient tous la possibilité de tester la technologie et les opérations des utilisateurs dans un environnement complexe. Les données des projets continueront d'être publiées et les informations issues du travail sur le terrain créeront un modèle pour les futures versions des conceptions et des opérations. Chaque projet reflète la recherche qui pourrait servir à la fois un contexte spatial et terrestre, et inspirera de nouvelles façons de poursuivre la recherche spatiale sur Terre grâce à un apprentissage basé sur l'expérience.

"Les aliments cultivés localement joueront un rôle important dans la réalisation des futures missions spatiales et pourraient également profiter aux endroits sur Terre où les ressources sont limitées."

Somayajulu Dhulipala est doctorant au MIT MechE. L'habitat des plantes AgriThrive est un système de préparation aux situations d'urgence pour les plantes dans l'espace, ainsi que pour les régions polaires et les déserts sur Terre. Un prototype miniaturisé est testé à Svalbard dans des conditions d'éclairage variables et des températures froides.

"En plus de la science, nous apprenons des opérations importantes sur le terrain qui pourraient être appliquées à l'exploration spatiale."

Cody Paige, doctorante au MIT AeroAstro, applique sa formation en géologie et en ingénierie aérospatiale pour tester l'utilisation technologique et scientifique d'une plate-forme de réalité virtuelle pour l'exploration géologique à distance. Cela fait partie du projet Resource Exploration and Science of our Cosmic Environment (RESOURCE) du MIT. Tout au long de l'expédition, Cody a visité trois sites distincts à Svalbard pour collecter des données visuelles et environnementales qui seront utilisées dans leur plate-forme de réalité virtuelle pour que les scientifiques puissent ensuite tester et comparer aux méthodes de terrain géologiques traditionnelles.

« Nous recueillons des données qui seront utilisées pour développer des technologies pour les humains et les robots hors du monde ! »

Jess Todd est doctorante en ingénierie aérospatiale dans les systèmes autonomes au MIT et au Woods Hole Oceanographic Research Institute. Son projet est axé sur le développement d'algorithmes de cartographie adaptative pour la robotique scientifique sous-marine et planétaire afin d'aider à cibler l'exploration de différents phénomènes. Au Svalbard, Jess a rassemblé des ensembles de données inestimables sur des environnements de type planétaire à utiliser pour le développement de ces algorithmes.

"Vous ne pouvez pas prédire la météo et vous ne pouvez pas toujours compter sur les conditions extrêmes que vous avez prévues."

Joe Kennedy était auparavant étudiant diplômé du groupe Mediated Matter du MIT Media Lab. Avec une formation en architecture, Joe a prototypé une capsule vivante portable légère à déployer dans des environnements difficiles à la fois pour les futurs pionniers de l'espace et les réfugiés climatiques qui auront besoin de nouvelles formes de logement et d'abri capables de s'adapter aux extrêmes environnementaux imminents.

Pour leur expédition, SEI était basé à la Station de recherche arctique tchèque, exploitée par l'Université de Bohême du Sud à České Budějovice avec le soutien de l'Université tchèque des sciences de la vie de Prague. La station est située à Longyearbyen, Svalbard et a permis à l'équipe d'accéder au travail de terrain dans les environs. Entre les activités sur le terrain, la vie en station a joué un grand rôle dans la construction de la communauté. La préparation des expériences et la cuisine étaient des activités centrales.

En plus du développement technologique, SEI s'intéresse à la façon dont les gens vivent et travaillent dans des conditions extrêmes, et à la façon dont les humains interagiront avec l'espace à l'avenir. L'espace ne sera plus construit à partir d'un modèle de survie dans des environnements extrêmes, mais s'orientera vers des séjours plus longs et des opérations routinières dans ces mêmes conditions. Les équipages sont composés d'individus d'horizons et d'expertises variés.

"Nous avons la possibilité de tirer parti des expériences des explorateurs et des résidents des environnements extrêmes terrestres pour envisager une approche de l'espace plus centrée sur l'humain."

Sanjana (Sana) Sharma travaille avec SEI pour intégrer des méthodes de recherche qualitative et une conception centrée sur l'humain dans des objets, des expériences et des environnements pour l'espace. À Svalbard, elle a examiné les expériences des nouveaux chercheurs (SEI) et des explorateurs plus expérimentés au cours de l'expédition.

Ce projet s'appuie sur son projet de recherche sur l'ethnographie des astronautes, qui vise à capturer et à distiller des récits à la première personne de la microgravité d'humains spatiaux dans une série de ressources culturelles et de conception pour inspirer l'ingénierie, la politique et la conception spatiales futures.

"Effectuer des travaux sur le terrain dans des endroits éloignés signifie que vous devez résoudre des problèmes et résoudre des problèmes avec les ressources limitées dont vous disposez."

Sean Auffinger, l'intégrateur de mission de SEI, a soutenu les recherches de l'équipe sur le terrain, avec le chef d'expédition, Maggie Coblentz.

Chaque matin, l'équipe emballait son équipement de recherche et son équipement pour temps froid avant de se rendre sur le terrain avec des pièces de rechange et des outils, des batteries supplémentaires, des caméras, un drone, un rover et un générateur. Les plans ont constamment évolué alors que les vents violents, la pluie, la boue qui coule, les températures froides, la couverture de neige, la lumière trompeuse et la possibilité d'une rencontre avec un ours polaire, ont tous créé des défis supplémentaires pour l'équipe et leurs robots.

Svalbard abrite l'ours polaire, ou isbjørn, qui se traduit par "ours des glaces" en norvégien. Par conséquent, l'équipe devait être prête à rencontrer un ours polaire dans la nature. Trond Storm Johansen, qui vit au Svalbard depuis plus de 50 ans, était leur observateur dédié aux ours polaires tout au long de leur expédition. Son rôle principal était de veiller à tout moment, afin que l'équipe puisse rester concentrée sur ses recherches.

"En explorant le Svalbard en bateau et à pied, nous avons visité des sites qui continueront d'inspirer d'autres questions scientifiques et envisageons le développement de technologies spatiales qui pourraient bénéficier à la fois aux contextes terrestre et spatial."

Maggie Coblentz, chef d'expédition et chercheuse à SEI, a déménagé à Svalbard en 2020 pour lancer la première expédition analogique spatiale de SEI. S'appuyant sur la plate-forme de déploiement de SEI, des vols de recherche en apesanteur aux missions de la Station spatiale internationale, et bientôt sur la Lune, SEI était motivé à offrir aux étudiants une occasion supplémentaire de tester leurs projets dans un environnement spatial analogique et d'acquérir une expérience de première main dans le champ.

La MIT Space Exploration Initiative réunit des ingénieurs, des scientifiques, des artistes et des designers pour prototyper notre avenir spatial. Fondée en 2016 par le directeur du SEI, Ariel Ekblaw, l'initiative compte plus de 50 étudiants diplômés, membres du personnel et professeurs.

SEI a envoyé une annonce en décembre 2020 encourageant les propositions de projets interdisciplinaires à mener des travaux sur le terrain dans un environnement spatial analogique et à mener des recherches avec des avantages terrestres explicites. Svalbard a été choisi comme premier site et Maggie Coblentz et Sean Auffinger ont commencé à planifier l'expédition. De janvier 2021 à octobre 2022, l'équipe a préparé ses projets pour un déploiement dans l'environnement arctique spécialisé.

Chef d'expédition : Maggie Coblentz

Logistique d'expédition : Sean Auffinger, intégrateur de mission SEI ; et Trond Storm Johansen, montre Expedition Polar Bear

Projets d'expédition : Somayajulu Dhulipala, Joe Kennedy, Cody Paige, Sana Sharma et Jess Todd.

Exploration spatiale du MIT : Elise O'Hara, assistante administrative SEI ; Albert Antosca, responsable du programme SEI ; Ariel Ekblaw, directeur du SEI

L'expédition a été soutenue par la MIT Space Exploration Initiative.

Cet article a été initialement publié sur le site Web du Media Lab .