Espace
Avancées lunaires – Robotique et IA pour l’exploration autonome
Robotique pilotée par l’IA pour l’exploration spatiale autonome
Un jour, l’exploration spatiale pourrait recourir à des astronautes vivant en permanence sur place, comme le prévoient les missions Artemis pour la Lune, ou Elon Musk pour Mars. Cependant, même avec la présence humaine, une grande partie du travail dans l’espace sera effectuée par des robots, rien qu’à cela près, car ils sont beaucoup plus faciles à remplacer que les astronautes humains et beaucoup moins vulnérables à l’air toxique ou au vide, aux radiations, aux températures extrêmes, etc.
Idéalement, la plupart des rovers et robots devraient pouvoir se débrouiller pour les tâches simples, les humains sur Terre ou sur place n’étant impliqués que pour les aider à résoudre des problèmes spécifiques ou à déterminer leurs missions quotidiennes.
Alors que l’IA progresse rapidement, y compris l’IA physique, un concept désormais soutenu par le leader de l’IA NVIDIA, cette vision de science-fiction pourrait déjà être une réalité.
Les scientifiques font les premiers pas dans cette direction, tant dans des projets de recherche sur Terre qu’avec les rovers existants sur Mars, avec deux actualités liées à ce sujet ces derniers jours.
La première était que la NASA a déployé une assistance IA pour guider le rover martien Perseverance.
La deuxième est que des chercheurs de l’Université de Malaga (Espagne), du Centre allemand de recherche en intelligence artificielle (DFKI), de la Sorbonne Université (France), ainsi que des entreprises privées GMV Aerospace and Defence S.A, Magellium et Space Applications Services déploient des robots dans des tubes de lave terrestres qui ressemblent à des structures similaires sur la Lune et Mars1.
Navigation autonome assistée par IA du rover Perseverance
Le premier rover planifié par IA de la NASA circule sur Mars
Le rover martien Perseverance de la NASA a atteint un nouveau jalon scientifique en complétant les premières traversées sur un autre monde planifiées par intelligence artificielle. Annoncé récemment, l’opération a eu lieu les 8e et 10e décembre 2025.
La démonstration a utilisé l’IA générative pour créer des points de passage pour Perseverance, une tâche de prise de décision complexe généralement effectuée manuellement par les planificateurs humains du rover.
Source: NASA
Cela pourrait s’avérer être un changement de donne pour l’exploration martienne. La distance extrême entre la Terre et Mars (140 millions de miles / 225 millions de kilomètres) signifie que le retard de la lumière entraîne un retard du signal, ce qui veut dire que chaque instruction met de 3 à 22 minutes (selon les positions orbitales) pour arriver sur Mars depuis la Terre, et le retour d’information prend ensuite le même temps.
Comme les scientifiques de la NASA sont très prudents afin d’éviter que le projet de plusieurs milliards de dollars ne reste bloqué dans la poussière ou endommagé par une roche, cela rend chaque mouvement une progression fastidieuse.
“Les itinéraires des rovers ont été planifiés et exécutés par des conducteurs humains, qui analysent le terrain et les données d’état pour tracer une route à l’aide de points de passage, généralement espacés de pas plus de 330 pieds (100 mètres) afin d’éviter tout danger potentiel.
Ensuite, ils envoient les plans via le Deep Space Network de la NASA au rover, qui les exécute.”
Au contraire, Perseverance a fait quelque chose de nouveau pendant ses 1 707 et 1 709 jours à la surface martienne, laissant le rover décider où aller en utilisant l’IA.
Comment cela a fonctionné
Il a utilisé l’IA générative pour analyser les images orbitales haute résolution provenant de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA et les données de pente du terrain issues de modèles numériques d’élévation.
Combinées aux données des explorations précédentes, ces informations ont permis à l’IA d’identifier des caractéristiques du terrain telles que le substrat rocheux, les affleurements, les champs de rochers dangereux, les ondulations de sable, etc.
« Les éléments fondamentaux de l’IA générative montrent beaucoup de promesses pour rationaliser les piliers de la navigation autonome pour la conduite hors-planetaires : perception (voir les rochers et les ondulations), localisation (savoir où nous sommes) et planification et contrôle (décider et exécuter le chemin le plus sûr). »
Vandi Verma – Un roboticien spatial au JPL et membre de l’équipe d’ingénierie de Perseverance.
Le modèle d’IA utilisé était Claude, fourni par Anthropic, qui a récemment fait la une pour avoir potentiellement perturbé l’ensemble de l’industrie SaaS et logicielle, provoquant un mini krach boursier dans ce secteur.
Ce déplacement guidé par IA a aidé Perseverance à capturer des images lors de son trajet autonome de deux heures et trente minutes le long du bord du cratère Jezero.
L’IA peut également être utile dans le traitement des données générées par les sondes spatiales et la réduction de la charge de travail des opérateurs de robots.
Il ne fait aucun doute que cela sera encore plus utile lorsque de véritables astronautes seront à proximité du robot, car à ce moment-là, l’IA pourrait être plus performante.
« Nous nous dirigeons vers le jour où l’IA générative et d’autres outils intelligents aideront nos rovers de surface à effectuer des déplacements à l’échelle du kilomètre tout en minimisant la charge de travail des opérateurs, et signaleront des caractéristiques de surface intéressantes pour notre équipe scientifique en parcourant d’énormes volumes d’images de rover. »
Vandi Verma – Un roboticien spatial au JPL et membre de l’équipe d’ingénierie de Perseverance.
De plus, une présence humaine et un soutien logistique permettront aux opérateurs de la NASA de prendre plus de risques, car un robot coincé dans la poussière pourrait être libéré manuellement, au lieu de provoquer une perte catastrophique de plusieurs milliards de dollars et de figer des années de recherche.
« Cette démonstration montre à quel point nos capacités ont progressé et élargit notre façon d’explorer d’autres mondes.
Les technologies autonomes comme celle-ci peuvent aider les missions à fonctionner plus efficacement, à répondre à un terrain difficile et à augmenter le rendement scientifique à mesure que la distance de la Terre augmente. »
Tester l’IA dans les tubes de lave terrestres
Pourquoi les tubes de lave
Alors que le déploiement de l’IA sur Mars constitue une première révolutionnaire, les chercheurs de la NASA restent compréhensiblement prudents quant à mettre en jeu un atout unique comme Perseverance dans une expérience d’IA. Par exemple, quelle que soit l’efficacité de l’IA, elle ne prendrait jamais le risque de déployer le robot au-delà de ce qui pourrait être corrigé par un téléopérateur humain en cas de problème.
C’est pourquoi il est également important d’expérimenter avec des terrains analogues à ceux que l’on trouve dans l’espace, mais avec des ressources terrestres disponibles à proximité.
Le terrain le plus important possible sur la Lune et Mars est constitué de tubes de lave, qui forment des cavernes naturelles pouvant servir d’abris aux premiers astronautes pour les protéger des radiations cosmiques. Et grâce à la gravité plus faible de ces corps célestes, les tubes de lave y sont généralement plus grands qu’ils ne pourraient jamais l’être sur Terre.
Les tubes de lave peuvent naturellement présenter des points d’effondrement, créant des ouvertures dans le sol offrant un accès direct pour l’exploration.
Cependant, aucun tube de lave extraterrestre n’a jamais été exploré, en grande partie à cause du fait que le contrôle direct est entravé par la roche bloquant tout signal radio.
Tester les robots
L’équipe de recherche européenne a utilisé trois robots différents travaillant ensemble pour explorer ces environnements souterrains extrêmes de manière autonome.
Source: ResearchGate
Ils ont déployé leur test dans les grottes volcaniques/tubes de lave de Lanzarote (Îles Canaries).
Le système fonctionne en 4 phases:
- Les robots cartographient de façon coopérative la zone autour de l’entrée du tunnel de lave (phase 1).
- Puis le cube de charge utile sensorisé est lâché dans la grotte pour recueillir des mesures initiales, donnant aux robots une idée de ce à quoi s’attendre (phase 2).
- Ensuite, un rover éclaireur descend en rappel à travers l’entrée pour atteindre l’intérieur (phase 3).
- Enfin, l’équipe robotique explore le tunnel en profondeur et produit des cartes 3D détaillées de son intérieur (phase 4).
Des tests analogues sur Terre aux missions lunaires & martiennes
Ces dernières années, le Laboratoire de robotique spatiale de l’UMA a travaillé en étroite collaboration avec l’Agence spatiale européenne, développant des algorithmes qui aident les véhicules d’exploration planétaire (rovers) à planifier des itinéraires et à fonctionner de manière plus autonome.
Combiné à l’essai de déplacement piloté par IA de Perseverance, cette expérience pourrait constituer la base d’une nouvelle mission spatiale, visant à explorer un tube de lave pour son potentiel à former de futurs habitats pour les premières colonies sur la Lune et Mars.
Cela pourrait également avoir d’importantes implications dans la recherche de vie extraterrestre.
Investir dans la robotique spatiale
Intuitive Machines
Envoyer des sondes vers des objets interstellaires nécessitera une solide expertise dans la construction de grandes sondes spatiales et leur arrivée intacte à destination. Jusqu’à présent, cela a surtout été le domaine des institutions publiques comme la NASA, l’ESA et les universités associées.
Cela change à mesure que nous nous rapprochons du moment où les entreprises privées pourraient commencer à envoyer des missions automatisées ou habitées pour exploiter des astéroïdes, en particulier les objets proches de la Terre.
Ce type de projet sera probablement la prochaine étape ou sera réalisé en parallèle du retour des missions habitées sur la Lune, prévu pour les années à venir.
Fondée en 2013 à Houston, Texas, Intuitive Machines est, pour l’instant, une entreprise très « orientée Lune », comme l’indique son ticker LUNR, et a déjà été sélectionnée pour 4 missions lunaires de la NASA, employant plus de 400 personnes.
Source: Intuitive Machines
Elle a été la première entreprise commerciale à atterrir avec succès et à transmettre des données scientifiques depuis la Lune. Elle a également réalisé le premier allumage du moteur LOx/LCH4 (oxygène liquide, méthane liquide) dans l’espace.
L’entreprise travaille sur de nombreux projets qui constitueront la base d’une infrastructure lunaire pour l’exploration et la colonisation.
Le premier est le « service de transmission de données », la technologie étant testée, et visant finalement à aboutir à une constellation de transmission de données lunaires autour de l’orbite de la Lune.
Source: Intuitive Machines
La deuxième partie est « Infrastructure en tant que service ». Elle devrait inclure un LTV capable d’opérations autonomes, le service de télécommunication et les services de localisation GPS.
Source: Intuitive Machines
Le dernier segment est la livraison de matériel à la surface lunaire. Jusqu’à présent, l’entreprise a livré des charges scientifiques avec le lander Nova‑C, un atterrisseur de 4,3 m (14 pieds) capable de livrer 130 kg de charge utile sur la Lune.
L’étape suivante sera avec le lander Nova‑D, capable de livrer 1 500‑2 500 kg de matériel sur la Lune. Cette capacité et cette taille de charge seront nécessaires pour la livraison du Lunar Terrain Vehicle (LTV), ainsi que du réacteur nucléaire de puissance de surface à fission de 40 kW prévu pour alimenter la base lunaire.
Source: Intuitive Machines
L’entreprise a décroché de nombreux contrats précieux avec la NASA, par exemple le contrat Near Space Network, d’une valeur potentielle maximale de 4,82 milliards de dollars.
La décision finale de la NASA concernant le contrat LTV parmi les 3 fournisseurs potentiels est attendue pour la fin 2025, et pourrait également valoir jusqu’à 4,6 milliards de dollars.
En plus de la NASA, l’entreprise tente de diversifier sa clientèle, ayant été sélectionnée en avril 2025 pour une subvention allant jusqu’à 10 M$ de la Texas Space Commission. Cela soutiendra le développement d’un véhicule de rentrée atmosphérique terrestre et d’un laboratoire de fabrication orbitale conçu pour permettre la biomanufacture en microgravité.
Ce véhicule de rentrée offrira également une option de secours et réduira les risques pour les futures missions lunaires de retour d’échantillons de l’entreprise.
Un autre projet est le développement de satellites furtifs nucléaires à faible puissance pour un contrat du laboratoire de recherche de l’Air Force, JETSON.
Alors que l’entreprise atteint un point de flux de trésorerie positif au premier trimestre 2025, et avec le contrat de télécommunication lunaire, elle devient désormais beaucoup plus sûre pour les investisseurs, passant d’une start‑up à forte consommation de liquidités à un fournisseur de services établi pour l’économie spatiale croissante.
Et cela pourrait constituer le socle de futures explorations spatiales profondes et de l’exploitation des ressources spatiales, surtout qu’elle devient un partenaire de confiance de la NASA au même niveau que SpaceX (bientôt introduite en bourse après sa fusion avec xAI) ou Rocket Lab (RKLB -6,47%).
(Vous pouvez en savoir plus sur Intuitive Machines dans notre rapport d’investissement dédié à l’entreprise.)
- La robotique spatiale autonome réduit le risque de mission, les coûts de latence et la charge de travail des opérateurs.
- Les entreprises construisant la navigation, les communications et les infrastructures de surface gagnent un avantage stratégique durable.
- Les partenariats avec la NASA favorisent de plus en plus les fournisseurs d’infrastructures lunaires évolutives et basées sur des services.
Références:
1. Raúl Domínguez et al., Exploration robotique coopérative d’une surface de skylight planétaire et d’une caverne de lave. Science Robotics (2025). DOI :10.1126/scirobotics.adj9699 en français.
