UH Moment : la réalité mixte relève la barre de l'architecture spatiale sur la Lune et sur Mars

"Le réalisme de la simulation est assez écrasant. C'était génial et c'était réel"

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Au troisième étage du bâtiment d'architecture de l'Université de Houston, à l'intérieur du laboratoire d'architecture spatiale d'Olga Bannova, Paolo Mangili est attaché à un harnais suspendu à une grue et planant à environ deux pieds au-dessus du sol, simulant l'apesanteur. C'est le genre de choses vécues par les astronautes dans l'espace ou sur la lune ou même sur Mars. L'assistant de recherche est également habillé pour cela, portant une maquette de combinaison spatiale d'activité extravéhiculaire et des lunettes de réalité mixte (MR). Lui et un collègue chercheur, Vittorio Netti, ont construit le costume.

Pendant qu'il est suspendu par la grue, Mangili peut faire une sortie dans l'espace virtuelle dans un environnement de réalité virtuelle (VR) simulé. Une fois qu'il repose ses pieds sur le sol, son environnement simulé change et, à travers ses lunettes, il peut voir le vaste paysage de Mars avec un rover déjà atterri et un habitat que les astronautes pourront un jour appeler chez eux. Il peut alors travailler dessus, bricoler, réparer diverses pièces, s'assurer qu'elles sont sécurisées. Selon ce que le groupe étudie, il peut également être sur la lune ou même flotter dans la Station spatiale internationale via la réalité étendue (XR).

Pas de métaphore ici, mais quand il s'agit de réalités, il y en a beaucoup. Le laboratoire Bannova est un laboratoire XR, avec une grande famille qui comprend MR, VR et réalité augmentée (AR).

XR est tout au sujet d'un sentiment de réalité. Il mélange les mondes physique et numérique, mêlant interactions humaines, informatiques et environnementales 3D naturelles et intuitives. Quiconque a utilisé un filtre Instagram ou Snapchat, ou une application virtuelle d'ajustement de lunettes, a utilisé la réalité mixte. Il vous met essentiellement dans le monde de l'informatique.

"N'importe quel environnement peut être recréé en réalité virtuelle. J'ai vu la Terre depuis l'espace. C'était vraiment un sentiment parce que le réalisme de la simulation est assez écrasant. C'était génial et c'était réel", a déclaré Mangili.

Dans le laboratoire Bannova, XR est utilisé pour intégrer la réalité mixte dans la conception des structures spatiales, rendant la conception de l'espace plus interactive et accessible aux concepteurs.

"L'optimisation de l'intégration homme-système est une tâche fondamentale du processus de conception matérielle pour les missions spatiales avec équipage", rapporte Bannova, dans la bibliothèque de l'American Society of Civil Engineers, un article issu d'études parrainées par la société Boeing menées en 2020-2021 et poursuivies jusqu'en 2023. "L'innovation est au point mort depuis quelques décennies sur les méthodes de conception actuellement utilisées. La méthode standard utilise la simulation informatique ou des maquettes haute fidélité. Une telle approche implique des coûts élevés et un long temps de mise en œuvre."

Bannova connaît son affaire. Elle est directrice du Sasakawa International Center of Space Architecture (SICSA) et de son programme MS-Space Architecture (le seul au monde) à l'Université de Houston. Et tandis que la plupart des gens rêvent de voler dans l'espace ou d'aller sur la lune, Bannova rêve de l'endroit où vous dormirez une fois sur place, ou de la voiture que vous conduirez pour vous emmener. Ses élèves travaillent virtuellement sur tout cela.

"Ces technologies devraient être exploitées pour atténuer la dépendance au prototypage physique des actifs et aider à optimiser le processus de conception, en réduisant considérablement le temps de recherche et de développement et en offrant un niveau d'immersion plus élevé", a déclaré Bannova. "Cependant, il existe une lacune dans la compréhension générale de la manière d'utiliser efficacement ces technologies émergentes et de les appliquer au développement de matériel spatial."

Ça ne ressemble pas à une lacune dans le labo de Bannova.

La méthodologie proposée a été développée au cours d'une étude de recherche et de conception de six mois sur l'architecture de la surface lunaire parrainée par Boeing. Netti, responsable du laboratoire XR, a dirigé les travaux menés par les professeurs et les étudiants de SICSA. L'étude a cherché à définir un processus de conception qui comprend des scénarios d'opérations de surface possibles, le développement d'une méthodologie d'évaluation et une analyse de surface pour la conception conceptuelle d'un véhicule de terrain lunaire et d'un petit habitat lunaire.

Par coïncidence, au cours des dernières années, alors que l'industrie spatiale luttait pour mettre en œuvre de nouvelles techniques d'évaluation qui placent les humains dans la boucle, le développement de technologies immersives commerciales a augmenté et est même devenu abordable.

Pendant deux ans, Netti a conçu et construit la "cage", comme on l'appelle, qui abrite la configuration XR. Il est similaire à la grotte de la NASA avec une torsion.

"Les écrans verts nous permettent de placer des caméras dans l'espace. Quand je regarde l'écran et que je regarde le point de vue de la caméra, je peux voir la personne qui effectue l'opération dans l'environnement de réalité virtuelle", a déclaré Netti qui dirige le spectacle lorsque Mangili se balance.

Il y a beaucoup à faire avant un atterrissage sur Mars. Le matériel doit être testé, les rovers lunaires déployés. Les étudiants de Bannova travaillent sur tout cela. Les tâches futures incluent la démonstration et le test du système proposé en utilisant différents types d'habitats conçus pour les surfaces lunaires et martiennes.

"Notre étude actuelle pour Boeing consiste à étendre la méthodologie pour l'appliquer aux conceptions de test en microgravité, qui est différente de l'environnement de gravité partielle de la lune", a déclaré Bannova. La microgravité est parfois appelée gravité zéro ou l'état qui existe à l'intérieur de la Station spatiale internationale.

Cela semble un test facile. Les étudiants de Bannova ont déjà flotté à l'intérieur.