Subventions et contributions gouvernementales

Comprendre l'évolution des signaux physiologiques dans des conditions extrêmes permettrait de réaliser des systèmes de surveillance qui pourraient servir à améliorer la santé et la sécurité des astronautes au cours des futures missions d'exploration de longue durée. Un système de contrôle à porter sur soi constituerait un outil de diagnostic constant, capable de détecter les variations significatives des signaux physiologiques et d'en informer le porteur.

L'objet de ce projet est d'étudier la faisabilité d'une plateforme de contrôle physiologique à porter sur soi, utilisable dans des environnements extrêmes, et de recueillir des données physiologiques pour constituer une base de référence dans une vaste gamme de contextes. Le développement de ce genre de technologies permettrait non seulement de suivre plus étroitement la santé et la sécurité des astronautes, mais pourrait aussi révolutionner divers domaines d'activités sur Terre, comme les soins médicaux, la défense et l'aviation.

Les systèmes actuels de planification de trajectoire des robots martiens de la NASA nécessitent beaucoup d'interventions humaines, ce qui peut compromettre certaines opérations de la mission, ne serait-ce qu'en raison des délais de communication et de la durée de l'analyse humaine des données recueillies tant par l'orbiteur que par le rover.

Le planificateur de trajectoire intelligent (IPP) permet aux rovers d'apprendre au fur et à mesure qu'ils avancent. L'IPP utilise l'information recueillie pour influencer le trajet futur, tout en s'adaptant à la qualité du terrain rencontré. L'apprentissage automatique permet à l'IPP d'associer différents types de terrain avec des niveaux de performance du robot. L'IPP pourra être déployé sous la forme d'une mise à niveau du logiciel destinée à améliorer l'efficacité, la sécurité et la valeur scientifique des missions d'exploration, sans avoir à faire appel à des capteurs spécialisés.

Ce projet permettra la création d'un prototype de système cognitif synthétique d'aide à la décision pour les diagnostics médicaux pendant les vols spatiaux; ce système fera l'objet d'une validation initiale.

L'intelligence synthétique proposée pour l'évaluation et le traitement médicaux (SIMAT) simulera le diagnostic cognitif humain grâce à l'utilisation d'algorithmes de décision, d'analyses statistiques, de reconnaissance des formes et d'apprentissage machine. Une fois entièrement opérationnel, ce système aidera les médecins de bord à analyser les symptômes d'un membre de l'équipage malade afin d'établir un diagnostic. Cette technologie sera essentielle lors de futures missions d'exploration de longue durée, les communications avec la Terre pouvant être différées en raison des grandes distances. Elle appuiera également les interventions médicales en cas d'interruption des communications avec le centre de contrôle, ou lorsqu'un astronaute ayant une formation médicale sera indisponible ou dans l'incapacité de répondre.

En 2003, les rovers jumeaux d'exploration martienne de la NASA, Spirit et Opportunity, ont entrepris l'exploration de la surface de la planète Mars. Les deux robots ont fonctionné plus longtemps que prévu, mais la mission de Spirit a été interrompue en 2009 lorsque le robot s'est retrouvé coincé dans du sable. Les rovers peuvent facilement détecter et éviter les rochers et autres obstacles de manière autonome, mais la détection de sols mous demeure problématique pour leurs opérateurs. Bien que le robot Opportunity soit toujours en fonctionnement, la mission a pris beaucoup de retard à cause des sols mous où il s'est empêtré.

Le Système d'évaluation autonome du sol 2.0 (ASAS), s'appuyant sur les travaux précédents de Mission Control Space Services, vise à améliorer la capacité des rovers à se déplacer dans des environnements inconnus. Ils seront capables de détecter différents types de terrains et de dangers grâce à l'intelligence artificielle et, en particulier, à des techniques d'apprentissage en profondeur. L'ASAS peut renforcer la sécurité et l'efficacité des missions de deux manières : en fonctionnant sur des ordinateurs de stations au sol pour permettre aux opérateurs des rovers de planifier des itinéraires sûrs, ou en s'adaptant en temps réel comme une charge utile logicielle à bord du rover pour accroître son autonomie grâce à la détection automatique des dangers.

Bien que le lancement de satellites soit un processus onéreux et peu fiable, la demande de services de lancement de microsatellites ne cesse d'augmenter d'année en année.

Reaction Dynamics travaille sur un système à propulsion révolutionnaire et fondamentalement sûr. Cette démonstration technologique vise à approfondir les compétences nécessaires à l'utilisation de moteurs-fusées hybrides dans les véhicules de lancement et à la construction et au fonctionnement sécuritaires de véhicules de lancement. Par ailleurs, d'autres systèmes conçus pour appuyer les opérations de lancement spatial, tels que les infrastructures terrestres, les chaînes d'approvisionnement, les systèmes avioniques et de communication, seront également mis au point. Dans le cadre de cette proposition, Reaction Dynamics souhaite lancer le véhicule de démonstration de vol à une altitude d'au moins 100 km d'ici début ou le milieu de 2020. L'entreprise souhaite offrir dès 2023 un service de lancement de satellites au Canada, ciblant le marché émergent des CubeSats et des microsats ainsi que les missions d'observation de la Terre.

Les ingénieurs de l'aérospatiale utilisent souvent des logiciels de simulation de systèmes électroniques complexes pour évaluer les performances de diverses architectures et pour affiner le logiciel et le matériel au début de la phase de développement.

Les systèmes informatiques hétérogènes (c'est-à-dire à plus d'un type de processeur) offrent des avantages par rapport aux systèmes homogènes, sur le plan de la vitesse de calcul et de l'agilité de traitement, mais il n'existe pas encore de logiciels de simulation aérospatiale pour plus d'un type de processeur. Space Codesign Systems propose de développer une plateforme informatique hétérogène permettant aux spécialistes de la conception aérospatiale de concevoir plus facilement et plus efficacement des modèles de systèmes électroniques complexes, en particulier ceux qui intègrent d'autres systèmes.

Dans le secteur spatial, les technologies de communications par laser offrent des gains importants au chapitre de la taille, de la masse et de la consommation d'électricité par comparaison aux autres technologies de communications spatiales, tout en améliorant la capacité de transmission à haute vitesse d'un grand volume de données. En résumé, des charges utiles extrêmement efficaces sur le plan de la transmission des données peuvent être embarquées sur de plus petits engins.

Neptec se propose de développer un prototype de récepteur optique pour la liaison descendante des satellites en orbite basse terrestre. Ce prototype permettra d'explorer les impondérables technologiques en vue de concevoir les futurs systèmes de communications optiques dans l'espace (soit un terminal optique spatial) et pour les futurs projets de satellites scientifiques de l'Agence spatiale canadienne.

Les instruments de prédiction, de surveillance et de protection contre les rayonnements sont un aspect de toutes les missions spatiales. La construction de détecteurs de rayonnement pour les missions sur la Lune et sur Mars présente des défis particuliers à cause des limitations strictes de taille, de masse et de consommation électrique.

Le projet proposé consistera à évaluer la possibilité d'employer des photomultiplicateurs au silicium comme technologie de base pour les spectromètres miniaturisés. Ces composants au silicium devraient pouvoir remplacer les tubes photomultiplicateurs traditionnels encombrants, avec une réduction importante de la taille des instruments de mesure des rayonnements et de leur consommation électrique avec des performances comparables ou légèrement inférieures à celles des tubes photomultiplicateurs traditionnels. Les applications potentielles de cette technologie comprennent les missions d'exploration vers la Lune et Mars, les vols en ballons stratosphériques, les missions de petits satellites et aussi des applications sur Terre dans le domaine de la sécurité intérieure, du maintien de l'ordre public et de la radioprotection.

Les actionneurs transforment l'énergie électrique en énergie mécanique pour déplacer et commander des appareils mobiles. L'actionnement magnétorhéologique (MR) est une technologie unique offrant une performance dynamique exceptionnelle grâce à la viscosité du fluide MR qui augmente lorsqu'il est exposé à un champ magnétique, au point quasiment de se solidifier. Les actionneurs utilisant des fluides MR présentent des caractéristiques qui les rendent très intéressants pour une utilisation spatiale par rapport à d'autres types d'actionneurs : une performance accrue, une masse plus faible et une sécurité accrue lorsqu'ils sont utilisés dans des applications prévoyant des interactions humain-robot.

Exonetik propose d'étudier la possibilité d'utiliser des actionneurs MR dans des environnements spatiaux inhabités pour les missions spatiales futures. Plus précisément, ces travaux consisteront à évaluer les risques les plus critiques inhérents à l'utilisation d'actionneurs MR dans des environnements spatiaux : vibrations au lancement, dégazage en service et sécurité d'utilisation. La principale incertitude technologique concerne le dégazage. Les fluides MR conventionnels disponibles sur le marché utilisent des huiles à base d'hydrocarbures et libèrent généralement beaucoup de gaz dans certaines conditions d'exploitation. L'hypothèse de travail est la suivante : une formule spécifiquement conçue pour un faible dégazage et utilisant du perfluoropolyéther (PFPE) conviendrait au milieu spatial.

L'imagerie hyperspectrale, consistant à traiter les propriétés électromagnétiques de chaque pixel de la trame d'une image, peut être appliquée à l'identification des matériaux constitutifs d'un objet scanné ou d'un environnement scanné. Les instruments hyperspectraux embarqués à bord d'avions ou de satellites utilisent souvent des capteurs CMOS (semi-conducteur complémentaire à l'oxyde de métal), des instruments fondamentaux pour l'observation de la Terre.

ITRES Research Limited propose de concevoir un réseau de capteurs CMOS ultraperformants offrant une résolution transversale de 3¿000 pixels, soit le double de la capacité des réseaux plan-focal (FPA) CMOS les plus perfectionnés. Actuellement, les charges utiles d'observation de la Terre ont besoin de deux réseaux plan-focal CMOS pour couvrir le couloir d'observation transversalement. Ce projet porte sur le développement d'un réseau plan-focal CMOS offrant les mêmes critères de performance que les modèles actuels, avec la largeur de couloir dont a besoin la communauté canadienne des spécialistes de l'observation de la Terre.