Rover en carton

Étapes de l’activité

1. Découpe les pièces du rover dans du carton
   Tu découperas le carton ondulé en cinq pièces détachées : un carré de 15 cm × 15 cm (la coque) et quatre ronds de 10 cm de diamètre (les roues).
2. Forme la coque du rover
   Plie le carré de 15 cm × 15 cm en trois le long des ondulations (non pas en travers), c’est-à-dire dans le sens des tubes qui se trouvent dans l’épaisseur du carton. Les deux côtés doivent être pliés vers le haut.
3. Perce des trous pour les essieux
   Sur un des côtés repliés vers le haut, perce le trou par lequel passera l’essieu avant : à 1 cm du bord et à 1,5 cm du fond de la coque en carton, transperce un trou avec un crayon à mine bien aiguisé. Élargis assez le trou pour qu’un crayon ou une paille (l’essieu) y tourne librement.
   
   Recommence du côté opposé. Le second trou doit être exactement en face du premier trou. Répète l’opération pour percer les trous de l’essieu arrière.
4. Assemble les roues avant
   Insère une paille ou un crayon au travers des trous de l’essieu avant. Colle les deux roues au bout de l’essieu avant à l’aide du ruban adhésif.
5. Fabrique un crochet pour l’essieu arrière
   Déroule le trombone et enroule-le autour du crayon qui forme l’essieu arrière pour créer un crochet. Quand tu l’enlèveras, le crochet ressemblera à un ressort.
6. Assemble les roues arrière
   Insère le crayon au travers d’un des trous de l’essieu arrière. Remet le crochet (le trombone enroulé) autour du crayon puis insère le crayon dans l’autre trou. À l’aide du ruban adhésif, colle le crochet au crayon entre les deux trous, mais laisse un bout de crochet dépasser. Colle les deux autres roues à l’essieu arrière avec du ruban adhésif.
7. Pose les élastiques
   Attache deux élastiques ensemble pour former deux boucles. Fais deux petites entailles de 0,5 cm à l’avant du rover, dans le milieu, à 2 cm l’une de l’autre. Accroche une boucle élastique à ces entailles tandis que tu accroches l’autre boucle élastique au crochet.
8. Fais avancer le rover
   Tourne l’essieu arrière pour enrouler l’élastique plusieurs fois sur lui-même, jusqu’à ce qu’il devienne très tendu. Sans lâcher l’essieu, pose le rover sur le plancher. Puis, relâche l’essieu et regarde le rover partir!

Essaye-le!

• Si ton rover ne va pas bien loin, essaye d’enrouler l’élastique davantage.
• Si les côtés du rover s’affaissent et frottent contre les essieux, enroule un élastique autour de la coque pour les retenir.
• Plus les roues sont grandes et larges, plus le rover avancera loin pour chaque rotation. Essaye de fabriquer un rover avec des roues plus grandes, plus épaisses ou de différentes formes (pourquoi pas en forme d’hexagone ou de carré?) ou encore avec une paire de roues additionnelle.
• Essaye ton rover sur diverses surfaces en remplissant des bacs de matériaux différents, comme de l’amidon de maïs, du sable ou des cailloux. Inscris tes résultats et compare-les.

Comment ça marche?

Si tu enroules l’élastique autour de l’essieu, tu augmentes son énergie potentielle (l’énergie emmagasinée dans l’élastique). Quand tu relâches l’essieu, l’élastique se déroule et fait tourner la roue, donc l’énergie potentielle se transforme en énergie cinétique (l’énergie du mouvement) qui propulse le rover vers l’avant.

Si l’élastique du rover libère trop d’énergie en même temps, ses roues tourneraient à vide. Elles tourneraient si vite qu’elles n’arriveraient pas à s’agripper à la surface. Dans ce cas, tu as deux choses à essayer pour détendre l’élastique :

• Ajouter d’autres élastiques aux deux élastiques déjà accrochés.
• Couper l’élastique pour qu’il ne reste que la force d’une seule bande au lieu d’un élastique double.

L’autre facteur important à examiner, la friction, est la force de résistance entre deux objets qui se touchent. Pour que les roues tournent efficacement, la friction entre les trous de la coque et l’essieu doit être minimale. Or, la friction entre les roues et la surface, qu’on appelle la traction, compte aussi. Sans une traction suffisante, les roues n’arrivent pas à s’agripper à la surface. Elles tournent à vide, comme ce qui arrive parfois à une auto sur la glace ou dans la neige.

Pour ajuster la friction, voici plusieurs options :

• Fabriquer des roues plus épaisses
• Ajouter des roues
• Ajouter plus de poids sur l’essieu arrière
• Poser le rover sur une surface texturée ou rugueuse qui produit plus de friction

Perseverance, le rover martien

Les rovers (ou astromobiles) ressemblent aux motoneiges ou aux motodunes. En plus de leur moteur puissant et de leur forte traction, ils demeurent très stables et n’ont pas besoin d’une route.

Les roues de Perseverance, un rover martien de la NASA, sont composées d’aluminium de qualité aéronautique. Ses roues sont plus minces et légèrement plus grandes que celles du rover martien de la NASA précédent, Curiosity. Elles sont équipées de rayons en titane et de 48 crampons (ou bandes de roulement) légèrement incurvés. Ces crampons l’aident à circuler sur le sable et à supporter la pression de roches coupantes.

Perseverance affronte deux grands défis sur Mars. Premièrement, les tempêtes de poussière, qui durent des semaines ou même des mois. Cette poussière aussi fine que de la poudre pour bébé est légèrement électrostatique, donc colle à tout. Deuxièmement, le terrain accidenté de la planète, qui met les roues à rude épreuve.

Les panneaux solaires et les engrenages de Perseverance sont vulnérables à la poussière martienne, tandis que le terrain accidenté attaque les roues. Tout problème technique ou mécanique menace de mettre fin à la mission avant l’heure.