L’OPTIMISME de la NASA – Persévérance améliorée Mars Rover Twin – Commence les tests de terrain

OPTIMISM, le modèle d’ingénierie à grande échelle de Persévérance, entame une série de tests rigoureux pour évaluer le risque de dangers potentiels liés à la conduite à la surface de la planète rouge.

Un jour récent de novembre, le rover de la taille d’une voiture a roulé lentement vers l’avant, puis s’est arrêté, perché au seuil d’un paysage martien. Mais ce rover, nommé OPTIMISM, n’était pas sur la planète rouge. Et le paysage était une maquette parsemée de rochers du vrai Mars – le Mars Yard à NasaJet Propulsion Laboratory en Californie du Sud.

OPTIMISM, un jumeau du rover Perseverance qui explore le cratère de Jezero sur Mars, effectuera un travail crucial dans les semaines à venir : parcourir les pentes et les dangers de Mars Yard, forer des échantillons de carottes à partir de rochers et stocker les échantillons dans des tubes métalliques – tout comme La persévérance se fait dans sa chasse aux signes de la vie microbienne ancienne. Abréviation de Operational Perseverance Twin pour l’intégration de mécanismes et d’instruments envoyés sur Mars, OPTIMISM est plus génériquement connu sous le nom de banc d’essai de système de véhicule, et le rover récemment mis à niveau commence à tester de nouveaux équipements pour la première fois ce mois-ci.

Les tests permettent de s’assurer que le jumeau d’OPTIMISM sur Mars peut exécuter en toute sécurité les commandes envoyées par les contrôleurs sur Terre. Ils pourraient également révéler des problèmes inattendus que la persévérance pourrait rencontrer.

« La taille et la forme des roches dans le champ visuel – se transformeront-elles en obstacles ou non ? » a déclaré Bryan Martin, responsable des logiciels de vol et des bancs d’essai chez JPL. «Nous testons beaucoup de cela, découvrons quels genres de choses à éviter. Ce que nous avons traversé en toute sécurité ici a informé les conducteurs de rover dans la planification de leurs traversées sur Mars. Nous avons fait tellement de tests sur le terrain que nous pouvons être confiants. Ça marche.”

À peu près aussi long qu’un court de tennis double et deux fois plus large, le Mars Yard a servi de terrain d’essai pour de nombreux rover twin entièrement conçus – du modèle d’ingénierie du tout premier petit Sojourner qui a atterri sur Mars en 1997 au Missions Spirit et Opportunity qui ont commencé en 2004 sur les rovers Curiosity et Perseverance explorant Mars aujourd’hui.

Dans chaque cas, un rover double a escaladé des pentes, esquivé des obstacles ou aidé les planificateurs de rover à trouver de nouveaux chemins sur la zone simulée de Mars. OPTIMISM s’est déployé pour la première fois sur Mars Yard en septembre 2020, lorsqu’il a effectué des tests de mobilité.

Mais il a récemment reçu des mises à jour clés pour correspondre aux fonctionnalités disponibles sur Perseverance, y compris un logiciel de mobilité supplémentaire et la majeure partie du système de mise en cache d’échantillons extrêmement complexe. Et bien que l’équipe ait déjà effectué des tests à l’aide de la carotteuse à l’extrémité du bras robotique d’OPTIMISM, elle testera pour la première fois l’assemblage de mise en cache adaptatif nouvellement installé dans le Mars Yard. L’assemblée sur Persévérance est responsable du stockage des échantillons de roches et de sédiments. Certains ou tous ces échantillons initiaux pourraient faire partie de ceux renvoyés sur Terre par une future mission.

“Maintenant, nous pouvons le faire de bout en bout dans le banc d’essai”, a déclaré Jose G. Trujillo-Rojas, responsable de l’ingénierie des systèmes Vehicle System Ted Bed. “Forez dans la roche, récupérez la carotte, et maintenant nous avons le mécanisme responsable de la mise en cache de cet échantillon dans le cylindre.”

Et si des problèmes surviennent sur Persévérance sur Mars, OPTIMISM peut être utilisé comme plate-forme pour comprendre ce qui n’a pas fonctionné et aussi comment y remédier.

Jumeaux Jumeaux

En ce jour de novembre, un poids lourd a transporté OPTIMISM d’un laboratoire d’essais du JPL au garage de Mars Yard. Récemment agrandie, la structure abrite également l’un des homologues terrestres de Curiosity : MAGGIE, ou Mars Automated Giant Gizmo for Integrated Engineering. Un deuxième double Curiosity, une version squelettique appelée “Épouvantail” qui n’a pas de cerveau informatique, est logé dans un hangar séparé dans le Mars Yard.

MAGGIE rejoindrait OPTIMISM dans le garage de Mars Yard dans les jours à venir.

Mais, pour l’instant, l’équipe du banc d’essai s’est concentrée sur l’OPTIMISME. « Tout droit 5 mètres en avant : prêt ? » Leann Bowen, un ingénieur du banc d’essai, a appelé depuis une console d’ordinateur à l’intérieur du garage.

“Très bien, ramène-la à la maison, Leann”, a déclaré Trujillo-Rojas.

Avec un gémissement de moteurs électriques, OPTIMISM a avancé sur ses six roues métalliques, s’arrêtant juste sur la marque sur le sol en béton du garage alors que les membres de l’équipe du banc d’essai regardaient dans leurs blouses de laboratoire blanches. Par une porte grande ouverte devant le rover, le Mars Yard fit signe.

Le forage d’échantillons de carottes à partir de roches terrestres dans le Mars Yard et leur scellement dans des tubes métalliques n’est pas aussi simple qu’il y paraît. L’équipe Mars du JPL fournit une variété de types de roches pour qu’OPTIMISM puisse forer, car la nature exacte de la roche que Persévérance rencontrera ne peut souvent pas être connue à l’avance. Le terrain est également une variable : un test précédent avec le bras robotique impliquait de garer le rover sur une pente, puis de lui demander de forer.

“Il était possible que le rover glisse”, a déclaré Trujillo-Rojas. “Nous voulions d’abord tester cela ici sur Terre avant d’envoyer des instructions au rover sur Mars. C’était effrayant, car vous pouvez imaginer que si vous percez de cette façon et que le rover glisse légèrement en arrière, la perceuse aurait pu se coincer.

OPTIMISM a foré la carotte avec succès, suggérant que Persévérance pourrait également effectuer le forage sur une pente si nécessaire.

Essai routier

Avec des trajets plus longs dans un avenir proche de Persévérance, un autre travail pour le jumeau terrestre consistera à présenter de nouveaux défis au système de navigation autonome du rover, ou AutoNav. Perseverance utilise un ordinateur puissant pour créer des cartes 3D à l’aide d’images de rover du terrain à venir, et utilise ces cartes pour planifier son trajet avec une assistance humaine minimale.

Dans les tests de Mars Yard, le rover jumeau peut s’arrêter alors qu’il « réfléchit » à plusieurs choix possibles – ou même décide, de manière inattendue, d’éviter complètement les obstacles et de simplement faire le tour.

“En voyant le rover se déplacer de manière autonome dans Mars Yard, vous avez en quelque sorte l’impression d’être connecté au rover sur Mars”, a-t-il déclaré. « Cela vous donne cette connexion visuelle. »

Bien entendu, OPTIMISM et son équipe humaine doivent composer avec des facteurs environnementaux très différents de ceux rencontrés par Persévérance, qui est bâtie pour des températures glaciales et un rayonnement intense. La gravité plus forte de la Terre exigeait que les roues métalliques d’OPTIMISM soient plus épaisses que celles de son homologue martien. Et son électronique doit parfois être refroidie pour éviter les dommages causés par les températures estivales du sud de la Californie – le contraire du problème causé par le froid profond sur Mars.

“Sur Mars, nous essayons de garder le rover au chaud”, a déclaré Trujillo-Rojas. « Ici, nous essayons de garder le calme. »

Des cerfs, des lynx roux, des tarentules et même des serpents occasionnels se frayent un chemin dans le Mars Yard. Les feux de forêt dans la région peuvent remplir l’air de fumée. Et les calendriers de tests et de dotation devaient composer avec COVID-19[feminine.

“Nous avons traversé beaucoup de défis avec ce rover”, a-t-il déclaré. «Dès que nous allions commencer à le construire, avec une intégration pratique, la pandémie s’est produite. Et puis nous avons eu des pluies, et nous avons eu beaucoup de feu. Nous avons dû quitter le labo – enfumé !

Maintenant, un OPTIMISME repensé est prêt à se remettre au travail.

“C’est une étape importante pour notre équipe”, a déclaré Trujillo-Rojas.

En savoir plus sur la mission

Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, y compris la recherche de signes d’une vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache la roche martienne et le régolithe (roche brisée et poussière).

Des missions ultérieures de la NASA, en coopération avec l’ESA (Agence spatiale européenne), enverraient des engins spatiaux sur Mars pour collecter ces échantillons scellés à la surface et les renvoyer sur Terre pour une analyse approfondie.

La mission Mars 2020 Perseverance fait partie de l’approche d’exploration de la Lune à Mars de la NASA, qui comprend des missions Artemis sur la Lune qui aideront à préparer l’exploration humaine de la planète rouge.

JPL, qui est géré pour la NASA par Caltech à Pasadena, en Californie, a construit et gère les opérations du rover Perseverance.