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NASA : Ingenuity, le premier hélicoptère qui va voler sur Mars, s'appuie sur un système Linux.
Son framework logiciel est disponible en open source et les devs peuvent l'intégrer à leurs projets

Le , par Stéphane le calme

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Dans quelques heures (20h heure de Paris, 14h heure de l’Est), lors d'un évènement en ligne qui sera lancé à 20h heure de Paris (14h heure de l’Est), la NASA va présenter de nouveaux clichés (dont une vidéo) de la descente de son rover Perseverance sur la surface martienne. Des caméras ont été installées à la fois sur le rover et sur son étage de descente, pour filmer les étapes de l’atterrissage. Ce sont très probablement ces images que l’agence spatiale américaine s’apprête à montrer au monde entier le soir du 22 février 2021.


Après le succès de l’atterrissage du rover Perseverance sur le sol martien le 18 février à la suite des « 7 minutes de terreur » (une expression de Jet Propulsion Laboratory pour décrire cette phase d'atterrissage de la mission qui évoque toute la difficulté que représente le fait de poser un engin si imposant sur la planète rouge), l’hélicoptère Ingenuity, qui est abrité sous le capot de Perseverance, a donné signe de vie. Bien qu'Ingenuity soit un petit hélicoptère pesant un peu moins de 2 kg, cette réalisation technique est ambitieuse. En effet, Ingenuity a pour objectif de réaliser le premier survol de la planète rouge. Sa mission durera 30 jours martiens (un jour martien équivaut à 24 heures et 37 minutes sur Terre). Il devra réaliser au cours de celle-ci un total de 5 vols afin de collecter des données télémétriques. Ingenuity est le premier aéronef jamais créé à décoller et à voler dans une atmosphère autre que l’atmosphère terrestre.

Ingenuity a été conçu pour survivre à des températures glaciales, gérer des contraintes de puissance impitoyables et tenter une série de vols de 90 secondes tout en étant séparée de la Terre de 10 minutes-lumière. Ce qui signifie que la communication ou le contrôle en temps réel est impossible. Pour comprendre comment la NASA y parvient, Tim Canham, responsable des opérations d'hélicoptères sur Mars au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, a accordé une interview à la presse américaine.

Il est important de garder la mission de l’hélicoptère sur Mars dans son contexte, car il s’agit d’une démonstration technologique. L'objectif principal ici est de voler sur Mars et c'est tout. L'importance et la valeur de la mission sont de montrer que le vol sur Mars est possible, et de collecter des données qui vont servir lors de la conception de la prochaine génération de giravions martiens afin de réaliser des choses plus ambitieuses et passionnantes.

Voici une animation de JPL montrant la mission la plus complexe qui est actuellement prévue:


Tim Canham a expliqué : « C’est la première fois que nous piloterons Linux sur Mars. Nous fonctionnons actuellement sur un système d'exploitation Linux. Le framework logiciel que nous utilisons est celui que nous avons développé au JPL pour les cubesats et les instruments, et nous l'avons proposé en open source il y a quelques années. Ainsi, vous pouvez obtenir le framework logiciel déployé sur l’hélicoptère qui vole sur Mars et l’utiliser sur votre propre projet. C'est une sorte de victoire de l’open source, car nous pilotons un système d'exploitation open source et un framework de logiciel de vol open source et des pièces commerciales volantes que vous pouvez acheter dans le commerce si vous vouliez le faire vous-même un jour. C'est une nouveauté pour JPL, car ils ont tendance à aimer ce qui est très sûr et éprouvé, mais beaucoup de gens sont très enthousiastes à ce sujet et nous avons vraiment hâte de le faire ».

Lorsqu'il lui a été demandé dans quel sens l'hélicoptère fonctionne-t-il de façon autonome, il a répondu :

« Vous pouvez presque penser à l'hélicoptère comme à un vaisseau spatial JPL traditionnel à certains égards. Il a un moteur de séquençage à bord, et nous écrivons un ensemble de séquences, une série de commandes, et nous téléchargeons ce fichier sur l'hélicoptère et il exécute ces commandes. Nous planifions la partie guidage des vols au sol en simulation comme une série de points de cheminement, et ces points de cheminement sont la séquence de commandes que nous envoyons au logiciel de guidage. Lorsque nous voulons que l'hélicoptère vole, nous lui disons de partir, et le logiciel de guidage prend le relais et exécute le décollage, la traversée vers les différents points de cheminement, puis l'atterrissage.

« Cela signifie que les vols sont préplanifiés très précisément. Ce n’est pas une véritable autonomie, en ce sens que nous ne lui donnons pas d’objectifs et de règles et que nous ne faisons aucun raisonnement de haut niveau. C’est une sorte d’autonomie à mi-chemin. La méthode de la force brute serait un humain assis là et le faisant voler avec des joysticks, et évidemment nous ne pouvons pas le faire sur Mars. Mais le projet n’a pas eu le temps de développer une autonomie vraiment détaillée sur l’hélicoptère, nous lui communiquons donc le plan de vol à l’avance, et il exécute une trajectoire qui a été préplanifiée. Pendant qu'il vole, il essaie de manière autonome de s'assurer qu'il reste sur cette trajectoire en présence de rafales de vent ou d'autres choses qui peuvent se produire dans cet environnement. Mais il est vraiment conçu pour suivre une trajectoire que nous planifions sur le terrain avant de voler.

« Ce n’est pas nécessairement une preuve de concept d’autonomie avancée – lancer une requête comme « prends une photo de ce rocher » serait une autonomie plus avancée, à mon avis. Alors qu'il s'agit vraiment d'un vol scénarisé, l'objectif principal est de prouver que nous pouvons effectuer avec succès des vols sur Mars. Nous travaillons actuellement sur de futurs concepts de mission qui impliqueraient un hélicoptère plus gros avec beaucoup plus d’autonomie à bord et qui pourrait peut-être [atteindre] ce type d’autonomie avancée. Mais si vous vous souvenez de Mars Pathfinder, le tout premier rover qui a roulé sur Mars, il avait une mission très basique : conduire en cercle autour de la station de base et essayer de prendre des photos et des échantillons de roches. Donc, en tant que démonstration de technologie, nous essayons d'être modestes sur ce que nous essayons de faire la première fois avec l'hélicoptère ».


Ingenuity a été mis sous tension pour la première fois le samedi 20 février. Ses six batteries lithium-ions vont être chargées à environ 30 % de leur capacité. L’équipe du Jet Propulsion Laboratory (JPL) en charge de la mission Mars 2020 a prévu de les charger à 35 % de leur capacité d’ici quelques jours. Ensuite, des sessions de recharge hebdomadaires seront planifiées pour garder l’hélicoptère au chaud sur la surface froide de Mars afin de le préparer à son premier vol. D’ailleurs, Ingenuity se charge pour le moment grâce au rover Perseverance. Cependant, il se chargera de manière autonome avec ses panneaux solaires une fois qu’il sera déployé.

FPrime

Source : NASA (1, 2)

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