En un peu plus de sept minutes en début d'après-midi du 18 février, 2021, Le rover Mars 2020 de la NASA en exécutera environ 27, 000 actions et calculs alors qu'il accélère à travers la transition dangereuse du bord de l'espace au cratère Jezero de Mars. Alors que ce sera la première fois les roues du 2, 314 livres (1, 050 kilogrammes) le rover a touché la planète rouge, le réseau de processeurs du véhicule, les capteurs et les émetteurs seront, d'ici là, ont simulé avec succès un touché à Jezero plusieurs fois auparavant.

"Nous avons atterri pour la première fois sur le cratère Jezero le 23 janvier, " dit Heather Bottom, ingénieur système pour la mission Mars 2020 au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Californie. "Et le rover a de nouveau atterri avec succès sur Mars deux jours plus tard."

En bas se trouvait le responsable de test pour le test des systèmes 1, ou ST1, la première occasion pour l'équipe d'ingénierie de Mars 2020 de prendre les principaux composants de la mission Mars 2020 pour un essai routier. Plus de deux semaines en janvier, Bottom et 71 autres ingénieurs et techniciens affectés à la mission 2020 ont repris la salle blanche de High Bay 1 dans l'installation d'assemblage de vaisseaux spatiaux du JPL pour installer les logiciels et les systèmes électriques à bord de la croisière de la mission, capsule d'entrée, étape de descente et rover à leur rythme.

"ST1 était une entreprise énorme, " a déclaré Bottom. " C'était notre première chance d'exercer le logiciel de vol que nous utiliserons en 2020 avec les composants réels du vaisseau spatial qui se dirigeront vers Mars - et de s'assurer qu'ils fonctionnent non seulement comme prévu, mais aussi interagir les uns avec les autres comme prévu."

L'héritage du logiciel de Mars 2020 remonte aux Mars Exploration Rovers (Spirit and Opportunity) et au rover Curiosity qui explore le cratère Gale de Mars depuis 2012. Mais 2020 est une mission différente avec un rover différent, un ensemble différent d'instruments scientifiques et une destination différente sur Mars. Son logiciel doit être adapté en conséquence.

Le travail a commencé sérieusement sur le logiciel de vol en 2013. Il a été codé, recodé, analysés et testés sur des postes de travail informatiques et des ordinateurs portables. Plus tard, le logiciel de vol s'est inscrit sur les bancs d'essai des engins spatiaux où il a été exposé à des ordinateurs, capteurs et autres composants électroniques personnalisés pour imiter le matériel de vol qui sera lancé avec la mission en 2020.

« Les postes de travail virtuels et les bancs d'essai sont une partie importante du processus, " a déclaré Bottom. "Mais les dizaines de milliers de composants individuels qui composent l'électronique de cette mission ne vont pas tous agir, ou réagir, exactement comme un banc d'essai. Voir le logiciel de vol et le matériel de vol réel fonctionner ensemble est le meilleur moyen de renforcer la confiance dans nos processus. Testez comme si vous voliez."

Faire la note

La veille du début de ST1, la salle blanche de High Bay 1 bondissait avec l'assemblage d'ingénieurs et de techniciens en "costume de lapin", inspecter et tester le matériel de la mission. Le lendemain, Mercredi, 16 janvier la chambre était étrangement calme. La majorité des travailleurs y avaient été remplacés par deux techniciens pour surveiller le matériel d'essai en vol. Des lignes de câblage électrique (ombilicaux) ont été ajoutées pour fournir des données et de l'énergie à l'étage de croisière du vaisseau spatial, coque arrière, étage de descente et châssis rover, qui n'ont pas encore été empilés. Les communications sol-vaisseau en vol (et engins spatiaux en vol-sol) étaient gérées par transmission radio en bande X, tout comme ils le seraient pendant le voyage vers Mars.

ST1 a commencé par des commandes pour mettre sous tension les composants électriques de l'engin spatial et configurer le thermique, configurations électriques et télécoms. Alors que tous les composants du vaisseau spatial sont restés dans la salle blanche, Bottom et son équipe les ont fait croire qu'ils étaient assis au sommet d'une fusée Atlas 541 à 190 pieds (58 mètres) au-dessus du complexe de lancement 41 à Cap Canaveral le 17 juillet, 2020, en attente d'être projeté dans l'espace.

Prochain, ils se sont concentrés sur une autre partie de la croisière avant de tester la séquence d'atterrissage. Puis ils ont tout recommencé.

Après un lancement réussi, ils ont fait un bond de 40 jours à l'avance pour simuler une croisière dans l'espace lointain. Comment le logiciel et le matériel interagiraient-ils lorsqu'ils devaient effectuer des corrections de navigation et des manœuvres de correction de trajectoire ? Et comment fonctionneraient-ils lorsque les événements simulés ne se dérouleraient pas comme prévu ? L'équipe a cherché des réponses sur les écrans d'ordinateur des opérateurs dans la salle des opérations de test à côté de la salle blanche.

"Depuis la salle des opérations de test, vous pouviez regarder par les fenêtres sur le sol de la salle blanche et voir clairement le matériel de vol, " dit Bottom. " Rien ne bougeait visiblement, mais sous la structure extérieure, il y avait des ordinateurs de vol qui changeaient de côté, radios émettant et recevant des transmissions, vannes de carburant entrant et sortant, les sous-systèmes sont mis sous tension puis éteints, et des signaux électriques étant envoyés à des dispositifs pyrotechniques inexistants. Il s'y passait beaucoup de choses."

Le 30 janvier, l'équipe de test Mars 2020 a pu clôturer son 1, Livre de procédures de plus de 000 pages pour ST1. Ils sont allés deux pour deux sur les atterrissages sur Mars. Ils ont également lancé quatre fois, effectué la navigation dans l'espace lointain, exécuté plusieurs manœuvres de correction de trajectoire et même testé quelques situations hors-nominales en vol. Cette première évaluation des matériels et logiciels de vol, plus d'un an en préparation, avait été un franc succès, montrer où les choses excellaient et où elles pouvaient être améliorées. Lorsque ces nouveaux changements ont été étudiés à la fois sur un poste de travail virtuel et dans le banc d'essai, ils auront la chance de "voler" dans l'un des nombreux autres tests de systèmes prévus pour Mars 2020.

"L'un des futurs tests de scénario placera le rover à l'intérieur d'une chambre thermique et simulera le fait d'être à la surface. Il passera par des activités critiques à la mission à des températures de surface de Mars très basses, " a déclaré Bottom. " Au propre comme au figuré, ce sera un test très cool. "