Curiosity est un rover énergique, narcoleptique et solitaire, mais c'est tout ce qu'il faut pour explorer le système solaire comme une rock star. Aujourd'hui, le rover est un chouchou des médias. Comme toute célébrité humaine, Curiosity prend souvent des selfies, possède une vidéo musicale et un compte Twitter parodique. Elle a été immortalisée en tant que figurine LEGO. Le célèbre robot a même un passé trouble.
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En 2008, Curiosity - techniquement appelé Mars Science Laboratory, ou MSL - était sérieusement ridiculisé pour son retard et son dépassement du budget. La mission avait été initialement présentée à la NASA comme un vaisseau spatial de 1, 6 milliard de dollars. Elle devait être lancée en 2009. Toutefois, divers obstacles techniques ont fait glisser le calendrier de lancement à 2011, et les coûts ont grimpé à 2, 5 milliards de dollars. Selon Rob Manning, ingénieur en chef de la mission, les problèmes de la jeune Curiosity remontent à sa caractéristique la plus célèbre: le système d'atterrissage de la grue du ciel.
La grue du ciel ressemblait à un jetpack qui abaissait le véhicule sur la surface martienne sur ses liens. Ce n'était qu'une partie de la phase de la mission appelée entrée, descente et atterrissage (EDL). Pour les ingénieurs de la NASA, la phase EDL s'appelait également les sept minutes de terreur, car une fois que tout avait commencé, tout était automatisé et l'équipe n'avait plus d'autre choix que de manger des cacahuètes et de se croiser les doigts.
La grue céleste était un moyen tout à fait novateur d'atterrir un vaisseau spatial sur Mars, conçue pour accueillir le rover Curiosity d'une tonne. Parce qu'il était si nouveau et que l'atterrissage sur Mars est toujours un défi, la conception et le dépannage des systèmes EDL sont devenus une partie importante de la conception de la mission, une tâche qui a occulté le reste des besoins du rover, a déclaré Manning dans son nouveau livre Mars Rover. Curiosity, publié par Smithsonian Books.
Mars Rover Curiosity: le récit de l'ingénieur en chef de Curiosity
Le récit de première main des essais et des tribulations de l’ingénierie, l’un des éléments les plus complexes de la technologie spatiale, le Mars Rover Curiosity, de son ingénieur en chef, Rob Manning.
Acheter«Je pense que le nouveau système EDL brillant et brillant de MSL […] nous a en fait tous distrait un peu des principes fondamentaux de la construction d'un rover totalement nouveau et radicalement différent», déclare-t-il. En compagnie de l'écrivain à succès William L. Simon, Manning décrit les hauts et les bas de Curiosity dans le livre, offrant un aperçu des esprits de la NASA et des travailleurs du secteur privé qui ont dû lutter pour envoyer cette mission désormais mondialement célèbre sur Mars.
Par exemple, l'accent mis sur le pont roulant et d'autres équipements EDL a permis à l'équipe de passer moins de temps à examiner la source d'alimentation de Curiosity. Les deux précédents robots, les jumeaux Spirit et Opportunity, fonctionnaient à l'énergie solaire. Le problème était que les batteries pouvaient générer environ 110 watts, mais chaque mobile avait besoin de 1500 watts pour être pleinement opérationnel. Selon Manning, la solution consistait à rendre les rovers narcoleptiques: ils ne seraient éveillés que quelques heures chaque jour martien, tirant leur énergie d'une batterie embarquée pour conduire ou mener des expériences. Ensuite, ils feraient une sieste et se réveilleraient pour faire plus de travail. «Une journée dans la vie d'un rover ressemble un peu plus à un vieux chien qu'à une voiture de course», écrit Manning.
Alors que Curiosity était équipé d’une source d’énergie nucléaire au lieu de panneaux solaires, il s’agissait également d’une machine beaucoup plus grande qui transportait onze instruments scientifiques et caméras complexes. En plus de la puissance nécessaire aux opérations générales, ces instruments devraient être chauffés pour fonctionner correctement sur Mars. Environ un an avant la date de lancement de 2009, alors que les détails concernant certains instruments scientifiques sont entrés, l'équipe a réalisé que même avec des siestes électriques, la batterie de Curiosity était trop petite pour la tâche. Utiliser une batterie plus grosse sans trouver d’autres endroits pour rogner rendrait le mobile trop lourd pour atterrir.
Des problèmes se sont accumulés à partir de là, y compris le vent emportant des échantillons de roche avant qu'ils puissent être analysés, et des signes indiquant que le détachement du véhicule des attaches de la grue aérogare court-circuiteraient une liaison de communication vitale lors de l'atterrissage. Les retards dans l'envoi de matériel fini pour assembler le vaisseau spatial ont obligé la NASA à faire l'appel et à annoncer qu'elle raterait la fenêtre de lancement de 2009.
«Une fois que votre rover a raté cette fenêtre… le coût augmente automatiquement et c'est uniquement pour le« compteur de taxi »de l'équipe qui doit attendre plus longtemps pour quitter le travail», explique Manning. Le bon côté des choses, c’est que ce temps supplémentaire a permis à l’équipe de régler les problèmes - de réparer les circuits, de travailler avec une batterie plus grande - et de se lancer avec succès le 26 novembre 2011.
Un ingénieur JPL vérifie les mouvements du bras robotique sur une version test du mobile Curiosity. (NASA / JPL-Caltech) 
Un graphique montre les multiples étapes que Curiosity a dû franchir pour atterrir en toute sécurité sur Mars. (NASA / JPL-Caltech) 
Les ingénieurs de JPL célèbrent des moments après avoir confirmé que Curiosity avait atterri sans encombre sur Mars. (NASA / JPL-Caltech) 
Un affleurement rocheux révèle des pierres arrondies en cours de vieillissement par roche sédimentaire, signe que cette partie de Mars présentait autrefois un ruisseau. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Le premier échantillon de roche en poudre a été livré au laboratoire de chimie du rover en février 2013 (NASA / JPL-Caltech / MSSS). 
L'expérience de chimie et minéralogie (CheMin) sur le mobile Curiosity a été soumise à la première radiographie d'un échantillon de sol en octobre 2012. Les résultats ont montré des signatures chimiques de minéraux suggérant que la saleté martienne ressemblait beaucoup aux sols volcaniques d'Hawaï. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
Curiosity a pris une photo de sa roue avant gauche en novembre 2013, révélant des éraflures, des bosses et même des crevaisons dues au roulement sur des rochers coupants. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
La curiosité s'est finalement installée dans la base du mont Sharp en septembre pour collecter des échantillons à analyser. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Depuis son atterrissage louable d'août 2012, Curiosity a renvoyé d'énormes quantités de données, allant d'images haute résolution de Mars et de ses lunes, aux premiers signes évidents qu'une eau potable capable de soutenir la vie avait jadis coulé à la surface de la planète. Un peu plus d'un an après le début de la mission, le rover a maintenant atteint son objectif principal, la base d'une montagne martienne surnommée le mont Sharp. Des couches de sédiments exposés pourraient en dire plus aux scientifiques sur le passé apparemment habitable de Mars et pourraient même contenir des traces préservées de vie primitive.
«Nous étions tous absolument ébahis lorsque le tout premier sondage a révélé un endroit sur Mars qui était habitable il y a des milliards d'années», a déclaré Manning. «Ce que nous avons ici est un endroit qui non seulement aurait pu soutenir la vie, mais pourrait aussi, si nous continuons de chercher, chercher dans un endroit qui stocke chimiquement ces disques. C’est ce qui nous a amenés à accorder une haute priorité à la course vers la colline. »
Le voyage en voiture n’a pas été sans accroc, notamment l’usure inattendue des roues de Curiosity. Au moment de la conception des roues, le principal souci était qu'un rover trop lourd fût coincé dans le sable - un destin qui a sonné le glas pour le rover Spirit en 2010. L'équipe a donc fabriqué les six grandes roues de Curiosity qui agissaient comme des dispositifs de flottaison, dit Manning. Chaque large roue dunebuggy-esque était creusée dans un bloc d’aluminium léger.
Ce que l'équipe ignorait, c'est que le rover devrait rouler sur des roches sculptées par le vent et incrustées dans de l'argile, qui agissent comme un lit de clous. Ces rochers acérés comme des lames de rasoir ont commencé à déchirer les roues et Manning prévoit qu'un éclat de métal pourrait un jour se déchirer dans les câbles internes du rover, ce qui paralyserait la mission. Jusque-là, «nous devons choisir notre chemin avec soin», dit Manning. «Nous envisageons également des modifications logicielles qui minimiseraient les dommages en veillant à ce que les roues accélèrent un peu lorsqu'elles montent sur un rocher. Cela réduit l'usure. "
Le pépin montre comment chaque mission sur Mars peut s'appuyer sur les capacités de la suivante, un processus que Manning met en exergue dans le livre lorsqu'il décrit les leçons tirées d'un vaisseau spatial remontant aux atterrisseurs Viking dans les années 1970. Il met déjà à profit certaines des expériences de Curiosity dans la conception du prochain rover martien, dont le lancement est prévu pour 2020, et dans un système permettant à des personnes d'atterrir sur Mars avec un disque gonflable et un parachute de nouvelle génération.
Manning ajoute que Curiosity et son entourage martien permettent aux ingénieurs de développer des technologies, telles que les logiciels de conduite autonome, qui seront probablement cruciales pour les futurs rovers se dirigeant vers des régions encore plus éloignées, telles que les lunes glacées de Jupiter et Saturne. «Pour vous rendre sur les planètes extérieures ou sur des lunes comme Europa, Ganymede et Enceladus, vous avez toujours besoin d'un véhicule capable d'autonomie», déclare Rob Manning, actuellement directeur de l'ingénierie de Mars pour le laboratoire de propulsion par réaction de la NASA. «Nous n'allons pas nous amuser comme une voiture télécommandée. Nous lui disons où nous voudrions que cela se passe, et son travail consiste à déterminer comment y parvenir. "
Mais plus que les révélations techniques, Manning pense que l’histoire de Curiosity est importante pour l’humanité à un niveau beaucoup plus fondamental, presque existentiel. «Je pense que le message est que, même si MSL était une mission à budget important de la NASA (du moins, selon les normes actuelles), il n'est pas conçu par des ingénieurs et des scientifiques abstraits travaillant dans des institutions sans visage», déclare Manning. «Au lieu de cela, il est construit par un groupe de personnes. Des gens aussi humains, aussi faillibles et aussi intelligents que la plupart des gens que vous connaissez. … C’est finalement une entreprise humaine et nous avons la chance d’en faire partie. ”
