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Le vaisseau spatial Orion n'est pas plus intelligent que votre téléphone

Orion, le véhicule spatial de nouvelle génération de la NASA, va finalement voler vers Mars - géré par un ordinateur qui n'est pas plus intelligent que votre smartphone.

Orion, dont le lancement ce matin a été retardé jusqu'à vendredi au moins, ne propose pas d'ordinateurs à la pointe de la technologie et ses processeurs ont 12 ans, ce qui les rend anciens dans les années technologiques. Le vaisseau spatial, selon un ingénieur de la NASA, est conçu pour être robuste et fiable face aux forces G, aux quantités massives de rayonnement et aux autres rigueurs de l'espace.



Lorsqu'un vaisseau spatial est conçu pour transporter des humains dans l'espace lointain, la fiabilité est plus importante que l'utilisation des ordinateurs les plus récents et les plus puissants, a déclaré Matt Lemke, directeur adjoint de la NASA pour l'équipe avionique, alimentation et logiciels d'Orion.



'Comparé au [Intel] Core i5 de votre ordinateur portable, il est beaucoup plus lent - beaucoup moins puissant', a déclaré Lemke Monde de l'ordinateur . « Ce n'est probablement pas plus rapide que votre smartphone. Mais il ne s'agit pas tant de la vitesse que de la robustesse et de la fiabilité. Je dois juste m'assurer que cela fonctionnera toujours.

qu'est-ce qu'un bon nombre de cycles de batterie
Nasa

Matt Lemke, directeur adjoint de la NASA pour l'équipe avionique, puissance et logiciel d'Orion.



L'agence spatiale est habituée à utiliser des technologies plus anciennes.

Le dernier et le plus puissant rover de la NASA à arriver et à travailler sur Mars, Curiosity, fonctionne également sur un ordinateur pas plus puissant que celui d'un smartphone.

Maintenant, il s'appuie sur une puissance similaire dans un vaisseau spatial qui ne se contentera pas de traverser la surface d'une autre planète, mais transportera une cargaison humaine à travers l'espace.



Orion est le premier véhicule spatial que la NASA a construit depuis les missions Apollo des années 1960 et 1970. Cependant, contrairement à la navette spatiale plus récente, Orion est construit pour aller bien au-delà de l'orbite terrestre.

La NASA s'attend à ce qu'Orion se rende vers un astéroïde dans les années 2020, puis transporte des astronautes vers et depuis Mars dans les années 2030.

Le vaisseau spatial devait effectuer son premier vol d'essai jeudi matin. Mais après une série de problèmes, notamment des rafales de vent et une valve de fusée défectueuse, il n'a pas pu décoller de sa rampe de lancement à la base aérienne de Cap Canaveral. L'agence spatiale prévoit de réessayer lors d'une fenêtre de lancement ouverte de 7 h 05 à 9 h 44 HE vendredi.

Étant donné que ce vaisseau spatial a été construit environ 50 ans après Apollo, il est évidemment beaucoup plus avancé, transportant des parachutes, un bouclier thermique et des systèmes de survie à la pointe de la technologie.

Quant à l'ordinateur principal d'Orion, l'agence spatiale utilise un ordinateur de vol Honeywell International Inc. construit à l'origine pour l'avion de ligne 787 de Boeing. L'ordinateur, qui à ce stade fait tout fonctionner sur le vaisseau spatial sans équipage, a été renforcé pour les voyages dans l'espace avec un boîtier plus grand, une carte de circuit imprimé plus épaisse et du matériel pour minimiser les vibrations.

'La seule chose que nous aimons vraiment à propos de cet ordinateur, c'est qu'il n'est pas détruit par les radiations', a déclaré Lemke. «Cela peut être bouleversé, mais cela n'échouera pas. Nous avons fait beaucoup de tests sur les différentes parties de l'ordinateur. Lorsqu'il détecte des radiations, il devra peut-être se réinitialiser, mais il reviendra et fonctionnera à nouveau.

Il ne faut que 20 secondes pour que l'ordinateur se réinitialise, mais pour un système qui fait tout fonctionner sur un vaisseau qui fonce dans l'espace à des milliers de kilomètres à l'heure, même 20 secondes de temps d'arrêt sont de trop. C'est pourquoi il y a deux ordinateurs de vol à bord, donnant au vaisseau spatial un système redondant.

Pour le premier vol d'essai d'Orion, qui fera voler le vaisseau spatial à travers une zone de rayonnement élevé connue sous le nom de ceinture de Van Allan, le véhicule transportera un troisième ordinateur par mesure de précaution supplémentaire.

'Comme nous allons subir beaucoup de radiations pendant un certain temps, nous avons ajouté un autre ordinateur - un troisième - donc si les deux ordinateurs principaux tombent en panne à cause des radiations, celui-ci connaîtra l'état du véhicule si ces deux sont perdus, dit Lemke. 'Lorsque les deux premiers seront réinitialisés, ils iront au troisième et obtiendront les données actuelles.'

En matière de redondance informatique, tout est question de probabilités.

Selon Lemke, il est possible qu'un seul ordinateur de bord tombe en panne dans une mission sur 3,7. Et il y a une chance sur 8 500 que le deuxième ordinateur tombe en panne dans les 20 secondes suivant le premier.

'Il y a beaucoup d'incertitude quant à la gravité des radiations dans la ceinture de Van Allen, nous savions donc que la probabilité pourrait vraiment être pire que ce qui avait été calculé', a déclaré Lemke. 'Nous ne voulons même pas prendre un risque d'un sur 8 500, c'est donc là que le troisième ordinateur est entré en jeu.'

La chance de perdre les trois ordinateurs en même temps est d'une mission sur 1 870 000.

'Qu'est-ce que tout cela veut dire?' demanda Lemke. 'Cela signifie que nous ne serons pas du tout surpris si nous subissons une réinitialisation de l'ordinateur de vol pendant la mission, mais nous sommes très confiants que les radiations ne poseront pas de problème avec ce vol d'essai.'

Lockheed Martin

Le vaisseau spatial Orion de la NASA au Kennedy Space Center de la NASA en Floride avant d'être chargé sur la fusée qui l'emmènera dans l'espace.

Les ordinateurs exécutent les processeurs monocœur PowerPC 750FX d'IBM, qui ont été lancés pour la première fois en 2002.

La NASA a installé deux des processeurs dans chaque ordinateur de vol, les configurant pour exécuter un logiciel identique et se surveiller mutuellement. Si les processeurs ne font pas exactement la même chose, le système arrêtera de donner des commandes et se réinitialisera.

'Les processeurs sont déjà obsolètes, mais ils ont la propriété de simplement être perturbés par les radiations, au lieu d'être endommagés de manière permanente', a déclaré Lemke, notant que la NASA utilise les processeurs depuis plus de 10 ans. 'Vous pourriez le faire avec quelque chose de plus récent, mais toute l'ingénierie nécessaire pour le faire fonctionner correctement nous coûterait beaucoup plus cher pour le construire.'

Une grande partie de la technologie sur Orion provenait soit de l'industrie aérienne, soit de l'armée américaine. Par exemple, les balises du vaisseau spatial et certaines de ses antennes sont basées sur une technologie qui a d'abord été développée pour l'armée.

Orion teste également une nouvelle technologie.

Lemke a expliqué que si les transferts de données de base, comme les images envoyées d'une caméra vers le stockage embarqué, seront gérés par Ethernet gigabit ordinaire, Orion sera le premier vaisseau spatial à être équipé d'Ethernet à déclenchement temporel ou de TTEthernet pour les transferts de données critiques.

Avec l'Ethernet de base, les paquets de données sont livrés sans aucune garantie qu'ils arriveront à un certain moment. Mais lorsque des communications de données à bord sont nécessaires pour déclencher les moteurs d'Orion à un moment précis ou pour naviguer dans le vaisseau spatial, les données doivent être fournies de manière très précise.

« L'Ethernet déclenché par le temps vous offre une livraison garantie dans le temps », a déclaré Lemke. 'Cela nous permet d'utiliser Ethernet pour contrôler l'ensemble du vaisseau spatial - chaque commande envoyée par l'ordinateur, toutes les données des capteurs qui vont aux ordinateurs de vol.'

Orion dispose d'un câble Ethernet de base pour les communications de base, mais toutes les données critiques transiteront sur trois lignes Ethernet différentes.

'Orion n'est pas incroyablement high-tech, mais comparé à ce qui vole dans l'espace, il est à la pointe de la technologie', a déclaré Lemke. «C'est beaucoup plus capable que la station spatiale ou plus capable que ce que les navettes étaient. C'est à la pointe de la technologie par rapport à cela, mais ce n'est pas à la pointe de la technologie par rapport à ce que vous pouvez obtenir chez Best Buy.

«Mais ce que vous obtenez chez Best Buy n'a pas besoin de résister aux vibrations extrêmes du lancement, au vide de l'espace avec de larges variations de température, puis revient sur Terre avec beaucoup de pyrotechnie et des milliers et des milliers de G de choc, puis atterrit dans l'eau et potentiellement être submergé - et toujours fonctionner.

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