14 Février 2019

[Quézako?] Cette roue va laisser des traces sur Mars

Elle appartient au rover Rosalind Franklin de la mission européenne ExoMars 2020. Un logiciel conçu par le CNES sera aux commandes du véhicule lors de phases de navigation autonome sur Mars.

Photo d'une roue du « modèle thermique et structurel » du rover Rosalind Franklin prise lors de tests réalisés à Toulouse en août 2018. Les fils, reliés à des capteurs, ont transmis des informations durant les différents essais. Crédits : CNES/G. Le Bras, 2018.

Le 19/03/2021, le rover Rosalind Franklin atterrira sur la planète Mars dans le cadre de la mission ExoMars 2020. Ce sera le 1er véhicule robotisé de l'histoire européenne ! Ce véhicule, en fin d'assemblage en Angleterre, est équipé sur 6 roues motrices et directrices de 31 cm de diamètre et 12 cm de large. Douze crampons dentés d’une hauteur de 9 mm habillent leur surface. Ils amélioreront le déplacement du rover sur le régolithe martien, un sable très fin. Des pneus en caoutchouc se seraient enfoncés ! De plus, tout matériau organique, est proscrit sur Mars, qui plus est dans le cadre d'une mission dont l'objectif est de rechercher des molécules organiques caractéristiques du vivant !

Pour obtenir une compression semblable à celle du caoutchouc, les ingénieurs européens ont imaginé des roues en acier flexibles. « La déformation des roues améliore la capacité d'absorption et de franchissement d’obstacles en augmentant la surface de contact entre la roue et l’environnement. L’adhérence est ainsi bien meilleure sur les objets durs » explique Michel Delpech, ingénieur dans l'équipe robotique du CNES. Le rover roulera ainsi facilement sur des cailloux de 15-20 cm de haut. Les plus gros rochers, il faudra les éviter ! Pour cela, le robot sera parfois piloté par un logiciel de navigation autonome dont 2 versions sont prévues : une version anglaise conçue par Airbus Defence and Space et une version française développée par le CNES.

Illustration d'artiste du rover Rosalind Franklin. Très mobile, il sera même capable de se déplacer de côté, comme un crabe. Crédits : ESA/ATG medialab.

Le « modèle thermique et structurel » du rover Rosalind Franklin était en test à Intespace, à Toulouse, en août 2018. Le modèle de vol est en fin d'assemblage à Stevenage en Angleterre, chez Airbus Defense and Space. Il sera à Toulouse en août 2019 pour d’ultimes tests. Il partira ensuite à Cannes, chez Thales Alenia Space. Mandaté par l'Agence spatiale européenne (ESA), Thales Alenia Space (Italie) est le maître d'oeuvre du programme ExoMars. Crédits : CNES/G. Le Bras, 2018.

test De conduite aux Pays-Bas : feu vert !

En janvier 2019, le logiciel de navigation autonome français a été implanté sur un robot 2 fois plus petit que le rover d'ExoMars 2020 et testé sur le terrain de simulation d’environnement martien de l’Agence spatiale européenne, aux Pays-Bas. Durant 2 jours, le robot a manœuvré avec précaution à travers les roches rouges et le sable.

« Le rover Rosalind Franklin sera capable de prendre lui-même des décisions pour aller d’un point A à un point B. Il n’aura pas à attendre la réception de consignes venant de la Terre et transmis par des satellites en orbite autour de Mars. Lorsque la Terre et Mars sont les plus éloignées, le délai de transmission est de 24 min. Toute communication en temps réel est impossible  » souligne Michel Delpech qui coordonne le développement du logiciel, une version adaptée d'un programme sur lequel travaille le CNES depuis le début des années 90. 

« Notre logiciel est dans un grand état de matûrité. En 1999, il avait été testé sur un rover américain à Pasadena mais la NASA souhaitait une solution de navigation moins autonome. Nous l'avons adapté pour tenir compte à la fois des contraintes de sécurité imposées par la mission et des caractéristiques du rover Rosalind Franklin : architecture de locomotion et configuration des panneaux solaires qui dépassent largement du module central et masquent l’environnement autour du véhicule. Le rover progressera avec de multiples précautions : il avancera de 2 mètres puis s'arrêtera pour prendre des photos et les analyser, avant de repartir pour parcourir 2 nouveaux mètres et s'arrêter à nouveau. »

Le logiciel de navigation autonome du CNES repose sur la vision : le robot prend des photos et le logiciel définit le chemin par lequel passer en fonction de la localisation et la taille des cailloux, la pente, la capacité du robot à changer de direction… Crédits : ESA–G. Porter.

Le rover Rosalind Franklin sera doté d’une vraie capacité d’autonomie en terme de déplacement 



Test du logiciel de navigation autonome du CNES sur un modèle réduit du rover Franklin, en janvier 2019, sur le terrain d'expérimentation de l'Agence spatiale européenne, aux Pays-Bas. Crédits : ESA.

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