[ExoMars 2020] La planète Mars reconstituée sur Terre pour mieux piloter le rover européen

Jeudi 30 mai, Altec a dévoilé le centre de contrôle du rover de la mission ExoMars 2020. Installé à Turin (Italie), le site sera le point de rendez-vous des scientifiques et ingénieurs européens qui piloteront à distance l'expédition sur Mars. Coentreprise de Thales Alenia Space et de l'agence spatiale italienne, Altec a recréé la planète rouge sur Terre pour anticiper les défis de la mission.

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[ExoMars 2020] La planète Mars reconstituée sur Terre pour mieux piloter le rover européen
Une réplique en taille réduite du rover de la mission ExoMars 2020 au centre de contrôle de Turin (Italie).

Du sable, des cailloux et le ronronnement d’un petit moteur. La lumière frôle le sol, étend les ombres et diffuse des reflets ocres sous nos pas. Nous sommes sur Mars… Ou presque. Ce n’est pas encore l’espace mais un simulateur créé par Altec à Turin (Italie). À 14 mois du lancement de la mission ExoMars 2020, jeudi 30 mai, l’entreprise a officiellement inauguré le Rover Operation Control Center (ROCC). C’est ici que le rover européen sera piloté à distance lors de sa mission sur la planète rouge.

Nous avons quitté l’effervescence des salles blanches de Thales Alenia Space mais nous ne sommes pas très loin. Situé sur le même campus, Altec (Aerospace Logistics Technology Engineering Company) a été créé en 2001 par l’agence spatiale italienne et Thales Alenia Space qui détient deux tiers de la société. Elle a notamment fourni des services d’ingénierie pour les opérations européennes dans la Station spatiale internationale.

(Le centre de contrôle du rover européen, juste à côté du "simulateur" de la planète Mars. Crédit : SC)

Médiation entre scientifique et ingénieurs

L’ouverture du centre de contrôle est une étape importante pour l’expédition ExoMars 2020. Pour l’instant, les couloirs sont plutôt silencieux. Des dizaines d’écrans noirs sont alignés dans les salles vides. Au début de la mission sur la planète Mars, attendue pour mars 2021 (décollage en juillet 2020), l’ambiance sera radicalement différente. “Ces pièces vont être remplies de personnes parlant des langues différentes et souhaitant des choses différentes. L’un des gros défis va être de faire de la médiation entre ce que veulent les scientifiques et ce que les ingénieurs peuvent réellement faire”, prédit Vincenzo Giorgio, PDG d’Altec.

ExoMars 2020 aura pour principal objectif de chercher des traces de vie, actuelle ou passée. Au carrefour de la science et de l’industrie de pointe, l’expédition n’a rien d’un voyage touristique. Arrivé sur Mars, le rover Rosalind Franklin devra surmonter plusieurs difficultés. La première : “agresser” la planète pour reprendre le mot du PDG. C’est-à-dire réaliser un contrôle de ses équipements et s’éloigner de la plateforme russe Kazatchok sur laquelle il sera juché.

(En bas à gauche, une réplique en taille réduite du rover de la mission ExoMars 2020. Crédit : SC)

Un rover commandé à distance

Le rover ne sera pas tout à fait piloté en temps réel. Chaque commande devra partir du ROCC pour être transmise au Centre européen des opérations spatiales situé à Darmstadt (Allemagne). De là, l’ordre partira vers une antenne en Espagne puis vers la sonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) en orbite autour de Mars. Le TGO donnera finalement le message au rover. Un voyage de 76 millions de kilomètres pour environ... 20 minutes au maximum, en fonction de la position de la planète rouge.

L’intervalle paraît court mais il présente une contrainte. Vincenzo Giorgo explique : “Le centre de contrôle doit être équipé pour donner des commandes au rover qui peuvent être exécutées sans avoir besoin d’être interrompues.” Autrement dit irréversibles. D’où la construction d’un faux bassin martien dans un entrepôt à Turin, le Mars Terrain Simulator (MTS).

(Altec a installé un plan inclinable à 30 degrés pour recréer les côtes de la planète Mars. Crédit : SC)

Le rover que nous observons est beaucoup plus petit que celui prévu pour la mission. Au début d’ExoMars 2020, Altec utilisera une réplique de la même taille que le modèle de vol pour des simulations plus fidèles. La vitesse de l’engin ne devrait toutefois pas être beaucoup plus rapide. Il devrait parcourir entre 70 et 100 mètres par jour.

(Les données captées par le rover sont reproduites sous la forme d'un paysage sur ce logiciel. Crédit : SC)

Pour l’instant, la disposition des rochers sur le terrain est aléatoire. Lors de la mission, elles seront soigneusement placées en fonction de ce que le rover perçoit sur la planète Mars. L’objectif sera de recréer le plus fidèlement possible son environnement pour tester des manoeuvres difficiles avant de les exécuter. Une fois envoyées, le rover déterminera lui-même sa vitesse et son itinéraire pour relier deux points fixés par le centre de contrôle.

(Le mini-rover "Rosalind" laisse ses empreintes sur le faux sol martien. Crédit : SC)

Comme un lever de soleil sur Mars

Juste à côté du centre de contrôle, dans une grande salle, Altec a joué les paysagistes pour recréer la surface de Mars sur un espace de 20 mètres par 16 mètres. L’entreprise a posé des rochers, creusé des fissures et agencé des côtes. Vingt-huit lumières LED encadrent l’espace pour recréer les conditions de la planète rouge. “La lumière sur Mars est légèrement différente de celle sur Terre à cause de la distance du soleil et de la composition de l’atmosphère”, rappelle le PDG d’Altec.

Les seules paramètres qui ne sont pas simulés dans la pièce sont l’atmosphère, la gravité (environ un tiers de celle sur Terre) et les tempêtes de sable qui ont mis à mal le rover américain Opportunity. Vincenzo Giorgio relativise toutefois ce dernier risque : “Avec Opportunity, nous pensions que la mission serait finie au bout de quelques mois à cause des dépôts de poussière sur les panneaux solaires. Nous avons vu à l’inverse que le vent nettoie les panneaux et le rover a pu fonctionner pendant des années.”

(Le rover reproduit la phase "d'agression" en quittant sa plateforme. Crédit : SC)

Devant nous, l’équipe d’Altec réduit l’intensité des lampes et simule un lever de soleil sur Mars. Des rideaux tombent autour du plateau. Ce sont de gigantesques photos de la planète capturées par Opportunity. Dans cette pénombre, le mini-rover avance lentement et laisse l’empreinte de ses six roues sur le sol. Le sable vient d’Italie mais l’expérience est immersive. La beauté aussi est trompeuse : les ombres sont des ennemies pour les capteurs du rover. Elles rendent plus difficile la détection des obstacles. L’engin devrait néanmoins hiberner lorsque la luminosité sera insuffisante.

De la même manière, lorsque débutera la saison des tempêtes de sable sur Mars, l’appareil devrait se mettre en sommeil. Les équipes européennes ont bon espoir que le rover se réveille après la fin de ces intempéries, pour prolonger aussi longtemps que possible l’expédition spatiale.

(En route vers Mars ! Crédit : SC)

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