Mission analogue d'exploration de la Lune
La simulation de missions sur Terre, dans des conditions et selon des contraintes réalistes, est une manière très efficace de perfectionner la technologie, de mettre des protocoles scientifiques à l'épreuve et d'apprendre comment intégrer tous les systèmes destinés à l'exploration planétaire pour qu'ils fonctionnent efficacement sur d'autres mondes.
Entre et , l'Agence spatiale canadienne (ASC) s'est associée à l'Agence spatiale européenne (ESA) pour mener une série d'essais sur le terrain visant à simuler une mission de collecte d'échantillons lunaires : la « mission analogue d'exploration de la Lune
». Ces essais visaient à acquérir des connaissances et une expérience pratique en vue de hausser le niveau de préparation scientifique et technologique requis pour la prochaine étape de l'exploration spatiale : envoyer des humains dans l'espace lointain, comme sur la Lune et sur Mars.
La série d'essais techniques et scientifiques ont été réalisés avec le rover Juno de l'ASC. Ils se sont déroulés en trois phases, à raison d'une par année, dans une carrière de pierres du Québec.
Juno en action pendant la réalisation d'essais sur le terrain lors de la mission analogue d'exploration de la Lune. (Source : ASC.)
Objectifs
1. Simuler une mission de retour d'échantillons
Par télécommande, on a demandé à Juno de prélever trois échantillons (de pierres et de sols) et de les apporter à une réplique d'atterrisseur lunaire. Durant la mission, l'ASC a mis à l'essai une nouvelle fonctionnalité du rover Juno : le système de manipulation d'échantillons lunaires, qui peut être attaché au bras robotisé de Juno pour permettre au rover de ramasser, de ratisser ou d'agripper des pierres. Grâce à ce système, le rover a pu collecter sur commande des échantillons cibles et les stocker dans un contenant qu'il a apporté à un atterrisseur lunaire à proximité. Lors d'une vraie mission de collecte d'échantillons lunaires, un véhicule d'ascension décollerait ensuite de l'atterrisseur pour apporter les échantillons sur Terre, où des scientifiques pourraient les étudier en détail.
Le système de manipulation d'échantillons de Juno est composé d'un godet à dents avec grappin et d'un contenant d'échantillons. (Source : ASC.)
Juno stocke un échantillon de pierre prélevé à l'aide du système de manipulation d'échantillons. (Source : ASC.)
Juno transfère le contenant d'échantillons sur l'atterrisseur. (Source : ASC.)
2. Recueillir des données fidèles à la réalité sur les déplacements pendant les opérations à distance
Afin de préparer de vraies missions lunaires, les planificateurs stratégiques et les opérateurs de rover doivent connaître l'effet des différents terrains sur la vitesse du rover et sur la distance parcourue. Puisque les rovers à la surface d'autres mondes devront être commandés en tenant compte du décalage de la communication, les équipes de mission doivent aussi déterminer le degré d'autonomie qui convient le mieux à la surface qu'elles veulent explorer. Pendant la mission analogue, l'ASC a mis à l'essai le logiciel de guidage, de navigation et de pilotage de Juno, et montré que l'autonomie embarquée est utile aux opérations en temps réel.
Le pointillé jaune montre le chemin choisi par Juno pour contourner les rochers à sa gauche lors de la mise à l'essai de son logiciel de guidage, de navigation et de pilotage. (Source : ASC.)
Le logiciel de guidage, de navigation et de pilotage permet au rover de détecter et de localiser les objets en temps réel. (Source : ASC.)
3. Évaluer les outils du rover et les outils d'interface des utilisateurs
Les rovers sont dotés d'une série d'instruments scientifiques, de capteurs et d'autre matériel leur permettant de réaliser leurs missions. C'est à un poste principal de commande à distance qu'on s'assure de faire fonctionner tous ces outils ensemble. Dans le cadre de la mission analogue, Juno était télécommandé avec le logiciel Apogy, qui permet l'exécution de procédures simultanées par de multiples opérateurs avec divers outils.
Lors de la mission analogue, les essais sur le terrain visaient à simuler la difficulté de gérer des commandes provenant de différents centres de contrôle à distance, le rover étant commandé par des équipes situées au Québec (à Longueuil) et en Allemagne. Les opérateurs devaient aussi composer avec une bande passante limitée et tenir compte du décalage entre l'envoi de leurs instructions et leur exécution par le rover, exactement comme dans le cas d'une vraie mission lunaire, où les communications sont retardées (de quelques secondes) en raison de la distance entre la Terre et la Lune.
Une équipe d'opérateurs à l'ASC, à Longueuil (Québec), aux commandes de Juno durant les essais sur le terrain de la mission analogue. (Source : ASC.)
Vidéo à 360° des essais sur le terrain de la mission analogue. (Source : ASC.)
L'équipe de la mission analogue s'est aussi servie du lidar, des projecteurs et des caméras embarqués pour évaluer la capacité du rover à fonctionner dans des conditions de faible luminosité afin de simuler des opérations dans des régions de la Lune où le Soleil ne brille jamais.
Le rover Juno recueille un échantillon de sol lors d'une opération nocturne. (Source : ASC.)
L'équipe de la mission analogue
- Agence spatiale canadienne
- Centre des opérations (Longueuil, Québec)
- Rôle : commander à distance le rover Juno, mener une série d'essais et être jumelé à l'équipe de commande de l'ESA en Allemagne; surveiller les opérations et recueillir des données afin de pouvoir comparer les paramètres des méthodes mises à l'essai par les deux équipes.
- Équipe sur le terrain à la carrière
- Rôle : établir et maintenir les liens de communication avec les autres équipes, intervenir en cas de problème et assurer le fonctionnement sûr du rover.
- Centre des opérations (Longueuil, Québec)
- Agence spatiale européenne
- Centre européen d'opérations spatiales (Allemagne)
- Rôle : commander à distance le rover Juno, mener une série d'essais et être jumelé à l'équipe de l'ASC à Longueuil.
- Centre européen de recherche et de technologie spatiales (Pays-Bas)
- Rôle : collaborer avec l'ASC afin d'établir les paramètres des essais sur le terrain.
- Centre européen d'opérations spatiales (Allemagne)
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