Treize ans après la curiosité a atterri sur Mars, les ingénieurs trouvent des moyens de rendre le Rover de la NASA encore plus productif. Le robot à six roues a reçu plus d'autonomie et la capacité de plusieurs tâches – des améliorations conçues pour tirer le meilleur parti de la source d'énergie de la curiosité, un générateur thermoélectrique radio-isotopique multi-mises (MMRTG). Une efficacité accrue signifie que le rover a suffisamment de puissance alors qu'il continue de déchiffrer comment l'ancien climat martien a changé, transformant un monde de lacs et de rivières dans le désert froid qu'il est aujourd'hui.
La curiosité a récemment roulé dans une région remplie de formations en boîte. Ces crêtes durcies auraient été créées par des milliards d'eau souterraine il y a des milliards d'années. S'étendant sur des kilomètres sur cette partie de Mount Sharp, une montagne de 3 milles (5 kilomètres de haut), les formations pourraient révéler si la vie microbienne aurait pu survivre dans les éons sous-surface martiens il y a, prolongeant la période d'habitabilité plus éloignée du moment où la planète séchait.
La réalisation de ce travail de détective implique beaucoup d'énergie. Outre la conduite et l'extension d'un bras robotique pour étudier les roches et les falaises, la curiosité a une radio, des caméras et 10 instruments scientifiques qui ont tous besoin de puissance. Il en va de même pour les multiples radiateurs qui gardent l'électronique, les pièces mécaniques et les instruments fonctionnant au mieux. Des missions antérieures comme The Spirit and Opportunity Rovers et The Insight Lander se sont appuyées sur des panneaux solaires pour recharger leurs batteries, mais cette technologie risque toujours de ne pas recevoir suffisamment de soleil pour fournir de l'énergie.
Au lieu de cela, la curiosité et sa plus jeune persévérance et sœurs utilisent chacune leur source de puissance nucléaire MMRTG, qui repose sur des pastilles de plutonium en décomposition pour créer de l'énergie et recharger les batteries du rover. Fournissant suffisamment de puissance aux nombreux instruments scientifiques des Rovers, les MMRTG sont connus pour leur longévité (le spatial jumeau Voyager s'appuie sur les RTG depuis 1977). Mais à mesure que le plutonium se désintègre au fil du temps, il faut plus de temps pour recharger les batteries de la curiosité, laissant moins d'énergie pour la science chaque jour.
L'équipe gère soigneusement le budget quotidien du Rover, en prise en compte dans chaque appareil qui s'appuie sur les batteries. Bien que ces composants aient tous été testés largement avant le lancement, ils font partie de systèmes complexes qui ne révèlent leurs bizarreries qu'après des années dans l'extrême environnement martien. La poussière, le rayonnement et les oscillations de températures pointues font ressortir des caisses de bord auxquelles les ingénieurs ne pouvaient pas s'attendre.
« Nous étions plus comme des parents prudents plus tôt dans la mission », a déclaré Reidar Larsen du laboratoire de propulsion de Jet de la NASA en Californie du Sud, qui a construit et exploite le Rover. Larsen a dirigé un groupe d'ingénieurs qui ont développé les nouvelles capacités. « C'est comme si notre rover adolescent mûrissait, et nous y faisons confiance pour assumer plus de responsabilités. En tant qu'enfant, vous pourriez faire une chose à la fois, mais à mesure que vous devenez un adulte, vous apprenez à effectuer plusieurs tâches. »
Science plus efficace
Généralement, les ingénieurs JPL envoient la curiosité une liste de tâches pour effectuer une par une avant que le rover ne termine sa journée par une sieste à recharger. En 2021, l'équipe a commencé à étudier si deux ou trois tâches de rover pouvaient être combinées en toute sécurité, ce qui réduit la curiosité de temps est active.
Par exemple, la radio de Curiosity envoie régulièrement des données et des images à un orbiteur qui passe, qui les relaie sur Terre. Le Rover pourrait-il parler à un orbiteur en conduisant, en déplaçant son bras robotique ou en claquant des images? La consolidation des tâches pourrait raccourcir le plan de chaque jour, nécessitant moins de temps avec les radiateurs et les instruments dans un état prêt à l'emploi, réduisant l'énergie utilisée. Les tests ont montré une curiosité en toute sécurité, et tous ces éléments ont maintenant été démontrés avec succès sur Mars.
Une autre astuce consiste à laisser la curiosité décider de faire une sieste si elle termine ses tâches tôt. Les ingénieurs remplissent toujours leurs estimations pour la durée de l'activité d'une journée au cas où les hoquets se produiront. Maintenant, si la curiosité termine ces activités avant le temps alloué, il s'endormera tôt.
En laissant le rover gérer quand il sieste, il y a moins de recharge à faire avant le plan du lendemain. Même les actions qui coupent à seulement 10 ou 20 minutes d'une seule activité s'additionnent sur le long terme, maximisant la durée de vie du MMRTG pour plus de science et d'exploration sur la route.
Des kilomètres à parcourir
En fait, l'équipe met en œuvre d'autres nouvelles capacités de curiosité depuis des années. Plusieurs problèmes mécaniques ont nécessité une repensage de la façon dont la perceuse de poule de roche de la bras robotique recueille des échantillons, et les capacités de conduite ont été améliorées avec les mises à jour logicielles. Lorsqu'une roue de filtre de couleur a cessé de tourner l'une des deux caméras montées sur Mastcam, la « tête » pivotante de Curiosity, l'équipe a développé une solution de contournement leur permettant de capturer les mêmes belles panoramas.
JPL a également développé un algorithme pour réduire l'usure sur les roues de la roche de la curiosité. Et bien que les ingénieurs surveillent étroitement de nouveaux dégâts, ils ne sont pas inquiets: après 22 miles (35 kilomètres) et des recherches approfondies, il est clair que malgré quelques perforations, les roues ont des années de voyage en eux. (Et dans le pire des cas, la curiosité pourrait éliminer la partie endommagée de la « bande de roulement » de la roue et toujours conduire sur la partie restante.)
Ensemble, ces mesures font leur travail pour garder la curiosité aussi occupée que jamais.
