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Actualités de Curiosity - 2013

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Bonjour,
Les dernières images du rover sont fantastiques, effet de profondeur, éléments à forts contrastes...
C'est très beau.

l'idée de s'aventurer dans un champ de dune façon Paris-Dakar sans pelles, ni assistances, avec un engin qui à les capacités de franchissement d'une voiturette pour enfants est courageuse.
Les équipes supportent une grosse pression pour allez plus vite et ces dunes sembles malgré leurs beautés cacher un véritable terrain minés. je suppose qu'ils se gardent une trajectoire de secours au risque de rouler encore sur de la caillasses.

Les roues: je reviens sur cet élément car c'est le point faible de ce robot. Comment peut-on accepter un design aussi faible et fragile pour la conception d'un engin à plusieurs milliards de Dollars... Ok, il faut trouver l'équilibre entre budget/masse/solidité, mais là tout de même, une bande de roulement plus adapté aurais évité les sueurs froides... je ne comprends pas... c'est comme faire du vélo sans pneu, direct sur les jantes en alu.

arno,

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captaine kirk > "Les roues: je reviens sur cet élément car c'est le point faible de ce robot"


On en a déjà pas mal discuté par ici bien sûr..
Mais c'est bien de se rafraîchir les idées.


Pour la version longue voir ici un excellente analyse par Emily Lakdawalla réalisée en août 2014 :

http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2014/08190630-curiosity-wheel-damage.html


La version courte de l'histoire:

Les dommages aux roues sont un problème grave, mais ne limitent pas actuellement les capacités du rover. La mission a maintenant analysé et compris le problème et peut partiellement l'atténuer. Le rover est en mesure de remplir sa prolongation de mission, et sera probablement en mesure de passer à plusieurs extensions de mission. Les principaux effets du problème des dommages aux roues sont de ralentir la progression de Curiosity et de limiter les chemins que la mission peut choisir d'explorer.


L'essentiel :
La surface des roues a été usiné à partir d'un seul bloc d'aluminiume : 50 centimètres de diamètre et 40 cm de large. La "peau" de la roue est de 0,75 millimètres d'épaisseur, dans l'absolu l'épaisseur la plus mince qui puisse être usinée. Les crampons en chevron offrent une résistance structurale supplémentaire.

Les roues de Curiosity ont été dimensionnées pour produire la même pression sur le sol martien que les roues de Spirit et Opportunity.

Ce sont surtout les roues avant et du milieu qui subissent des dommage, les roues arrières ne subissent pas la même force vers le bas, elles sont traînées un peu comme une valise (même si elles sont aussi motrices).

Plusieurs facteurs ont conduits à concevoir des roues les plus légères possibles. La grande taille des roues signifie que de très légères modifications de conception ajoutent une quantité substantielle de masse. L'Augmentation de l'épaisseur de la roue d'un millimètre ajouterait 10 kg à la masse totale du rover.

Le principal obstacle à l'augmentation de la masse des roues est né d'un moment délicat dans la séquence d'atterrissage, au moment où les roues sont déployées alors que le rover est suspendu sous l'étage de descente. La chute brutale des roues induite par leur déploiement implique des efforts importants, voire limite, sur l'ensemble du système.
Ajouter de la masse aux roues n'était donc pas envisageable en l'état.

Par ailleurs, ils n'ont tout simplement pas imaginé la possibilité de rencontrer de type de terrain particulier et jamais vu auparavant sur Mars. Sauf qu'ils ont trouvé dans cratère Gale des "ventifacts", des roches pyramidales aux angles vifs sculptés par le vent, cimentées dans le sol.

Ils ont testé sur Terre la durée de vie des roues sur ce type de substrat, et les nouvelles n'ont pas été bonnes : "En 8 km ou plus vous pouvez détruire la roue".

Voir l'état d'une roue testée dans ces conditions dans cette vidéo :

http://mars.jpl.nasa.gov/participate/students/STEM-job-career-role-models/NASA-science-engineering-women-career-role-model-Amanda-Steffy/

Le plus gros effet du problème des dommages aux roues est de ralentir la mission et donc de limiter la quantité de ce que Curiosity peut accomplir, ce qui est bien sûr un peu frustrant.


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vaufrègesI3
Merci pour l'éclaircissement, mais depuis le premier robot du programme Mars pathfinder à curiosity, je trouve que le maitre d'œuvre "la Nasa" me semble assez refermé sur elle même avec des designs semblable en apparence (en apparence seulement).

l'emplois d'aluminium, même en qualité aviation pour les roues reste pour moi un mystère. l'alu est une matière souple mais cassant, qui se déchire facilement. Si on prends comme exemple un cadre de VTT acier et aluminium:
on observe vite que pour un même poids de cadre, la version alu aura une rigidité et une résistance au choc complétement nul, du coup on compense avec des tube de fort diamètre, des renforts, des soudures épaisses et au final on se retrouve avec un cadre très lourd pour des performances équivalentes.
l'idéal c'est le titane du point de vue RDM, et je suis pas sur que cela aurai couté plus cher au final (on en trouve même beaucoup sur les motos actuelles par ex).

Les "tongues": c'est pas cher, souple et léger à la fois mais c'est pas pour la montagne...

Pour finir, pourquoi ne pas avoir demandé, avec un cahier des charges adoc, à des entreprises et ingénieurs extérieur comme la F1 ou autre, des roues plus solides et novatrices...

Le mauvais temps me fait déprimer, pardon

arno

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Arno, comme tous les ingénieurs dans n'importe quel domaine, il arrive à ceux de la NASA de se planter, ou de sous-estimer tel ou tel paramètre qui pourtant à l'expérience deviendra crucial en s'écartant notablement de ce qui semblait raisonnablement prévisible avec les connaissances dont on disposait au moment de la conception...
D'où leur tentation, légitime aussi, de "capitaliser" sur des concepts ayant déjà à priori fait leurs preuves.
Cependant il ne faut pas les prendre pour des demeurés non plus .
Les équipes qui bossent sur ces grands projets y consacrent souvent de nombreuses années de leur carrière professionnelle, ce sont des passionnés et on ne peut pas les taxer d'incompétence si on considère objectivement leur taux de réussite alors qu'ils s'aventurent en permanence dans des domaines et des territoires où personne d'autre n'a posé les roues auparavant
S'il suffisait pour mettre au point le rover d'extrapoler intégralement ce qui se passe sur Terre, ou si on pouvait simuler sur Terre intégralement ce qui se passe sur Mars (en connaissant donc au préalable parfaitement : et le terrain, et le comportement du robot sur ce terrain, ben on n'aurait tout simplement plus besoin d'y aller !
Sur ta remarque, certains alliages d'alu résistent bien mieux que tu ne sembles le croire aux basses températures et aux fortes amplitudes thermiques : ce qui vaut dans les conditions terrestres ne se révèle pas forcément le meilleur choix dans les conditions particulières de Mars, et plus généralement celles de l'exploration spatiale.
Le titane n'a pas que des qualités pour ce genre d'utilisation, loin s'en faut.
Et le coût des matériaux demeure ici tellement négligeable sur la facture totale qu'on peut définitivement écarter cet argument pour justifier ce choix technique.
Il faut bien rester conscient en outre que sur terre ou dans les airs, on résout systématiquement les problèmes d'incertitudes en appliquant des coefficients de sécurité plus ou moins confortables selon leur coût matériel et énergétique, ainsi que selon les enjeux humains impliqués.
Dans le spatial, le coût de la masse utile livrée à poste et les contraintes opérationnelles du vol restent tels que ces marges sont réduites au strict minimum.
Il suffit d'un écart légèrement supérieur aux tolérances nominales pour provoquer l'échec, mais il est clair que si on veut appliquer des coefficients de sécurité supérieurs, c'est la faisabilité même du projet qui se trouve menacée.
Par exemple si on veut appliquer à un lanceur - même pour un vol habité - les mêmes coefficients de sécurité que sur un appareil commercial en aéronautique, il n'est tout simplement même pas capable d'arracher sa propre masse à l'attraction terrestre, sans parler de la moindre charge utile !
Le simple fait de vouloir expédier une charge utile dans l'espace implique donc de renoncer à la plupart des marges de sécurité qu'on se donnerait avec sagesse et raison sur Terre !
Ce faisant, malgré les meilleures compétences du monde on danse en permanence sur le fil du rasoir.
En aérospatiale, chaque fois qu'un projet audacieux est mis en chantier c'est aussi par définition un pari risqué : le risque demeure indissociable de l'exploration car seule la répétition d'expériences connues permettrait de le réduire significativement en maîtrisant quasi parfaitement un nombre croissant de paramètres.
C'est notamment ce qui s'est passé progressivement dans le domaine aéronautique - malgré hélas quelques rares mais toujours aussi meurtrières défaillances - qui a rendu le transport aérien aussi routinier, sûr et rentable que n'importe quelle autre activité humaine.
Dans le spatial on en reste encore loin, en particulier en raison du faible nombre de vols "à technologie constante" - limité par les coûts, la diversité des besoins souvent uniques et généralement très spécifiques, la rapide évolution technologique.
Les grands projets spatiaux se déploient typiquement à l'échelle d'une ou deux décennies, avec des ambitions toujours stimulées par de nouveaux progrès de la connaissance et des technologies : à cette échelle, on ne peut capitaliser entièrement sur les connaissances techniques acquises, qui d'un projet à l'autre se retrouvent pour certaines obsolètes et demandent à être dépassées.
Enfin, pour chacun de nous (et c'est une tentation à laquelle il faut résister ) il est plus facile de pointer à posteriori les faiblesses d'un programme depuis son fauteuil confortable d'inspecteur des travaux finis, que les anticiper à priori quand on s'y implique concrètement, malgré qu'on s'aventure alors en terrain inconnu...
Crois bien que ceux qui ont conçu ces roues ne doivent pas en dormir tranquille depuis un moment ; néanmoins je ne suis pas sûr que quiconque prêt à leur donner des conseils aujourd'hui aurait mieux fait à leur place dans le contexte de leur élaboration

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Alain, rien à ajouter..

Perso, ce n'est pas l'état des roues qui m'inquiète..

Depuis le patinage et le presque-enlisement dans les dunes "d'Hidden Valley", la capacité réelle de Curiosity à rouler dans le sable martien n'est toujours pas démontrée..

Sachant que bientôt, on n'aura plus choix.

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Question idiote : il n'y avait pas d'autre passage possible, je suppose ?

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Kaptain, en rapport de l'objectif, le point de passage a été choisi afin d'éviter le plus possible d'avoir à traverser les dunes noires sur de longs trajets, surtout depuis l'expérience à "Hidden Valley".

Ce qui me parait curieux c'est le choix de passer entre les barkhanes, ce qui semble mener vers un passage obligé de dunes noires plus au Sud. A moins qu'avec les images de MRO ils aient trouvé quelque part une zone de passage moins risquée, mais où ??..

Ce n'était pas du tout prévu. Initialement, le tracé (jaune) devait contourner les barkhanes à l'Ouest (la flèche rouge désigne l'emplacement actuel du rover) :



Position depuis le 25 novembre :



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> Alain
Je suis à 100% d' accord avec toi, chaque engin ou mission sont uniques et les choix sont surement pertinent et en adéquation avec les marges de manœuvres d' une mission spatiale interplanétaire avec atterrissage. Curiosity est un prototype roulant avec ses qualités et ses petits défauts et ses images nous donne à voyager.
Mes Vtt sont en alu 😉 c'est également un choix de raison... Ma eq6 aussi.

Reste à voir la route qu'ils vont choisir, je suis pas sur qu'ils tentent la traversée du désert de sable noirs, et les options n'ont pas l'air d'être bien nombreuses.
Arno

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Les opérateurs du rover programment régulièrement une imagerie des roues avec la caméra MALHI afin de vérifier leur état.
Chose faite le 30 novembre.. Diagnostic : "l'évaluation initiale n'a montré aucun crampon cassé" (les "crampons" ce sont les structures en chevrons).
Donc tout est OK, sauf bien sûr les quelques trous et fissures dans la "peau" des roues, parfois un peu inquiétants :



Par ailleurs, je cite : "Le rover est maintenant prêt à commencer un test de mobilité dans le sable sombre à l'avant du véhicule"

Il s'agit de ce banc de sable peu profond situé juste devant Curiosity.
Je crois que ça devrait aller .. Parce que ça n'a pas l'air bien méchant..
Mais cette prudence est très significative de la méfiance que ces dunes inspirent à l'équipe du rover :



On devine aussi ce banc de sable sur cette image.
Le 30 novembre Curiosity s'est repositionné en face (mouvement de moins d'1 mètre) :



Tirs laser dans le sable (30 novembre) :


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Ils ont manifestement décidé de tester sur une zone peu profonde, afin qu'en cas de patinage les roues puissent retrouver rapidement du dur juste en dessous...
Je ne suis pas sûr que cela suffise à évaluer ce qui pourrait se passer dans du sable plus profond mais bon ! Après cet essai il y a fort à parier qu'il fasse demi tour pour reprendre le cheminement prévu précédemment : pour l'instant il peut encore se contenter de contourner prudemment les barkhanes qui se trouvent sur son chemin.

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Juste pour montrer à vaufrèges13 qu'on le lit avec attention (des fois il en doute ).
La position morale d'Alain Moreau de défense de l'ingénierie NASAlienne est tout à fait louable et je la partage. Ceci dit, on ne peut pas imaginer que Curiosity serait partie si le test sur des pierres avait été réalisé avant son départ et avait montré des résultats aussi catastrophiques que ceux réalisés depuis : http://mars.jpl.nasa.gov/participate/students/STEM-job-career-role-models/NASA-science-engineering-women-career-role-model-Amanda-Steffy/

Il est probable que les ingénieurs étaient surtout concentrés sur le risque d'ensablement et n'imaginaient pas que les pierres pussent poser problème : l'argument : "on pensait pas qu'il y avait des pierres si pointues sur Mars" est un peu faible .

Il est vrai que la fragilité des roues est surprenante. Je me demande si le choix d'usiner les roues dans la masse n'est pas la raison de cet échec. L'écrouissage donne des caractéristiques mécaniques intéressantes à l'aluminium qu'on peut, je pense, difficilement obtenir sur des pièces de fonderie. D'ailleurs la forme des découpes fait penser à des ruptures fragiles. Enfin, ce que j'en dis ...

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ChiCyg > "Juste pour montrer à vaufrèges13 qu'on le lit avec attention (des fois il en doute)."

J'en doute d'autant plus que j'ai déjà posté la vidéo sur les roues plus haut (le 29/11) ..

ChiCyg > "l'argument : "on pensait pas qu'il y avait des pierres si pointues sur Mars" est un peu faible".


Oui et non.. Spirit pendant 6 ans et Oppy pendant 10 ans de vadrouille n'ont jamais rencontré ce type de roches.. Il a fallu attendre je crois début 2014 pour qu'Oppy aperçoive un petit champ de dreikanter..

Curiosity lui a été obligé de carrément traverser ce type de terrain dès le début de son exploration, et il a été contraint de traverser des champs entiers ensuite.
Ces champs de roches pyramidales pointues et cimentées dans le sol sont une horreur.. Un astronaute qui tomberait là dedans aurait quelques dommages. Faut que je retrouve l'image qui m'a inspiré cette réflexion..

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En raison de problèmes au "Deep Space Network", le faisceau de séquences de commandes prévu pour les opérations du 1er décembre (sol 1180) n'a pas pu être envoyé à Curiosity.

Les tests de roulage dans le sable noir ont donc été reportés au 2 décembre, en tout cas pour une première séquence de quelques mètres permettant d'étudier les traces du rover : Pendant le trajet, la caméra MARDI (située sous le rover) doit acquérir de nombreuses images des traces de roulement derrière la roue avant gauche pour documenter la façon dont le sable réagit au passage de la roue.
Bon.. à première vue pas "d'enlisement", même si l'empreinte des roues est très marquée.. Ce qui doit les intéresser ici c'est de vérifier s'il se produit ou non un "patinage" important des roues comme celui constaté à "Hidden Valley" qui avait conduit à procéder à une rapide marche arrière.

Les premières images :

Vue arrière 2 décembre (sol 1181) :


Vue avant :


Position au 2 décembre (soI 1181) – Phil Stooke-umsf :



[Ce message a été modifié par vaufrègesI3 (Édité le 03-12-2015).]

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Compte tenu de la pesanteur locale et la surface d'appui des roues, le sable parait extrêmement fluide. Une farine très mouvante. le rover a-t'il les moyens de mesurer ou au moins de "tater"?

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Curiosity est bien sûr en mesure de vérifier la chimie et la minéralogie du sable (ce qui a déjà été fait avec le laser ChemCam). Mais quand bien même aurait-il la possibilité de mesurer la granulométrie, l'information ne serait pas d'un grand secours non plus.

Ce sont les roues qui permettent de le "tâter", et à l'aide des images il s'agit d'acquérir une meilleure compréhension de l'interaction entre les roues et ce sable noir aux caractéristiques physiques peut-être différentes de celui rencontré à "Hidden Valley". Il s'agit donc d'une analyse visuelle, complétée par les mesures des dérapages éventuels enregistrables sur chaque roue.
 
Aujourd'hui 4 décembre Curiosity va effectuer un dernier test de quelques mètres tout en prenant plusieurs images Hazcam puis, en fin de parcours, il prendra des images Navcam et MastCam des traces de roues derrière lui.

Il devrait à nouveau reprendre la route vers le Sud au cours de ce week-end..

Pour mémoire, image de l'aller-retour dans "Hidden Valley" début août 2014 :


Trace de roue, une véritable tranchée :


Noter l'enfoncement des roues au centre "d'Hidden Valley" :



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En tous cas, si Curiosity ne se vautre pas dans les dunes, 2016 promet d'être particulièrement riche en images spectaculaires..

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Quel suspens !! keep going, Daniel et merci pour ton travail, c'est passionnant

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Salut brizhell .. Je continue, tout autant et à minima que je trouve à m'y intéresser moi même ..


Le 4 décembre (sol 1183) et pour cette dernière séance d'essai de conduite dans le sable noir, Curiosity s'est dirigé au Sud-Ouest carrément vers la dune, stoppant juste au bord..
Nom de Zeus !!.. Il va quand même pas l'escalader ??..


Position au 4 décembre – Phil Stooke-umsf :


Traces des roues lors du changement de direction.
Bien que la profondeur de sable soit faible les traces paraissent très marquées :



Profitant de pouvoir analyser le sable sous-jacent, le spectro APXS situé au bout du bras robotique est utilisé au fond de la trace et placé directement au contact du sable :



Vue imprenable sur le générateur thermoélectrique "MMRTG" avec ses 5 kg de plutonium 238 , et sur la "Dune 1" sombre et fantomatique, à l'Est

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Finalement non, ce week-end Curiosity ne s'est pas "suicidé" en tentant de monter plus haut sur la dune .. Hier dimanche 6 décembre, nouvelle étape d'environ 30 mètres, cette fois à l'opposé de la dune 2, direction plein Est. Image Phil Stooke-umsf :


L'ombre du rover se projette vers le mont Sharp :


Le terrain : Pas vraiment un boulevard :


Vers le Nord Est et les remparts du cratère (dune 1 au premier plan) :


La veille, samedi 5 décembre (sol 1184), vue sur l'APXS au contact du sable :


Pano de Paul Hammond – images du 6 décembre (sol 1185) ) :


Grand format : http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=38555

[Ce message a été modifié par vaufrègesI3 (Édité le 07-12-2015).]

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Le 8 décembre (sol 1187) Curiosity a roulé ~ 35 m au Nord Est vers la Dune 1 maintenant nommée "Namib" sans doute en référence au "Désert du Namib" en Namibie. Quant à la Dune 2 elle est plus simplement désignée "High Dune".
Image Phil Stooke-umsf :



Contraste entre la sombre "Namib Dune" et la claire silhouette du mont Sharp en arrière plan :



Pano d'images MastCam de "High Dune" le 27 novembre (sol 1176) :



Source : http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/images/?ImageID=7581


Plan rapproché du sable à la base de "High Dune" par la caméra Mahli située au bras du rover le 5 décembre (sol 1184)..
Il couvre une superficie de 3,6 par 2,7 centimètres).

Source : http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/images/?ImageID=7584

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