Commentaire | La mission Mars 2020 : un pas de plus vers le lancement

La NASA a l’intention de continuer à rechercher la vie sur Mars avec sa mission Mars 2020, qui fait partie du Programme d’exploration de Mars (MEP). La mission comprend le Mars Perseverance Rover, fabriqué par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, à Pasadena, en Californie. Le Perseverance est un robot scientifique mobile qui recherchera des signes de vie microbienne ancienne et collectera des échantillons de roche et de sol. La mission permettra également de faire la démonstration de technologies qui ouvrent la voie à l’exploration de la planète par l’homme.

Au cours des deux dernières décennies, les missions précédentes de la NASA ont révélé que Mars était autrefois très différente de la planète froide et sèche qu’elle est aujourd’hui. Les preuves découvertes par les missions terrestres et orbitales indiquent que les conditions étaient humides il y a des milliards d’années. Ces environnements ont duré suffisamment longtemps pour permettre le développement potentiel de la vie microbienne.

Le programme de vérification et de validation indépendant (IV&V) de la NASA, situé dans les installations IV&V de Katherine Johnson à Fairmont, en Virginie occidentale, joue un rôle de premier plan dans la sécurité et la réussite de Mars 2020 et d’autres missions de premier plan, en veillant à ce que les logiciels de ces missions fonctionnent correctement. NASA IV&V couvre toute la gamme des services de sécurité et d’assurance, des missions scientifiques comme le télescope spatial James Webb (JWST) à l’exploration humaine comme le programme Artemis et le programme d’équipage commercial SpaceX.

Le 10 juin, NASA IV&V a participé à la revue de la sécurité et de la réussite de la mission Mars 2020 (SMSR), au cours de laquelle des conclusions finales sur l’assurance de la mission ont été fournies, aboutissant à un “Go” affirmatif de NASA IV&V, qui a donné son accord pour que le projet passe à la revue de l’état de préparation au vol (FRR) en juillet. Cette étape est l’aboutissement d’années de travail acharné du JPL et de la NASA IV&V pour confirmer l’état de préparation au lancement de la mission Mars 2020, actuellement fixé au 30 juillet

La NASA IV&V a un riche héritage d’assurance de missions de rovers sur Mars, à commencer par le Mars Exploration Rover (MER), qui comprenait deux rovers nommés Spirit et Opportunity. MER a duré 15 ans, bien au-delà de sa mission prévue de 90 jours, pour finalement disparaître après qu’Opportunity ait cessé de répondre aux communications le 10 juin 2018. MER a été suivi de près par le Mars Science Laboratory (MSL) qui a mis en place un grand laboratoire mobile, le rover Curiosity. Curiosity s’est posé sur la surface martienne le 5 août 2012 et mène toujours des opérations scientifiques aujourd’hui, dépassant largement la durée de vie prévue de 23 mois pour sa mission principale.

L’hélicoptère Mar – Le tout premier hélicoptère off-Earth. Crédit : concept d’artiste du JPL

En dépit des succès passés, Mars 2020 a présenté de nouveaux défis intéressants pour la NASA IV&V, notamment une série sans précédent de sept instruments scientifiques. Bourré de technologie, le rover est environ 278 livres plus lourd que Curiosity. Les améliorations apportées aux instruments en matière d’imagerie, d’analyse chimique, d’analyse sensorielle, de radar et l’expérience d’utilisation des ressources d’oxygène in situ de Mars (MOXIE) permettent de réaliser des expériences comme jamais auparavant. MOXIE est une démonstration technologique qui produira de l’oxygène à partir du dioxyde de carbone atmosphérique martien. En cas de succès, la technologie de MOXIE pourrait être utilisée par les futurs astronautes sur Mars pour brûler du carburant de fusée en vue du retour sur Terre. Au-delà de la science et de l’exploration, Mars 2020 comprend également des améliorations de l’Entry, Decent, and Landing (EDL) et même un hélicoptère de démonstration. L’hélicoptère, qui sera le premier appareil de l’histoire à tenter un vol motorisé sur une autre planète, effectuera des vols d’essai pour aider à prendre des décisions éclairées concernant l’utilisation de petits hélicoptères pour de futures missions sur Mars en tant qu’éclaireurs, géomètres ou engins scientifiques autonomes.

Tous ces défis techniques et un changement de méthodologie de développement de logiciels vers une approche plus progressive et évolutive ont incité l’IV&V à se conformer à sa propre norme interne d’agence pour la sécurité et l’assurance de mission. L’IV&V s’est adapté de son approche sérielle traditionnelle, qui consiste à examiner les artefacts de développement en cascade, à une approche d’assurance basée sur les capacités (CBA). L’ACB décompose de manière indépendante les critères de réussite des missions en phases de soutien et en capacités critiques. Les logiciels sont ensuite mis en correspondance avec les capacités critiques, ce qui donne au Centre de contrôle et de vérification les objectifs d’assurance appropriés, dérivés de manière indépendante, pour la mission. Ces objectifs d’assurance constituent le but premier du programme IV&V pour déterminer le succès de la mission par l’émission de conclusions d’assurance alignées sur chaque objectif critique. Dans le cas de Mars 2020, l’IV&V et l’équipe de développement du JPL ont collaboré pour fournir une telle base de succès. Nous attendons tous ensemble avec impatience que Persévérance atteigne la surface de Mars vers le 18 février 2021 et se lance dans cet incroyable voyage scientifique.

Gregory Blaney est le directeur du programme indépendant de vérification et de validation (IV&V) de la NASA, situé à Fairmont, en Virginie occidentale.