Le prochain rover lunaire de la NASA exécutera un logiciel open source

Mais l’industrie spatiale est en plein essor, en grande partie parce qu’il y a une demande pour un accès accru à l’espace. Et cela signifie l’utilisation de technologies moins coûteuses et plus accessibles, y compris les logiciels.

Même pour des groupes plus importants comme la NASA, où l’argent n’est pas un problème, l’approche open source peut aboutir à des logiciels plus puissants. «À l’heure actuelle, je dirais que les logiciels de vol sont assez médiocres dans l’espace», déclare Dylan Taylor, président-directeur général de Voyager Space Holdings. (Exemple: l’échec du vol d’essai Starliner de Boeing en 2019, qui était dû à des problèmes logiciels.) S’il est open-source, les scientifiques les plus intelligents peuvent toujours tirer parti de l’expertise et des commentaires d’une plus grande communauté en cas de problème, tout comme le font les développeurs amateurs. .

Fondamentalement, si c’est assez bon pour la NASA, cela devrait probablement être assez bon pour quiconque essaie de faire fonctionner un robot au large de cette planète. Avec un nombre toujours croissant de nouvelles entreprises et de nouvelles agences nationales à travers le monde qui cherchent à lancer leurs propres satellites et sondes dans l’espace tout en réduisant les coûts, un logiciel de robotique moins cher qui peut gérer en toute confiance quelque chose d’aussi risqué qu’une mission spatiale est un énorme avantage.

Les logiciels open source peuvent également contribuer à rendre l’accès à l’espace moins cher, car ils conduisent à des normes que tout le monde peut adopter et avec lesquelles travailler. Vous pouvez éliminer les coûts élevés associés au codage spécialisé. Les frameworks open-source sont généralement quelque chose avec lequel les nouveaux ingénieurs ont déjà travaillé. «Si nous pouvons simplement tirer parti de cela et augmenter ce pipeline de ce qu’ils ont appris à l’école à ce qu’ils utilisent dans les missions de vol, cela raccourcit la courbe d’apprentissage», déclare Terry Fong, directeur de l’Intelligent Robotics Group au NASA Ames Research Center en Mountain View, Californie, et chef adjoint de la mission VIPER. «Cela accélère les choses pour que nous puissions profiter des avancées du monde de la recherche et les mettre en vol.»

La NASA utilise des logiciels open-source dans de nombreux projets de R&D depuis environ 10 à 15 ans maintenant. catalogue complet du code open-source qu’il a utilisé. Mais le rôle de cette technologie dans les robots réels envoyés dans l’espace est encore naissant. Un système que l’agence a testé est le Robot Operating System, une collection de frameworks logiciels open source maintenus et mis à jour par l’organisation à but non lucratif Open Robotics, également basée à Mountain View. ROS est déjà utilisé dans Robonaut 2, le robot humanoïde qui a contribué à la recherche sur la Station spatiale internationale, ainsi que le robot autonome Robots Astrobee bourdonnant autour de l’ISS pour aider les astronautes à exécuter leurs tâches quotidiennes.

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ROS exécutera et facilitera les tâches essentielles à ce que l’on appelle le «contrôle de vol au sol». VIPER va être conduit par le personnel de la NASA qui exploitera les choses depuis la Terre. Le contrôle de vol au sol utilisera les données collectées par VIPER pour créer des cartes en temps réel et des rendus de l’environnement sur la lune que les conducteurs du rover peuvent utiliser pour naviguer en toute sécurité. D’autres parties du logiciel du rover ont également des racines open-source: les fonctions de base comme la télémétrie et la gestion de la mémoire sont gérées à bord par un programme appelé Système de vol de base (cFS), développé par la NASA elle-même et disponible gratuitement sur GitHub. Les opérations de mission de VIPER en dehors du rover lui-même sont gérées par Ouvrez MCT, également créé par la NASA.

Comparé à Mars, l’environnement lunaire est très difficile à émuler physiquement sur Terre, ce qui signifie que tester les composants matériels et logiciels d’un rover n’est pas facile. Pour cette mission, dit Fong, il était plus logique de s’appuyer sur des simulations numériques qui pourraient tester de nombreux composants du rover – et qui incluaient le logiciel open-source.

Une autre raison pour laquelle la mission se prête à l’utilisation de logiciels open source est que la lune est suffisamment proche pour contrôler le rover en temps quasi réel, ce qui signifie que certains logiciels n’ont pas besoin d’être sur le rover lui-même et peuvent fonctionner. sur Terre à la place.

«Nous avons décidé de diviser le cerveau du robot entre la lune et la Terre», explique Fong. «Et dès que nous avons fait cela, cela a ouvert la possibilité que nous puissions utiliser des logiciels qui ne sont pas limités par les radiations, les vols durs, l’informatique – mais à la place, nous pouvons simplement utiliser des ordinateurs de bureau commerciaux standard. Nous pouvons donc utiliser des choses comme ROS sur le terrain, quelque chose utilisé par tant de gens si régulièrement. Nous n’avons pas à nous fier uniquement à un logiciel personnalisé. »

VIPER ne fonctionne pas sur un logiciel 100% open source – son système de vol embarqué, par exemple, utilise un logiciel propriétaire extrêmement fiable. Mais il est facile de voir les futures missions adopter et développer ce que VIPER dirigera. «Je soupçonne que peut-être le prochain rover de la NASA fonctionnera sous Linux», dit Fong.

Il ne sera jamais possible d’utiliser des logiciels open source dans tous les cas. Les problèmes de sécurité pourraient être un problème et pourraient amener certaines parties à s’en tenir entièrement à la technologie propriétaire (bien que l’un des avantages des plates-formes open-source soit que les développeurs sont souvent très publics pour trouver des failles et proposer des correctifs). Et Fong souligne également que certaines missions seront toujours trop spécialisées ou avancées pour s’appuyer fortement sur la technologie open source.

Pourtant, ce n’est pas seulement la NASA qui se tourne vers la communauté open source. Blue Origin a récemment annoncé un partenariat avec plusieurs groupes de la NASA pour «coder l’intelligence robotique et l’autonomie» construit à partir de frameworks open-source (la société a refusé de fournir des détails). Des initiatives plus petites comme le Fondation Libre Space basée en Grèce, qui fournit du matériel et des logiciels open-source pour les activités de petits satellites, ne manquera pas de gagner plus d’attention à mesure que les vols spatiaux continuent de devenir moins chers. «Il y a là un effet domino», déclare Brian Gerkey, PDG d’Open Robotics. «Une fois que vous avez une grande organisation comme la NASA qui dit publiquement:« Nous dépendons de ce logiciel », alors d’autres organisations sont prêtes à prendre une chance et à creuser et à faire le travail nécessaire pour que cela fonctionne pour elles.»