La mémoire flash du rover martien de la NASA s'use lentement mais sûrement

Table des matières

• Les problèmes de mémoire flash du rover d’exploration martienne Opportunity de la NASA se sont intensifiés ces dernières semaines
• Mémoire flash usée
• Problèmes de vieillesse
• Inquiétudes entre les célébrations de Noël
• Surpris par la longévité
• Étape importante à venir
• Glitch logiciel

Les problèmes de mémoire flash du rover d’exploration martienne Opportunity de la NASA se sont intensifiés ces dernières semaines

Le rover d’exploration martienne Opportunity de la NASA explore la surface martienne depuis plus d’une décennie maintenant. La grandeur de cet exploit ne se réalise que lorsqu’on dit que le rover était à l’origine censé survivre seulement 3 mois. Et comme pour chaque machine, même le rover martien a subi des dommages au fil du temps et ces dommages entraînent une perte de données collectées par Opportunity.

Mémoire flash usée

Sa mission principale a commencé en janvier 2004. Mais avec ses grands succès, des problèmes inévitables liés à l’âge ont surgi et les ingénieurs de mission sont confrontés à une période de « amnésie » de rover de plus en plus troublante. Opportunity utilise deux types de mémoire pour enregistrer la télémétrie de la mission alors qu’il explore la région de Meridiani Planum. Le rover sœur Spirit, qui a malheureusement succombé aux éléments martiens en 2010 après 6 ans d’exploration de Mars, utilisait le même système. Les deux types de mémoire sont connus sous les noms de « volatile » et « non-volatile ».

« La différence est que la mémoire non-volatile se souvient de tout même si vous l’éteignez, dans la mémoire volatile, tout disparaît », a déclaré John Callas, responsable du projet Mars Exploration Rover au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. « Donc la mémoire volatile est comme la RAM traditionnelle que vous avez dans votre ordinateur ; la mémoire non-volatile utilise la technologie de mémoire flash. »

Conformément à la procédure, toutes les données de télémétrie sont stockées sur le stockage flash du rover, de sorte que lorsque le rover s’éteint pendant la nuit sur la planète, les données restent sûres et sécurisées, tout comme les données restent sur vos ordinateurs ou téléphones même après que vous les ayez éteints. Cependant, une telle mémoire a une durée de vie, c’est-à-dire qu’il n’y a qu’un nombre limité de fois où vous pouvez effectuer des opérations de lecture/écriture avant qu’elle ne commence à s’user. En raison de cette usure, lorsque le rover s’éteint, toutes les données stockées dans la RAM du rover sont effacées. Après une décennie d’utilisation constante, cette usure est devenue la source de données perdues et d’événements de réinitialisation inattendus pour la mission.

Problèmes de vieillesse

« Les problèmes ont commencé de manière assez bénigne, mais maintenant ils sont devenus plus graves — un peu comme une maladie, les symptômes étaient légers, mais maintenant avec le temps, les choses sont devenues plus sérieuses », a ajouté Callas. « Donc maintenant nous avons ces événements que nous appelons ‘amnésie’, qui est le rover essayant d’utiliser la mémoire flash, mais il n’a pas pu, donc à la place, il utilise la RAM… il stocke les données de télémétrie dans cette mémoire volatile, mais lorsque le rover s’endort et se réveille à nouveau, toutes (les données) sont perdues. C’est pourquoi nous l’appelons amnésie — il oublie ce qu’il a fait. »

Opportunity utilise le satellite Mars Odyssey pour renvoyer des données à ses opérateurs sur Terre. Chaque fois qu’Odyssey passait près d’Opportunity (selon sa révolution), des commandes étaient envoyées au rover Opportunity et la télémétrie était renvoyée sur Terre. Cependant, si le satellite ne passait pas près du rover et que la transmission de données n’était pas possible, ils ont remarqué que certaines données étaient perdues. Ils ont découvert que le rover souffrait d’une erreur de mémoire flash et utilisait la RAM pour éviter complètement la mémoire flash. Et lorsque le rover s’éteignait, il effaçait toutes les données stockées dans sa RAM.

Le problème de mémoire flash est maintenant devenu encore plus problématique. Alors que le rover ne parvient pas à sauvegarder les données, son logiciel force le rover à redémarrer. Si une séquence de commandes est envoyée au rover, il redémarrera encore et encore, oubliant ce que la commande précédente avait demandé au rover de faire.

« Fondamentalement, le rover arrête ce qu’il faisait parce qu’il n’était pas sûr de ce qui a causé la réinitialisation », a déclaré Callas. « Donc cela interrompt notre mission scientifique à la surface de Mars. C’est comme si vous essayiez de conduire lors d’un voyage en famille — la voiture cale toutes les 5 minutes. Vous ne progressez pas beaucoup de cette façon ! »

Inquiétudes entre les célébrations de Noël

Et maintenant, le pire cauchemar de l’équipe du rover a refait surface — Opportunity a cessé de communiquer avec la Terre pendant les vacances de Noël. Alors que l’équipe de la NASA entrait dans les vacances de Noël, une série de 3 plans de sol (jour martien) a donné au rover une séquence de commandes à exécuter. Lors du premier sol, le rover fonctionnerait comme prévu, mais lors des deuxième et troisième sols, non seulement le rover n’exécuterait pas le reste des commandes, mais il a cessé de parler au contrôle de mission. Heureusement, le rover s’est reconnecté à la station et a poursuivi ses opérations selon les commandes.

« Il semble que la source de tous ces problèmes renvoie à une banque particulière de mémoire flash. 7 banques sont utilisées par Opportunity et c’est la 7ème banque qui déclenche la perte de données, les réinitialisations du rover et les glitches de communication. Maintenant que le coupable a été identifié, les ingénieurs logiciels de JPL ont développé une technique qui forcera le logiciel du rover à ignorer la 7ème banque et à utiliser les 6 autres banques apparemment saines. Selon Callas, son équipe est probablement à quelques semaines de terminer le changement logiciel afin qu’il puisse être téléchargé sur Opportunity. »

Surpris par la longévité

À l’exception des événements récents, Callas a exprimé sa surprise quant à la santé et à la longévité de la mission.

« Le rover a été incroyablement sain compte tenu de combien nous l’avons utilisé… nous pensions que le système de mobilité aurait été usé depuis longtemps, mais il est en excellente santé. Mais tout peut échouer à tout moment », a-t-il déclaré. « C’est comme si vous aviez un parent âgé, qui est par ailleurs en bonne santé — peut-être qu’il fait un petit jogging tous les jours, joue au tennis chaque jour — mais vous ne savez jamais, il pourrait avoir un AVC massif en plein milieu de la nuit. Donc nous sommes toujours prudents que quelque chose puisse arriver. »

Étape importante à venir

Le rover martien a également été très proche d’atteindre deux exploits. Le premier étant de compléter la distance équivalente à un marathon entier sur Mars. Marathon Valley est ainsi nommé car l’emplacement marque la distance que le rover aura dépassée d’un marathon sur Mars s’il y parvient. Opportunity a parcouru plus de 26 miles et détient actuellement le record hors monde pour tout rover — robotique ou conduit par un astronaute d’Apollo.

Selon la cartographie orbitale de Marathon Valley, l’emplacement contient une variété de minéraux argileux qui n’auraient pu se former que lorsque Mars avait une abondance d’eau neutre en pH à sa surface. Il possède une géologie ancienne remontant à l’ère Noachienne, beaucoup plus ancienne que le cratère Gale — où le rover Curiosity de la NASA explore actuellement. Comme l’exploration précédente d’Opportunity des dépôts riches en argile, les études de Marathon Valley pourraient fournir des données inestimables sur l’environnement ancien de Mars, potentiellement habitable.

Glitch logiciel

Les ingénieurs ont identifié que la 7ème banque de mémoire flash à bord du rover déclenche la perte de données. Opportunity a 7 banques de mémoire flash et maintenant les ingénieurs logiciels de JPL ont développé une technique qui forcera le logiciel du rover à ignorer la 7ème banque et à utiliser les 6 autres banques apparemment saines.

Selon Callas, son équipe est probablement à quelques semaines de terminer le changement logiciel afin qu’il puisse être téléchargé sur Opportunity.

Ressource : Discovery