Ingenuity : pourquoi la perte d’une seule photo a perturbé le 6e vol de l’hélico sur Mars

Une fois n’est pas coutume, la campagne d’essais de l’hélicoptère Ingenuity a rencontré le 22 mai dernier un incident, heureusement sans gravité, qui a perturbé la qualité de son programme aérien au-dessus du sol martien — ce décollage était le sixième opéré par le giravion de la Nasa. De nouveaux objectifs d’altitude, de vitesse et de trajectoire avaient été fixés pour l’occasion.

Cinq jours après l’anomalie détectée en vol, l’agence spatiale américaine revient sur le sujet dans un article récapitulatif publié le 27 mai. On apprend que si la première étape de la mission s’est bien passée (à savoir s’élever à 10 mètres du sol puis se déplacer de 150 mètres), tout le reste du programme a été perturbé par un comportement étrange de l’hélicoptère.

En effet, Ingenuity s’est mis à osciller en vol, en s’inclinant d’avant en arrière. « Avant d’atterrir en toute sécurité, explique Håvard Grip, le pilote principal de l’engin au Jet Propulsion Laboratory, les capteurs embarqués ont indiqué que le giravion avait subi des mouvements en roulis et en tangage de plus de 20 degrés, des entrées de commande importantes et des pics de consommation d’énergie. »

Pour aller plus loin

Écoutez le tout premier son de l’hélicoptère Ingenuity volant sur Mars

Une image vous manque et tout est décalé

Aujourd’hui, la Nasa sait pour quelle raison ces manœuvres imprévues ont été causées : c’est à cause de la perte d’une seule image photographiée par Ingenuity lors de son vol. Après 54 secondes de vol, détaille Håvard Grip, un bug dans la chaîne de traitement des images fournies par la caméra de navigation a entraîné la perte d’un cliché et causé un décalage dans l’horodatage des photos suivantes.

« Dès lors, chaque fois que l’algorithme de navigation effectuait une correction sur la base d’une image de navigation, il fonctionnait sur la base de données incorrectes sur le moment où elle avait été prise. Les incohérences en résultant dégradaient énormément les informations utilisées pour piloter l’hélicoptère, conduisant à des estimations constamment corrigées », relève-t-il.

Première image en noir et blanc du troisième vol d'Ingenuity sur Mars.

Source : NASA/JPL-Caltech (photo recadrée)

L’hélicoptère se sert d’une unité de mesure inertielle embarquée pour suivre la manière dont il se déplace. Mais le système de navigation se sert par ailleurs d’une caméra pour confirmer et corriger les opérations de l’unité de mesure inertielle — elle seule ne peut en effet pas suffire, car « les erreurs s’accumuleraient rapidement, et l’hélicoptère finirait par s’égarer ». La caméra sert donc à recadrer le vol.

Or, les images de la caméra sont horodatées pour savoir quand elles ont été prises et pour aider l’algorithme à déterminer si la trajectoire correspond à ce qui est attendu — à travers l’analyse du terrain, qui tient des comptes des photos précédentes. C’est de cette façon que l’hélicoptère peut corriger ses estimations de position, de vitesse et d’attitude. Mais encore faut-il que le flux d’images soit stable.

La bonne nouvelle, c’est que cette défaillance n’a pas mis en péril Ingenuity. L’engin a pu se poser très près du site d’atterrissage qui était prévu — à cinq mètres près. L’une des raisons tient au fait que la Nasa a eu la bonne idée de prévoir des marges pour inclure d’éventuelles erreurs sans que cela rende un vol impossible ou imprévisible. Grâce à cette tolérance aux erreurs, le bug des horodatages a été surmonté.

Pour aller plus loin

Que va-t-il arriver à l’hélicoptère martien Ingenuity à la fin de sa mission ?