Peu de missions incarnent avec autant d’acuité la maxime « l’espace est difficile » que la première mission de démonstration d’Atomos Space, que l’entreprise a réussi à éloigner du bord du désastre – à plusieurs reprises.
Cette mission de démonstration, baptisée Mission-1, a été lancée en orbite sur une fusée SpaceX Falcon 9 le 4 mars. Les objectifs de la mission sont ambitieux à l’extrême : les deux engins spatiaux – un véhicule de transfert orbital appelé Quark-LITE et un véhicule cible appelé Gluon — démontrera à terme des manœuvres extrêmement complexes, notamment le rendez-vous, l’amarrage, le transfert orbital et le ravitaillement en orbite.
La société a été confrontée à deux problèmes principaux liés aux communications et à la vitesse de rotation du vaisseau spatial – et elle a (en grande partie) résolu les deux problèmes, malgré d’énormes contraintes, des paquets de données peu fréquents et une bande passante extrêmement limitée. (Si limité, en fait, que l’équipe a dû limiter les mises à jour de son logiciel de vol à une chaîne de texte de seulement 145 caractères.)
« Cela a été implacable », a déclaré Vanessa Clark, PDG et cofondatrice d’Atomos, à TechCrunch.
Le directeur de l’exploitation et cofondateur de l’entreprise, William Kowalski, était d’accord. « Ce qui rend les choses si difficiles, même dans notre situation, c’est que nous essayons d’extrapoler l’état d’un système très complexe à partir d’environ 100 octets de données », a-t-il déclaré. « C’est beaucoup de choses que vous faites, vous faites des suppositions sur ce qui motive cela, sachant que certaines de ces suppositions pourraient vous mener sur un chemin où vous ne vous rétablirez jamais. »
Les problèmes ont commencé quelques heures seulement après le déploiement des deux vaisseaux spatiaux, qui sont accouplés, depuis l’étage supérieur du Falcon 9. Le déploiement était nominal et Atomos a reçu son premier ping du vaisseau spatial sept minutes après le déploiement. L’ambiance était à la fête.
Mais 40 minutes se sont ensuite écoulées jusqu’à ce que l’entreprise reçoive son prochain ping. Puis huit heures.
Atomos attendait des paquets de données toutes les deux minutes.
« Le pire [day] C’était le lundi où nous avons lancé, ce soir-là », a déclaré Kowalski. « Il était 23 heures, c’était moi et le chef mécanicien… et nous n’avons rien entendu, et nous nous demandons simplement : avons-nous échoué ? Sont-ils morts ? Nous avons essayé, mais cela n’a tout simplement pas fonctionné. C’était vraiment un coup de poing dans le ventre.
Les contrôleurs de mission n’ont identifié la cause profonde que 24 à 48 heures après le déploiement, et ils l’ont fait avec l’aide d’une autre entreprise disposant d’actifs en orbite. Après avoir tiré quelques ficelles, ils ont pu téléphoner à l’ingénieur système en chef de la société de communications par satellite Iridium. Le vaisseau spatial utilisait des modems tiers qui exploitaient le réseau de liaisons inter-satellites d’Iridium, en plus d’utiliser la constellation d’Iridium comme satellites relais. Le vaisseau spatial d’Atomos se déplaçait trop vite et en opposition directe, de sorte qu’il ne pouvait pas effectuer la « poignée de main » de données avec ces satellites Iridium pour réellement transmettre les informations vers la Terre.
Les ingénieurs d’Atomos ont fini par proposer une série de mises à jour logicielles réduisant le cycle de service et garantissant que les radios seraient toujours allumées, même si le vaisseau spatial était dans un état de faible consommation.
Alors que les ingénieurs essayaient de résoudre le problème de communication, ils ont été confrontés à un problème différent : le vaisseau spatial tombait à une vitesse extrêmement rapide de 55 degrés par seconde (ils ont été conçus pour faire face à une vitesse de roulis allant jusqu’à 5 degrés par seconde). De plus, le vaisseau spatial tournait lentement, de sorte que les panneaux solaires ne faisaient plus face au soleil. Cela signifiait qu’il s’agissait d’une course contre la montre – et contre la mort complète des batteries du vaisseau spatial.
« Nous avions deux graphiques », a déclaré Kowalski. « Nous avons représenté graphiquement notre tendance en matière de puissance lorsque nous pensons que nous serions éloignés du soleil et que nous serions [at] puissance nulle et notre taux de décrochage. Il s’agissait de ramener le taux de dégonflage à zéro avant que la puissance ne revienne à zéro.
Le problème a été exacerbé par les communications limitées ; les équipes n’ont pas été en mesure de confirmer définitivement que quelque chose n’allait pas avant le quatrième jour après le déploiement, et le vaisseau spatial n’a pu digérer de nouvelles commandes qu’entre de longues périodes de pannes de communication.
Lentement, sur une période de plusieurs jours, ils ont réussi à ralentir le vaisseau spatial. L’équipe a remporté une autre victoire majeure lorsqu’elle a réussi à établir des communications à large bande passante, une liaison espace-espace sur le Quark-LITE qui communique sur le réseau Inmarsat. La société a fait la première tentative d’accéder aux communications à large bande passante jeudi, et elle a réussi à maintenir la communication avec le vaisseau spatial pendant six minutes.
Au cours de cette période, les contrôleurs de mission ont reçu 17 fois plus de données que depuis le lancement. Cela a fourni aux contrôleurs de mission d’immenses quantités de données sur la santé du vaisseau spatial. Toutes les nouvelles n’étaient pas positives – l’une des batteries de l’OTV a été durement touchée par le cycle agressif, et il semble que le GPS doive être réinitialisé à bord de l’un des vaisseaux spatiaux – mais ce sont des solutions faciles, a déclaré Clark.
D’ici mardi ou mercredi, l’entreprise vise à commencer la mise en service du système de propulsion. Si tout se passe comme prévu et que les ingénieurs peuvent établir que le système d’hélices fournit une précision et un contrôle de pointage, ils testeront les opérations avec les barres de torsion et les roues de réaction désactivées. La société vise à séparer le vaisseau spatial d’ici environ un mois, dans le but d’atteindre tous les objectifs de la mission d’ici la fin juin.
Kowalski et Clark attribuent une partie du succès de la startup au fait qu’elle est fortement intégrée verticalement. L’équipe – qui a travaillé 100 heures par semaine au cours de la première semaine après le déploiement – a pu apporter sa connaissance approfondie de la conception du vaisseau spatial pour résoudre les problèmes qui se sont posés.
«Cela a évidemment été très douloureux, mais c’est comme le dit le PDG de Nvidia : ‘Je vous souhaite de grandes souffrances.’ Nous avons traversé cela et ce n’était pas génial sur le moment, mais maintenant que nous avons traversé le vif du sujet, nous sommes définitivement plus accomplis », a déclaré Clark.