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Le vaisseau cargo spatial Crew Dragon de SpaceX s'est amaré avec succès sur l'ISS.
Ses ordinateurs tournent sur Linux et les commandes sont gérées par écrans tactiles

Le , par Stéphane le calme

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26  0 
Samedi, le lancement de la fusée fabriquée par SpaceX, première société privée à se voir confier par la Nasa une mission aussi prestigieuse et risquée, était extrêmement attendu. Il s’agit du premier vol spatial privé et habité. Bob Behnken et Doug Hurley, deux astronautes américains ont rejoint l'ISS, la Station spatiale internationale ce dimanche, près de 20 heures après le décollage réussi depuis le centre spatial Kennedy en Floride.

Grâce à des images diffusées en direct, il a été possible de suivre l'évolution du vol. Après s'être séparé et de son premier, et de son second étage, le vaisseau cargo spatial était sur la bonne orbite pour atteindre la Station spatiale internationale. Il a fallu que les deux hommes patientent quelques heures de plus après l’amarrage réussi pour rejoindre les trois occupants actuels de l’ISS, deux Russes et un Américain.

Ce lancement peut être considéré comme étant historique pour les États-Unis. En effet, l'accident de la navette spatiale Columbia en 2003, qui entraîne la mort de son équipage, remet en cause l'utilisation de la navette spatiale américaine. En 2004 l'agence spatiale américaine, la NASA, décide d'arrêter les vols de celle-ci en 2010. Elle se voit donc obligée de développer des moyens de transport pour reprendre les missions assumées jusque-là par la navette : le ravitaillement de la station spatiale en consommables (nourriture, eau, oxygène, carburant), le transport de pièces détachées pour les structures internes ou externes de la station, l'envoi d'expériences scientifiques à installer à l'intérieur et à l'extérieur de la station, le retour de pièces détachées et de résultats d'expériences sur Terre ainsi que la relève des équipages.


L'objectif est de ne pas être dépendant des autres puissances spatiales qui desservent déjà la station spatiale : vaisseaux Soyouz et Progress russes, HTV japonais et ATV européen. Pour remplacer la navette spatiale la NASA va lancer deux programmes. COTS a pour objectif de développer les moyens de transporter le fret. Pour la relève des équipages, la NASA compte sur le vaisseau Orion développé dans le cadre du programme Constellation mais compte tenu du retard pris par ce programme elle décide de lancer le programme CCDev destiné à développer des moyens de transport en attendant que Orion soit au point

En somme, cela fait près d’une décennie que les États-Unis n'avaient pas envoyé eux-mêmes des hommes dans l'espace après l'abandon des programmes Columbia en 2003 et Atlantis en 2011.

D’ailleurs, lors d’un entretien, Doug Hurley a tenu à féliciter SpaceX, déclarant au passage que : « ce fut un honneur de faire partie de cet effort de neuf ans depuis la dernière fois qu'un véhicule américain s'est amarré à la station spatiale internationale ».

« Aujourd'hui, une nouvelle ère de vols spatiaux humains commence alors que nous avons de nouveau lancé des astronautes américains sur des fusées américaines depuis le sol américain en route vers la Station spatiale internationale, notre laboratoire national en orbite autour de la Terre », a déclaré Jim Bridenstine, administrateur de la NASA. « Je remercie et félicite Bob Behnken, Doug Hurley et les équipes de SpaceX et de la NASA pour cette réalisation importante pour les États-Unis. Le lancement de ce système spatial commercial conçu pour les humains est une démonstration phénoménale de l'excellence américaine et est une étape importante sur notre chemin pour étendre l'exploration humaine à la Lune et à Mars. »


Des ordinateurs qui tournent sur Linux

Les ordinateurs de bord des engins spatiaux sont chargés de contrôler la plateforme, les charges utiles ou les autres appareils embarqués. Leur logiciel spécifique à la mission permet la communication avec le sol ou d'autres ordinateurs de bord. Traditionnellement, les logiciels embarqués ont été écrits à proximité du matériel en langage assembleur, Ada, C ou C++, avec ou sans système d'exploitation en temps réel (RTOS – Real Time Operating System).

Au fur et à mesure que les capacités matérielles informatiques des engins spatiaux augmentent, les logiciels des engins spatiaux deviennent plus grands et plus complexes, gérant plus de tâches, du traitement des données utiles à l'atterrissage d'un étage d'un lanceur sur une barge océanique. Les engins spatiaux continueront à inclure de très petits systèmes embarqués qui peuvent être développés sans systèmes d'exploitation, mais certains systèmes auront également de grandes bases logicielles, nécessitant des processus de développement de logiciels efficients et la réutilisation des modules logiciels existants.

SpaceX, fondée par Elon Musk en 2002, exploite la famille de lanceurs Falcon et le vaisseau cargo spatial Dragon. Un document publié sur l’IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine en octobre 2017 donne un peu plus de détails sur les composants informatiques :

Il indique que « Dragon se compose de trois unités informatiques, chacune dotée de deux processeurs indépendants. Au total, le vaisseau cargo spatial Dragon a au moins 54 processeurs standards, et le lanceur Falcon 9 en a au moins 30 ».

Le document nous apprend aussi que « SpaceX a également sélectionné Linux et C++ pour pouvoir puiser dans la vaste communauté de développeurs de ces environnements - il y a beaucoup plus de développeurs Linux et C ++ que, par exemple, VxWorks et Adadevelopers. SpaceX prévoit également qu'une plus grande disponibilité du matériel entraîne une plus grande familiarité avec le système, réduisant ainsi les bogues ; les développeurs de logiciels de vol ont plusieurs ordinateurs de vol sur leurs bureaux .»


Plus loin, nous pouvons lire :

« SpaceX a commencé son développement de logiciel de vol avec une combinaison de VxWorks pour l'ordinateur principal et Linux pour exécuter les passerelles de communication, mais a continué à utiliser un Linux hautement personnalisé partout après s'être familiarisé avec la progression en temps réel des correctifs de l’ordonnanceur Linux et du noyau. Les raisons du choix de Linux incluaient la disponibilité du code source et donc la programmabilité, sa stabilité au niveau de l'entreprise, la disponibilité des correctifs logiciels en temps réel et sa large communauté d'utilisateurs.

« SpaceX utilise Linux sur leurs ordinateurs de vol principaux pour le vaisseau cargo spatial Dragon et le le lanceur Falcon 9, ainsi que pour leurs véhicules d'essai, tels que Grasshopper. Leur version de Linux est basée sur le noyau 3.2 avec des correctifs en temps réel. Seules les fonctionnalités nécessaires à l'implémentation de SpaceX ont été transportées à partir du noyau d'origine - seulement environ 10 à 15% du code d'origine. SpaceX a également apporté ses propres modifications spécifiques à la mission au noyau, et des pilotes personnalisés ont également été ajoutés. Le noyau a été soigneusement évalué, en particulier en se concentrant sur les performances de l’ordonnanceur

« Les développeurs de logiciels de vol SpaceX utilisent de nombreux outils GNU standard tels que gcc, gdb, ftrace, netfilter et iptables. SpaceX inclut une collecte complète de métriques sur leur logiciel, y compris, mais sans s'y limiter, les performances, l'utilisation du réseau et la charge du processeur. Ces informations sont collectées et stockées avec la télémétrie des engins spatiaux et les versions logicielles en cours d'utilisation; cela permet la reproduction de toute situation rencontrée, particulièrement utile lors de l'analyse des échecs. Les données de mesure sont automatiquement analysées pour déclencher des alarmes si le comportement du logiciel est inhabituel. Les processus de développement de logiciels, tels que l'application des normes de codage, sont automatisés dans la mesure du possible ».

Des commandes sur des écrans tactiles

Près de deux heures après que les astronautes de la NASA, Bob Behnken et Doug Hurley, sont devenus les premiers astronautes lancés dans l'espace sur une fusée privée, ils sont également devenus les premiers à piloter un vaisseau spatial en utilisant uniquement des commandes à écran tactile.

Le vaisseau cargo spatial Crew Dragon de SpaceX évite le célèbre labyrinthe de commandes et interrupteurs manuels trouvés sur les modules de commande des navettes spatiales à la retraite comme Space Shuttle ou Apollo. Au lieu de cela, les pilotes de Crew Dragon n'ont que trois grands écrans tactiles devant eux et quelques boutons en dessous.

Behnken et Hurley ont pu tester cette interface lors d’un bref essai de routine avant le lancement et l'ont d'ailleurs présentée.


Sources : NASA, document sur les ordinateurs embarqués sur le vaisseau cargo spatial, SpaceX

Voir aussi :

SpaceX et l'armée américaine auraient signé un accord pour tester le haut débit Starlink pour l'usage militaire
Elon Musk : la version bêta privée de Starlink commencera dans environ trois mois et la version bêta publique dans six mois, alors que SpaceX a demandé l'approbation des orbites encore plus basses
SpaceX lance avec succès le dernier lot de 60 satellites en orbite, la constellation compte désormais 420 satellites
Le ransomware DoppelPaymer a été utilisé par des hackers pour voler les données appartenant à Tesla, SpaceX, Boeing, ainsi qu'à d'autres sociétés clientes de l'américain Visser Precision

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Avatar de Pierre Louis Chevalier
Expert éminent sénior https://www.developpez.com
Le 01/06/2020 à 18:16
Des centaines de commandes manuelles sur une capsule Apollo, et un manuel de plus de 1000 pages, contre quelques écrans tactiles sur le Dragon

Elon Musk a été décrié sur certains trucs, mais la il faut dire qu'il a assuré sur ce coup la, c'est très impressionnant.
Je trouve aussi que dans le lot des réussites on peut clairement ajouter Tesla, et la méga Batterie en Australie.

Pour sa base sur mars par contre ça me semble être encore de l'ordre du fantasme, mais qui sait...
En attendant, une base sur la Lune ça me parait plus crédible, pour faire des recherches, et tester le matos, c'est le projet de la Nasa.
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Avatar de benjani13
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 04/06/2020 à 20:14
Citation Envoyé par Pierre Louis Chevalier Voir le message
La capsule n'a pas un écran mais plusieurs, si c'est bien fait chaque écran peut utiliser plusieurs applis, au cas ou.

De toute façon c'est comme un écran sur un siège d'avion de ligne, c'est pour distraire les passagers, les capsules sont commandées depuis la salle de contrôle, les astronautes c'est du "cargo", la capsule s'appelle un "vaisseau cargo"....
La capsule est certes entièrement autonome mais les astronautes doivent tout de même être en capacité d'analyser l'état de la capsules et de réagir en conséquence, ils sont sur place et seront les derniers maitres à bord en cas de problème. Les astronautes peuvent prendre le contrôle manuel du vaisseau si nécessaire, d'ailleurs des tests de navigation manuelles ont été réalisé par les deux astronautes avant de s’amarrer à l'ISS.

Citation Envoyé par gros_rougeot Voir le message
Je suis très curieux de savoir combien ils sont à l'ESA pour faire le même boulot dans un environnement bureaucratique extrème. A non .... pas le même boulot, puisqu'ils ne récupère pas le 1er étage, ni la coiffe.
J'ai vu cette phrase répété plusieurs fois ici : "l'ESA est à la ramasse on est des nuls bouh bouh bouh". Il faut être claire : tous le monde est à la ramasse. Même la NASA est à la ramasse par rapport à Spacex. Si l'ESA est bientôt prête à lancer Ariane 6, certe non réutilisable, cette fusée aura au moins une utilité. La NASA se retrouve à la fois à la ramasse techniquement et avec le programme SLS sur les bras qui ne cesse de perdre des charges utiles depuis 2 ans. La NASA risque de se retrouver avec un lanceur lourd qui est un gouffre financier pour au final servir à peine 5 ou 6 fois.

C'est le marché entier et mondiale du spatial qui a subit un séisme "à cause" de SpaceX. Il reste tout de même à Spacex de prouver que leur modèle est rentable et nous n'avons pas de chiffre publiques actuellement pour se prononcer. La navette spatiale était réutilisable, tout comme ses booster, mais le cout de remise en état était équivalent au cout de construction (et prenait un temps conséquent). L'objectif de spacex est une réutilisation en 24H, j'attend de voir. Suite au dernier lancement de Starlink la nuit dernière ils ont fait voler et réatterrir avec succès 5 fois le même premier étage. C'est déjà un succès immense mais ils reste encore un long chemin.

Sinon je trouve la pique vraiment pas sympa pour les ingé du spatiale européen, notamment français, qui sont d'une grande qualité. Si nous ne sommes pas en avance sur les lanceurs (enfin on a pas à rougir quand même on a un port spatiale en Guyane qui envoie trois lanceurs différents), en revanche énormément de satellites de pointes passent par les mains d'ingés français, sans compter des rovers martiens et des sondes interplanétaire diverses.
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Avatar de transgohan
Expert éminent https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 8:47
Citation Envoyé par strato35 Voir le message
Bon sinon troll à part (quoi que troll, j'ai du mal à imaginer le ressentis d'un écran tactile dans la réponse des commandes mais pas la moindre idée de ce qu'il est important de ressentir dans la réalité comparé à la simulation),
Le HOTAS n'est pas une solution en raison des objets potentiellement volant dans l'habitacle il me semble, ainsi que pour des problèmes d’étanchéité.
De plus les simulations sont généralement accélérées, ils n'ont pas autant de vivacité dans leurs systèmes réels.
Donc je suppose qu'une interface tactile répond bien à la lenteur et qu'on peut rester précis.
2  0 
Avatar de transgohan
Expert éminent https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 9:44
Citation Envoyé par strato35 Voir le message
mais si ils l'ont fait c'est que ce doit être plus viable que ce dont j'ai l'habitude de voir.
Je parierai pas pour autant.
On envoie bien des équipements tactiles pour des armées en plein désert...
Je vous laisse imaginer l'utilisation suivant la technologie utilisée...
J'en connais qui sont obligés d'enlever leurs gants pour utiliser le tactile, et qui se brulent car la surface de l'équipement est à plus de 45°c...
Mais bon... On demande à ce que cela soit moderne... (le client j'entends, mais pas celui qui sera l'utilisateur sur le terrain...)
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Avatar de pierre-y
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 17:32
C'est bien les écrans tactile, jusqu’à ce que ça tombe en panne...
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Avatar de Ryu2000
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 19:21
Citation Envoyé par strato35 Voir le message
Quoi ? Comment ça ce n'est pas une simulation ?
Pour des choses plus simple l'armée US utilise des manettes X-Box :
L'US Navy va utiliser des manettes de Xbox 360 pour contrôler le périscope de ses sous-marins nucléaires
Ça fait faire des économies en plus, t'es pas obligé de développer un nouveau périphérique de contrôle.

Citation Envoyé par pierre-y Voir le message
C'est bien les écrans tactile, jusqu’à ce que ça tombe en panne...
Il y a probablement moyen de brancher une souris et voilà !
En plus les écrans ont du être conçus pour être solide, les personnes qui vont les utiliser ne sont pas des bourrins, il y a plusieurs écrans.
Ce serait pas de bol de casser tous les écrans.

Citation Envoyé par Stéphane le calme Voir le message
Traditionnellement, les logiciels embarqués ont été écrits à proximité du matériel en langage assembleur, Ada, C ou C++, avec ou sans système d'exploitation en temps réel (RTOS – Real Time Operating System).
Ça ne doit pas être simple à développer.
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Avatar de Ryu2000
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 20:26
Citation Envoyé par pierre-y Voir le message
Oui et tu fais comment avec ta souris si il n'y a pas d'écran?
Personnellement je n'ai jamais cassé un seul écran. Généralement les écrans ont une durée de vie très longue.
Encore une fois ce ne serait vraiment pas de bol de casser tous les écrans. Surtout qu'ils ont été conçu pour durer, c'est du matériel pro, et les utilisateurs vont en prendre le plus grand soin.

À ce compte là on peut dire que les processeurs ou n'importe quel composant peuvent griller. Les écrans ne sont pas plus fragile que le reste... Bon après ils doivent avoir tous les appareils en plusieurs version au cas où. (d'ailleurs il n'y a pas qu'un seul écran)

Citation Envoyé par pierre-y Voir le message
les different outils sont séparé et il reste quand même des commandes manuel.
Ça fait longtemps que de plus en plus de choses sont gérées par des ordinateurs notamment dans les navettes spéciales et les avions.

Par exemple il y a un truc qui s'appelle ILS (Système d'atterrissage aux instruments), parfois quand il y a trop de brouillard et que les pilotes ne voient rien ils disent à l'avion de se poser tout seul. Comme quoi parfois c'est utile d'avoir des systèmes automatisés.
1  0 
Avatar de Pierre Louis Chevalier
Expert éminent sénior https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 23:25
La capsule n'a pas un écran mais plusieurs, si c'est bien fait chaque écran peut utiliser plusieurs applis, au cas ou.

De toute façon c'est comme un écran sur un siège d'avion de ligne, c'est pour distraire les passagers, les capsules sont commandées depuis la salle de contrôle, les astronautes c'est du "cargo", la capsule s'appelle un "vaisseau cargo"....
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Avatar de strato35
Membre éclairé https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 8:30
Citation Envoyé par Pierre Louis Chevalier Voir le message
Des centaines de commandes manuelles sur une capsule Apollo, et un manuel de plus de 1000 pages, contre quelques écrans tactiles sur le Dragon
C'est moderne certes, mais je reste surpris qu'ils n'aient pas intégrés des systèmes HOTAS aux sièges pour le contrôle manuel, en tant qu'amateur de simulation spatiale et aérienne sur pc, le contrôle est bien plus précis et agréable sur un hotas
Quoique avant de tester un hotas une manette xbox (ou autre hein) fait aussi l'affaire ...

Quoi ? Comment ça ce n'est pas une simulation ?

Bon sinon troll à part (quoi que troll, j'ai du mal à imaginer le ressentis d'un écran tactile dans la réponse des commandes mais pas la moindre idée de ce qu'il est important de ressentir dans la réalité comparé à la simulation), un grand bravo aux devs des contrôles tactiles, j'imagine pas le stress que peut provoquer la mise en prod de ce genre de système, que ce soit sur les capsules de fusée ou dans l’aéronautique en général, même avec une couverture de tests de 100%.
Je me doute que ces devs là sont des pro matheux scientifique confirmés et qu'ils savent ce qu'ils font, mais quand on vois les enjeux de ce que doit faire le code final, et ce qu'a déjà provoqué des bugs dans les systèmes de fusée par le passé, faut avoir des ballz en acier trempé et une confiance absolue en son équipe.
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Avatar de strato35
Membre éclairé https://www.developpez.com
Le 02/06/2020 à 9:10
Citation Envoyé par transgohan Voir le message
Le HOTAS n'est pas une solution en raison des objets potentiellement volant dans l'habitacle il me semble, ainsi que pour des problèmes d’étanchéité.
De plus les simulations sont généralement accélérées, ils n'ont pas autant de vivacité dans leurs systèmes réels.
Donc je suppose qu'une interface tactile répond bien à la lenteur et qu'on peut rester précis.
Han ! Tu veux dire qu'ils ne font pas de courses autours de la station spatiale pour montrer qui gère le mieux l'absence d'assistance de stabilisation à la Elite dangerous

Non plus sérieusement, c'est surtout le choix de la solution tactile qui m'a interpellé, avec tout les risques sur la sensibilité des écrans et compagnie, mais si ils l'ont fait c'est que ce doit être plus viable que ce dont j'ai l'habitude de voir.
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