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Projet robotique

Projet robotique. Problématique: Concevez et décrivez dans ses grandes lignes le principe de commande d'un véhicule martien piloté depuis la terre et destiné à se déplacer près de son lieu d'atterrissage pour prendre des images et collecter des échantillons. Fonctions principales.

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Presentation Transcript

  1. Projet robotique • . Problématique: Concevez et décrivez dans ses grandes lignes le principe de commande d'un véhicule martien piloté depuis la terre et destiné à se déplacer près de son lieu d'atterrissage pour prendre des images et collecter des échantillons

  2. Fonctions principales • Etre débarquable de la fusée • Etre adapté à l'atmosphère de mars • Communication • Autonomie • Repérage dans l'espace • Déplacement et Energie • Collecte et analyse d'échantillons

  3. Chiffres clés • Au départ, poids du vaisseau emportant le rover = 3400kg • Rover = 850kg • Étage de croisière = 600kg • Étage de descente= 829kg • Carburant= 390kg • Bouclier Thermique= 389kg • Enveloppe externe= 349kg

  4. Parachute développé pour le Rover Mars Science Laboratory

  5. Etapes de la descente • Durée de la descente: 6 minutes, en 4 étapes • Séparation de l'étage de croisière avant d'entrer dans l'atmosphère martienne • 4,5min après l'entrée: • vitesse redescend à mach2, • Largage bouclier • 1500m: • Largage du parachute • Allumage moteurs de l’étage de descente • Descente en douceur du rover une fois qu'il a presque touché le sol

  6. Etre adapté à l’environnement de Mars

  7. Communications entre la Terre et Mars • Moyen de télécommunication: onde radio • Bandes passantes utilisées: • - S: 2,2 GHz • - X: 8,4 GHz • - K: 32 GHz • Réseau d’antennes utilisé: DSN de la Nasa • Temps de communication: • min 3min7s – max 20min57s

  8. Communications entre la Terre et Mars • Terre: • Antennes DSN tous les 120°. • Diamètre: environ 13m Satellites autour de Mars • Antenne HGA et LGA • Débit en down (vers la Terre): Environ 128Kbits/sec - Durée de com. Avec la Terre: environ 16h. Mars – Robot: • Antennes UHF, gain faible, moyen, élevé • Débit en down(vers la Terre): 3,5Kbits/sec • 8,5Mo/jour à satellite • durée de com. Avec la Terre: max. 3h • Niveau de bruit acceptable: -215 dBW/Hz vers 10GHz. • Bandes passantes utilisées: S,X,K à 2.2,8.4 et 32 GHz.

  9. Autonomie • Pas de temps réel : • Temps de latence pour transmettre • un signal entre la Terre et Mars • Robot autonome • (sauf en cas de problèmes • insurmontables)

  10. Repérage dans l’espace • Caméras choisies pour leurs performances en termes de: • Distance • Couleurs • Resolution • Angle de vue

  11. Coment se repérer? Positions et angles des caméras du Rover

  12. Prendre des photos • une paire de caméras panoramiques (PanCam)de haute résolution, fixées au sommet du mat vertical porteur d’instruments. • Capteur CDD de 1024 pixels sur 1024 pixels. • Ce dispositif permet de faire des images en relief, et de repérer les roches et les sols intéressants pour une analyse ultérieure par les autres appareils de mesure. • une caméra microscope (Microscopic Imager), placée sur le bras robotisé, permettant d’obtenir des gros plans d’une résolution de 20 à 40 micromètres par pixel. Pour la mise au point, la distance entre le microscope et la surface photographiée est mesurée à l’aide d’une petite tige métallique.

  13. Déplacement sur mars • Contraintes: • Energie • Cartographie des déplacements effectués • Pourquoi des roues? • Terrain sableux, morphologie du terrain • Meilleur possibilité de s'adapter aux dénivelés • Chenilles • Hovercraft

  14. Déplacement sur Mars • 6 roues possédant chacune un moteur • Évite la paralysie du robot en cas de panne d'un moteur • Permet au robot d'être plus précis dans ses déplacements • Taille 26 cm • Taille max. obstacle 20 cm

  15. Déplacement sur Mars • Déplacement théorique du rover: 90m/h en navigation automatique • Déplacement réel du rover: 30m/h avec collecte des échantillons

  16. Batteries Lithium-Ion • Critères de choix: • Poids • Capacité de charge • Capacité à resister • Fiabilité • S’adapter à la température • Alternative : Plutonium

  17. Panneaux solaires Rechargent les batteries pendant la journée: - 140 Watts par jour Martien pendant 4 heures. - inclinable en fonction du Soleil.

  18. Bras robotisé • Le bras Robotisé est un manipulateur avec 5 DL, de longueur 1,9m • Espace de travail: cylindre de 80cm de diamètre et 100cm de haut • 5DL permis par les actuateurs • Joint d'épaule tournant • Joint d'épaule translatant • Joint de coude • Joint de poignet • Joint de tourelle

  19. Bras Robotisé • Tourelle en bout de bras, 5 devices montés • Deux instruments (MAHLI et APXS) • Powder Acquisition Drill System • Dust Removal Tool • Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis (CHIMRA)

  20. Moyens d'analyse: caméras • Mahli (Mars Hand Lens Imager) caractérise la composition et la microstructure des roches, du sol, du givre et de la glace • MastCam (Mast Camera) étudie l’absorption de la lumière par le sol martien • Les données sont écrites sur un support flash permanent, transmission effectuée ensuite

  21. Moyens d’analyse: géologie • APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) mesure l’abondance des éléments chimiques lourds dans les roches et le sol • CheMin (Chemistry & Mineralogy ) détecte la présence de minéraux formés en présence de l’eau

  22. Moyens d’analyse: chimie • Sam (Sample Analysis at Mars) détecte des composés organiques et étudie leur chimie • Composé de 3 instruments: un spectromètre de masse, un chromatographe à gaz et un spectromètre laser, supportés par 2 labos d'analyse embarqués

  23. Moyens d’analyse à distance • Mardi (Mars Descent Imager) cartographie l’environnement local du rover • Rems (Rover Environmental Monitoring Station): station météorologique (pression atmosphérique, humidité, UV, vitesse du vent, température du sol et de l’air) • ChemCam analyse à distance la nature, la composition et l’état d'altération des roches

  24. Moyen d’analyse: radiations • Rad (Radiation Assessement Detector) caractérise de nombreux types de radiations en vue de l’exploration humaine • Utilisé pendant toute la mission, y compris la phase d'atterrisage: important pour quantifier la viabilité d'une mission d'habitation • Dan (Dynamic Albedo of Neutrons) détecte les neutrons liés à l’hydrogène de l’eau sous la surface

  25. Comportement du rover

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