Comment la NASA tente de réparer le télescope Hubble

Les ingénieurs de la NASA tentent actuellement de diagnostiquer et de réparer une panne d’ordinateur, mais ce n’est pas chose facile lorsque le problème se situe sur un télescope de la taille d’un bus qui orbite actuellement dans l’espace, à 547 kilomètres au-dessus de nos têtes, à une vitesse d’environ 27 000 kilomètres par heure.

Il y a quelques semaines, le télescope spatial Hubble qui, au cours de ses 31 ans de carrière, nous a fourni de nombreuses images d’étoiles et de galaxies lointaines, a commencé à montrer des signes inquiétants.

L’ordinateur de charge utile du télescope, l’un des systèmes centraux qui contrôle et coordonne les instruments scientifiques à bord du vaisseau et transmet les données scientifiques et techniques au sol, s’est arrêté de façon inattendue.

L’équipe de la NASA l’a immédiatement remarqué, car l’ordinateur de charge utile et l’ordinateur principal du télescope s’envoient normalement en permanence un signal “keep-alive” – appelé “handshake” par les ingénieurs de la NASA – pour indiquer que tout va bien.

Le 13 juin, ce “handshake” n’a pas fonctionné, ce qui a amené l’ordinateur principal à placer automatiquement tous les instruments scientifiques du télescope en mode de sécurité. Cela signifie que, bien que le télescope continue à pointer vers sa cible prévue, tous les instruments à bord sont en veille.

À première vue, le problème ne semblait pas particulièrement inquiétant, explique Paul Hertz, directeur de la division astrophysique de la NASA.

“En général, pour tous nos télescopes spatiaux, les anomalies qui interfèrent avec les opérations normales se produisent une ou deux fois par an, donc ce n’est pas comme si cela n’était jamais arrivé auparavant”, explique Hertz à ZDNet. “Quelque chose ne se comporte pas comme l’ordinateur l’attendait, donc nous faisons une pause pour que l’humain puisse entrer dans la boucle, comprendre ce qui ne va pas et dire à l’ordinateur ce qu’il doit faire ensuite.”

Depuis le lancement de Hubble en 1990, en tant qu’observatoire spatial chargé d’observer les étoiles et les galaxies les plus lointaines, le télescope est surveillé par une équipe sur Terre, qui contrôle à distance le système et veille à sa santé et à sa sécurité.

Un travail de détective 

De la même manière que pour les résolutions de problème informatiques sur Terre, l’équipe a commencé par allumer et éteindre l’ordinateur de charge utile, mais a rapidement rencontré le même problème.

Les ingénieurs ont alors émis l’hypothèse que le problème provenait d’un module de mémoire qui se dégradait, et ont allumé l’un des trois modules de secours disponibles. Là encore, le problème a persisté, la commande d’activation du module de secours n’ayant pas abouti. C’est alors que la NASA a décidé d’accélérer les choses et d’allumer l’ordinateur de secours de la charge utile.

L’ordinateur de charge utile utilisé jusqu’à présent et le système de secours ont tous deux été installés par les astronautes lors de la dernière mission d’entretien de Hubble en 2009. En d’autres termes, l’équipe de la NASA compte sur un système de secours qui a été éteint pendant 12 ans. Pour mettre les choses en perspective, c’est comme essayer de ramener à la vie un Blackberry Storm.

Mais la question de l’ancienneté est différente pour les équipements spatiaux. “Hubble a 31 ans, ce qui signifie que de nombreux systèmes du télescope ont également 31 ans”, explique M. Hertz. “Les ordinateurs sont en fait les éléments les plus récents de Hubble puisqu’ils ont été installés lors de la dernière mission d’entretien”.

Il n’en reste pas moins que la bascule vers l’ordinateur de secours était une opération délicate, selon Hertz, qui a nécessité des procédures soigneusement rédigées et plusieurs niveaux d’examen avant d’obtenir le feu vert.

Si les ingénieurs de la NASA s’inquiétaient de savoir si l’ordinateur de secours avait accumulé trop de poussière spatiale, ce sujet est rapidement devenu le cadet de leurs soucis. Une fois la bascule effectuée avec succès, l’équipe a été confrontée exactement aux mêmes problèmes qu’auparavant : les commandes d’écriture ou de lecture de la mémoire ne fonctionnaient toujours pas.

Cela signifie que le problème se situe ailleurs dans le télescope. Selon M. Hertz, la NASA a cherché à établir une liste de composants qui pourraient être les coupables. Elle a même fait revenir dans l’équipe certains des ingénieurs qui ont travaillé à la conception de Hubble il y a plus de trente ans.

“C’est un peu comme un travail de détective”, dit Hertz. “Vous disposez d’un nombre limité d’indices et vous examinez toutes vos hypothèses pour voir lesquelles correspondent aux indices. Puis, une fois que vous avez une correspondance, vous devez déterminer les questions à poser au système, les changements que vous pouvez apporter pour voir comment il se comporte et qui pourraient aider à distinguer les hypothèses, et bien sûr sans mettre l’observatoire en danger.”

Parmi les candidats possibles, les ingénieurs de la NASA se méfient particulièrement de l’unité de commande de Hubble, qui envoie des commandes et des données aux instruments scientifiques, et de son formateur de données scientifiques, qui formate les données scientifiques des instruments et les transmet au sol.

Mais le problème pourrait également provenir du régulateur de puissance, qui fournit l’énergie à différents matériels.

Il semble que les ingénieurs de la NASA devront procéder à plusieurs essais au cours des prochains jours, voire des prochaines semaines, avec le défi supplémentaire, bien sûr, de devoir effectuer des opérations sur un système qui ne peut être manipulé physiquement.

“Si Hubble se trouvait dans un laboratoire, nous y entrerions, nous vérifierions tel ou tel composant et nous pourrions trouver immédiatement ce qui ne va pas”, explique Hertz. “Mais nous ne pouvons parler à Hubble qu’à travers sa radio, nous ne pouvons lui demander de faire les choses pour lesquelles il a été programmé, nous ne pouvons que lui demander d’envoyer les données pour lesquelles il a été programmé.”

Hubble n’a jamais été programmé pour envoyer des informations permettant de savoir si la tension est bien répartie entre tous les systèmes, par exemple. Les tests seront donc plus longs et nécessiteront une dose d’inventivité.

La relève en place

Certains pourraient spéculer, de manière plutôt poétique, que le problème est entièrement ailleurs. Dans les prochains mois, Hubble sera rejoint dans l’espace par un nouveau satellite, le télescope spatial James Webb, dont le lancement est prévu en octobre 2021 pour étudier l’évolution de notre propre système solaire. Le télescope aurait-il senti qu’après 31 ans, il était temps de se retirer gracieusement pour laisser la place à la prochaine génération de télescopes spatiaux ?

Absolument pas, selon M. Hertz. Aujourd’hui, Hubble peut se targuer d’avoir effectué 1,4 milliard d’observations qui ont contribué à la rédaction de 18 000 articles scientifiques. Le télescope a parcouru plus de six milliards de kilomètres et transmet environ 150 gigabits de données scientifiques brutes chaque semaine.

Pour M. Hertz, il reste donc l’un des télescopes astronomiques les plus productifs au monde, et il est loin d’être prêt pour une retraite anticipée.

“Nous continuerons à exploiter Hubble aussi longtemps qu’il restera scientifiquement productif”, déclare Hertz. “Il existe une très longue liste de problèmes que nous pouvons résoudre, et je suis convaincu que quelque part dans cette liste se trouve la chose qui ne va pas. Nous allons le découvrir, apporter les corrections nécessaires et remettre Hubble en service. ”

En tandem avec James Webb, Hubble devrait continuer à apporter sa contribution à la communauté scientifique. En supposant que la NASA parvienne à trouver et à résoudre le problème actuel, on peut espérer qu’il faudra encore un certain temps avant que le vieux télescope ne tire sa révérence.

Source : “ZDNet.com”