Artemis II : avant le vrai lancement, la NASA a fait décoller la mission plus de 100 000 fois

Le staging ultime — Ça y est, le compte à rebours d'Artemis II a officiellement débuté, pour un lancement prévu au plus tôt ce mercredi 1er avril à 18h24, heure de Floride (jeudi 2 avril à minuit 24 heure française).

Pour la première fois depuis Apollo 17 en décembre 1972, quatre astronautes vont s'envoler autour de la Lune pour une mission d'une dizaine de jours.

Mais avant de pousser en prod, la NASA a fait ce que tout bon dev ferait. Alors oui, tester c'est douter. Mais quand votre fusée embarque quatre astronautes, vous avez plutôt intérêt à douter un peu. Beaucoup. Passionnément.

50 000 lignes vers l'infini et au-delà

Le logiciel de vol du Space Launch System (SLS), le lanceur lourd du programme Artemis, c'est environ 50 000 lignes de code. Pour un engin qui génère près de 4 000 tonnes de poussée au décollage, ça peut paraître modeste.

Mais ces 50 000 lignes sont celles sur lesquelles repose LE logiciel critique : celui qui s'active 48 heures avant le décollage et qui pilote intégralement les 8 premières minutes de vol, de l'allumage des moteurs RS-25 jusqu'à la séparation de l'étage de propulsion.

La NASA ne communique pas sur le langage utilisé, mais pour ses logiciels de vol critiques, l'agence s'appuie historiquement sur le C (temps réel oblige, pas question de laisser un garbage collector décider quand faire une petite pause).

Le SLS embarque trois ordinateurs de vol installés en haut de l'étage principal, qui communiquent entre eux par un bus de données dédié et fonctionnent sur un principe de vote majoritaire : chaque décision est prise à la majorité, et au moins deux des trois doivent fonctionner parfaitement à tout moment.

De la redondance triple modulaire appliquée à un lanceur spatial. Ici, el famoso "ça marche sur mon poste" n'est pas vraiment une option quand votre machine fonce à 28 000 km/h vers la Lune avec quatre humains à son bord.

Bonne nouvelle quand même : lors d'Artemis I — le vol inhabité du programme, effectué en novembre 2022 — le logiciel de vol a tenu toutes ses promesses sans aucune défaillance avionique ni déclenchement de procédure d'abandon.

100 000 décollages (et des poussières)

Le chiffre a de quoi impressionner : avant le vrai lancement d'Artemis II, les ingénieurs de la NASA auront fait "voler" la mission plus de 100 000 fois dans leurs différentes installations de test et de développement. 100 000 simulations complètes de la mission, donc.

Chaque simulation rejoue le vol de bout en bout, de l'allumage des moteurs jusqu'à la séparation orbitale.

Mais le plus intéressant, c'est ce qu'on injecte en cours de route : pannes moteur à différentes altitudes, perte d'un ordinateur de vol en pleine ascension, capteurs qui renvoient des valeurs aberrantes. L'objectif est de vérifier que le logiciel réagit correctement dans chaque cas, y compris (et surtout) les plus lunaires improbables.

La dernière campagne de qualification a déroulé 179 procédures couvrant 58 000 scénarios en deux semaines. Pour donner une idée de la montée en puissance : lors d'Artemis I, la campagne équivalente comptait six fois moins de scénarios. Le genre de couverture de test qui ferait pâlir n'importe quel QA lead.

Tester comme si on volait

La philosophie qui chapeaute tout ça porte un nom à la NASA : Test Like You Fly. L'idée n'est pas de vérifier que le code compile et que les tests passent au vert, mais de reproduire les conditions réelles de vol aussi fidèlement que possible, au sol, avant que quiconque ne monte à bord.

Concrètement, le logiciel de vol est développé et validé au Marshall Space Flight Center à Huntsville (Alabama), qui abrite le Software Development Facility, où le code est écrit et vérifié unitairement, et le Systems Integration Lab.

Ce dernier constitue une réplique quasi complète de l'électronique de vol du SLS : vrais ordinateurs de bord, vrais capteurs, ainsi que des émulateurs pour les moteurs, le vaisseau Orion et le centre de contrôle au sol. Probablement l'environnement de staging le plus cher du globe.

Les ingénieurs ne testent pas des composants isolés : ils simulent l'intégration complète logiciel-matériel, de bout en bout, avant même que le hardware de vol ne soit assemblé.

T-33 : la fusée prend les commandes

Pendant le compte à rebours, c'est le Ground Launch Sequencer, un système au sol situé au Kennedy Space Center, qui orchestre les opérations : remplissage des réservoirs, mise sous pression, vérification des systèmes...

Mais à T-33 secondes, ce séquenceur passe la main aux ordinateurs de vol de la fusée.

À T-30 secondes, l'étage principal bascule en mode entièrement automatique. À T-10 secondes, la commande de démarrage des moteurs part. À T-6,36 secondes (la précision compte quand il est question de combustion d'hydrogène), les quatre RS-25 s'allument. Et à T-0, les boosters s'enflamment.

À partir de là, plus personne n'a la main. Si quelque chose cloche, c'est report. Sinon, la fusée se lance toute seule.

Pour rappel, le lancement est prévu mercredi 2 avril à 00h24 heure de Paris (sauf report, comme cela peut arriver avec ce genre de lancement), et sera diffusé en direct sur la chaîne YouTube de la NASA.