« Ce package de dépôt est quelque chose que nous développons depuis environ cinq ans, mais ce n’est que maintenant que nous avons pu le tester dans sa configuration finale. Nous en sommes au point où la NASA souhaite commencer à produire ces packages pour d’autres missions scientifiques également. C’était donc vraiment notre test final pour montrer que ce système fonctionne. dit le Dr Sirks.
Bien que les communications par satellite à large bande passante soient normalement utilisées pour décharger les données d’une telle mission, des obstacles surviennent parfois ou les transmissions prennent trop de temps. « À l’heure actuelle, le moyen le plus efficace pour télécharger des données est de les copier sur un lecteur SD et de les déposer sur Terre, ce qui est un peu fou, mais cela fonctionne bien », explique le Dr Sirks. Cela rappelle une citation célèbre des débuts de l’informatique. « Ne sous-estimez jamais la bande passante d’un break rempli de cassettes dévalant l’autoroute », disait Andrew Tanenbaum en 1981.
Chaque système DRS contenait un parachute et 5 téraoctets de stockage de données à semi-conducteurs. Un récepteur du système mondial de navigation par satellite (GNSS) a également été inclus pour les données de positionnement ; nous les appelons plus familièrement des récepteurs GPS. Pour permettre aux systèmes DRS de signaler leur position pendant la descente et après l’atterrissage, ils emportaient un émetteur-récepteur de données à courte rafale qui communiquait avec le réseau satellite Iridium pour une liaison montante fiable presque partout sur Terre.
En approfondissant le matériel, chaque module DRS avait un Raspberry Pi 3B comme cerveau de l’opération. Une alimentation 24 V CC provenant de la charge utile principale du ballon a fait fonctionner les modules DRS pendant le vol, avec deux Energizer lithium 9 volts disponibles dans le commerce faisant fonctionner les appareils pendant la descente. Cela peut sembler un choix de batterie intéressant pour une mission dans l’espace proche. Après tout, à un taux de décharge de 500 mAh, typique d’un Raspberry Pi à charge modérée, un Energizer lithium 9V durera peut-être 90 minutes au mieux, selon la fiche technique de l’entreprise. Évidemment, le double pour une paire d’entre eux. Cependant, la conception est plus intelligente que cela, car pendant la descente, le DRS utilise un microcontrôleur basse consommation pour faire fonctionner le spectacle, au lieu du Raspberry Pi. Cela offre une durée de vie de la batterie beaucoup plus longue. Ces batteries constituent également une solution bon marché disponible dans le commerce presque partout sur la planète et, dans la plupart des cas, on peut supposer que le DRS restera en place après une chute. De plus, les missions spatiales et proches de l’espace doivent prendre en compte le risque de pollution de l’environnement, etc. une quantité connue comme une pile Energizer est préférable dans ce cas.
Quatre lecteurs de cartes SD sont branchés sur le Pi, dont deux sur rallonges, chargés de stocker les données expérimentales. Les rallonges constituaient une atténuation des échecs lors de tests antérieurs où un échauffement excessif se produisait au niveau des ports USB lors d’écritures lourdes sur les cartes SD. Un mécanisme de pince actionné par un simple servo est utilisé pour libérer le DRS. La pince maintient une boucle en nylon sur la charge utile principale du ballon et, lorsque le servo est activé, elle se relâche et s’éloigne. Un autre mécanisme de servo-pince libère le parachute. Une liaison Ethernet est utilisée pour relier le DRS à la charge utile principale du ballon. Il est connecté à des connecteurs à force d’extraction nulle sur la charge utile principale, de sorte que le câble se libère lorsque le DRS tombe. L’ensemble du kit est enfermé dans un boîtier imprimé en 3D avec une coque en mousse pour la protection contre les chocs et les intempéries.
Le DRS descend de manière incontrôlée, mais en choisissant la position et le moment du déclenchement, il est possible de prédire approximativement où l’appareil pourrait atterrir. Le document de Sirks note que les zones peu peuplées à proximité des routes sont idéales pour la sécurité et une récupération facile.
Le ballon transportait en réalité quatre systèmes DRS, mais seulement deux ont été largués lors de la mission SuperBIT. Les deux autres se sont retrouvés avec la charge utile. Cela signifiait que la récupération de la charge utile ou des deux modules DRS permettrait de récupérer des ensembles de données redondants indépendants. Il y a eu quelques problèmes mineurs avec les appareils qui n’ont pas signalé initialement leur emplacement, probablement dus au fait que les batteries du DRS étaient excessivement froides à cause de leur position dans la stratosphère et délivraient ainsi une tension plus faible. Cependant, les deux appareils ont finalement signalé leur emplacement après l’atterrissage et ont été récupérés avec succès.
Le document complet vaut la peine d’être lu si vous souhaitez concevoir vos propres appareils robustes pour des tâches similaires. Il est toujours impressionnant d’en apprendre davantage sur l’ingénierie détaillée d’un projet de la NASA ou d’un projet adjacent à la NASA, et vous pouvez souvent trouver quelques trucs ou astuces pour vos propres projets. Alors, que vous montiez en montgolfière ou même construisiez vos propres satellites espions (vraiment ?), tenez compte des grandes leçons de ce projet réussi de récupération de données !
