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La vue de mars en 3D

2020 est l'année de la prochaine mission d'exploration de la planète Mars par le rover. La charge utile principale de la fusée russe Proton : le rover ExoMars développé par les agences spatiales européenne et russe (ESA et Roskosmos). Il est prévu d'équiper le véhicule avec neuf instruments de mesure, dont un sera monté sur le mât de deux mètres de haut du rover. « La caméra panoramique » développée par le laboratoire Mullard Space Science Laboratory (MSSL-UCL) en collaboration avec la société allemande OHB (Munich), la DLR (Berlin) et l'entreprise suisse TAS-CH (Zurich) prendra des images en stéréo de la planète. Cette caméra, également appelée « PanCam », est équipée de deux roues porte-filtres pivotantes qui sont montées devant ses caméras grand angle (WAC ; fabriquées par Thales Alenia de Zurich) pour lui permettre d'obtenir des images en trois dimensions de paysages panoramiques. Une caméra à haute résolution (HRC ; fabriquée par OHB/DLR) fournit des images détaillées de paysages, structures géologiques et échantillons de sol. Trois moteurs pas à pas de FAULHABER entraînent l'arbre de rotation du système de changement de filtre ainsi que pour la mise au point de la caméra à haute résolution.
La mission est clairement définie, tout comme chaque tâche individuelle. Inutile de mentionner que les exigences vis à vis de l'équipement prévu pour être utilisé sur Mars sont tellement strictes qu'il n'existe rien de comparable. Si la mission planifiée en 2020 se déroule comme prévu, le rover construit par l'ESA démarrera son exploration de la surface de Mars pour y déceler l'existence d'une activité biologique passée et présente, dès son atterrissage sur la planète. Il ne sera pas seulement nécessaire de prélever des échantillons de sol à l'aide d'une carotte de forage, il faudra également réaliser des analyses avec une vaste batterie d'instruments scientifiques. Pendant ce temps, la sonde interplanétaire ExoMars Trace Gas Orbiter restera en orbite pour assister le rover dans le cadre de la communication téléphonique avec la base terrestre et garantir que les données et résultats de mesure qu'il aura collectés puissent être renvoyés à la Terre.
Droits d'auteur ESA / ATG medialab

Des images de meilleure qualité et une protection contre la poussière

Les conditions ambiantes sur Mars exigent que chaque équipement fournisse des performances inégalées. Pour commencer, le rover travaillera à une pression atmosphérique de 0,00636 bar, ce qui équivaut à une pression rencontrée à une altitude de 35 kilomètres sur la Terre. Et ce n'est pas tout : en effet, la planète est caractérisée par des variations de température dont la plage s'étend d'un peu moins de 20 °C à -120 °C. Par ailleurs, il faut s'attendre à ce que la poussière soulevée par le rover ait un effet négatif sur la fiabilité de fonctionnement de ses instruments haute précision de mesure et d'analyse, ce qui est aussi l'une des raisons pour lesquelles la caméra panoramique sera suspendue sur son mât, à environ deux mètres au-dessus du sol. « Cela protégera bien entendu les objectifs ; néanmoins, une telle position en hauteur offre également un autre avantage important car nous serons en mesure d'obtenir des images panoramiques de bien meilleure qualité », explique Jonathan Jones, ingénieur en génie mécanique et thermique au laboratoire Mullard Space Science Laboratory situé au sud de Londres.

Avec les filtres situés devant les caméras grand angle, MSSL a créé un système capable d'obtenir des images à diverses longueurs d'onde pendant la mission prévue en 2020 et de les utiliser pour générer des images à contenu varié. « Nous prévoyons d'envoyer dix images par jour à la Terre », déclare Jones. Bien sûr, cela ne parait pas beaucoup au premier abord, mais en y regardant de plus près, on constate que c'est en fait un objectif assez ambitieux. Dans un premier temps, la caméra génère trois images pour une seule prise de vue. Celles-ci sont ensuite envoyées à la Terre et superposées l'une sur l'autre pour créer l'image réelle. Et puis, il y a les limites imposées par la faible bande passante de données disponible dans le cadre des communications radio entre deux planètes, qui ne permettent tout simplement pas l'envoi de plus de dix images par jour.

Des moteurs pas à pas positionnent des filtres d'objectif

Avec onze filtres par roue porte-filtres, les caméras grand angle de la PanCam peuvent enregistrer une grande variété d'images sous diverses conditions d'éclairage. Ces roues portes-filtres tournent devant les deux caméras grand angle et doivent être positionnées avec précision pour obtenir des images nettes. Pour l'entraînement du système de rotation des filtres, MSSL utilise deux moteurs pas à pas proposés dans la gamme de la société FAULHABER PRECIstep. Ces deux unités ont réussi haut la main les tests de durée de vie auxquels ils sont actuellement soumis. Durant le processus de développement de la caméra panoramique, les ingénieurs de MSSL ont cherché des moteurs non seulement capables de fournir des performances de positionnement fiables et précises, mais également de forme extrêmement compacte. Compte tenu de ces exigences, les moteurs pas à pas se sont imposés naturellement, étant donné qu'ils sont non seulement à même de positionner des objets avec précision avec une résolution de 1280 pas par tour, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un système de rétroaction séparé, mais également beaucoup plus robustes et faciles à utiliser que les servomoteurs traditionnels. Le mécanisme de mise au point de la caméra à haute résolution est entraîné par un moteur pas à pas de FAULHABER PRECIstep. Ce moteur est à même de suivre exactement un champ appliqué extérieurement sans nécessiter de réglages complexes et chronophages. « C'est la solution parfaite pour une application optique car les moteurs peuvent maintenir la position de l'objectif même sans courant, grâce à leur couple résiduel. De plus, la commande en boucle ouverte permet de supprimer les effets de sautillement (instabilité d'image) et, par conséquent, d'obtenir des images très nettes et claires », explique Sébastien Vaneberg qui occupe les fonctions de directeur des ventes chez FAULHABER PRECIstep SA. L'entreprise suisse qui fait partie de FAULHABER Group est spécialisée dans la fabrication de moteurs pas à pas miniatures. « En résumé, c'est un entraînement simple et robuste avec des capacités exceptionnelles, idéalement adapté aux conditions extrêmes qui règnent dans l'espace. »

Des moteurs miniatures agréés pour une utilisation sur Mars

Chaque caméra de la PanCam est respectivement équipée d'un entraînement d'un diamètre de 10 millimètres seulement. Le moteur pas à pas compte 20 pas par tour ; il est combiné avec un réducteur de précision du même diamètre avec un rapport de réduction de 64:1. Par ailleurs, FAULHABER a collaboré étroitement avec MSSL pour personnaliser davantage encore l'étude technique de ses deux entraînements afin que ceux-ci satisfassent aux spécifications requises par son utilisation à la surface de la planète Mars. Les modifications qui en résultent incluent, par exemple, un lubrifiant sec et des paliers frittés spéciaux. « En un mot, les moteurs doivent pouvoir survivre sur Mars », déclare Jonathan Jones en résumant de manière succincte les exigences que doivent remplir les entraînements de FAULHABER. Et être sûr que rien ne soit laissé au hasard après l'atterrissage, le laboratoire Mullard Space Science Laboratory teste actuellement les composants de la caméra panoramique dans un environnement d'essai. Les conditions d'essai sont même plus dures que celles sur Mars. Les entraînements de positionnement doivent effectuer 5000 cycles de positionnement à des températures oscillant entre -130 degrés Celsius et 50 degrés Celsius, bien entendu. « Le test est toujours en cours mais les moteurs montrent déjà réellement ce qu'ils valent », ajoute Jonathan Jones d'un air satisfait. Pendant la période de développement des entraînements, il n'existait rien d'autre sur le marché qui puisse atteindre de près ou de loin le niveau des unités FAULHABER. Sans oublier le fait que FAULHABER est déjà un partenaire incontournable de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui, avec l'agence spatiale russe Roscosmos, est chargée d'amener le projet Exo- Mars sur sa plateforme de lancement en 2020.
Parfaitement adapté aux conditions extrê,es qui prévalent dans l'espace
Droits d'auteur ESA / ATG medialab

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MULLARD SPACE SCIENCE LABORATORY
UNIVERSITY COLLEGE LONDON
www.ucl.ac.uk/mssl/current-projects

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      • FAULHABER BXT
        • 2214 ... BXT H 2214 ... BXT R 3216 ... BXT H 3216 ... BXT R 4221 ... BXT H 4221 ... BXT R
      • Informations techniques
    • Moteurs avec électronique intégrée
      • FAULHABER BRC
        • 1525 ... BRC 1935 ... BRC 3153 ... BRC
      • FAULHABER BX4 SC
        • 2232 ... BX4 SC 2250 ... BX4 S SC 2250 ... BX4 SC 3242 ... BX4 SC 3242 ... BX4 SCDC 3268 ... BX4 SC 3268 ... BX4 SCDC
      • FAULHABER B-Flat SC
        • 2610 ... B SC 2622 ... B SC
      • FAULHABER B Cx
        • 3564 ... B Cx
      • FAULHABER BX4 CxD/Cx
        • 2232 ... BX4 CxD 2250 ... BX4 CxD 3242 ... BX4 Cx 3268 ... BX4 Cx
      • FAULHABER MCS
        • MCS 3242 ... BX4 ET MCS 3242 ... BX4 RS/CO MCS 3268 ... BX4 ET MCS 3268 ... BX4 RS/CO MCS 3274 ... BP4 ET MCS 3274 ... BP4 RS/CO
    • Servomoteurs C.C. linéaires
      • LM 0830 ... 01 LM 1247 ... 11 LM 1247 ... 12 LM 1483 ... 11 LM 1483 ... 12 LM 2070 ... 11 LM 2070 ... 12
    • Moteurs pas à pas
      • AM0820 AM1020 AM1524 AM2224 AM2224R3 DM0620 DM1220 DM40100R DM52100N DM52100R DM52100S
    • Piezo motors
      • LL06... LR17... LT20... LTC300... LTC40 LTC450...
    • Réducteurs de précision
      • Réducteurs planétaires
        • 03A 06/1 06A 08/1 10/1 12/4 13A 14/1 15/10 15A 16/7 17/1
        • 20/1R 22/7 22E 22EKV 22F 22GPT 23/1 26/1 26/1R 26A 30/1 30/1 S
        • 32/3 32/3R 32A 32ALN 32GPT 38/1 38/1 S 38/2 38/2 S 38A 42GPT 44/1
      • Réducteurs à étages et Réducteurs à étages, sans jeu angulair
        • 08/2 08/3 12/3 12/5 15/5 15/5 S 15/8 16/5 16/5 S 16/8 16A 22/2
        • 22/5
    • Composants linéaires
      • Vis à billes
        • BS22-1.5 BS32-2.0
      • Vis filetées et Options
        • M1,2 x 0,25 x L1 M1,6 x 0,35 x L1 M2 x 0,2 x L1 M3 x 0,5 x L1
    • Codeurs
      • Codeurs incrémentaux
        • HEDL 5540 HEDS 5500 HEM3-256 W HXM3-64 IE2-1024 IE2-16 IE2-400 IE3-1024 IE3-1024 L IEF3-4096 IEF3-4096 L IEH2-4096
        • IEH3-4096 IEH3-4096L IEM3-1024 IER3-10000 IER3-10000 L IERS3-500 IERS3-500 L PA2-100 PA2-50 PE22-120
      • Codeurs absolus
        • AES-4096 AES-4096 L AESM-4096
    • Electroniques de cde.
      • Contrôleur de vitesse
        • SC 1801 F SC 1801 P SC 1801 S SC 2402 P SC 2804 S SC 5004 P SC 5008 S
      • Contrôleurs de mouvement
        • MC 5004 P MC 5004 P STO MC 5005 S MC 5010 S MCBL 3002 F MCBL 3002 F AES MCBL 3002 P MCBL 3002 P AES MCBL 3002 S MCBL 3002 S AES MCBL 3003 P MCBL 3003 P AES
        • MCBL 3006 S MCBL 3006 S AES MCDC 3002 P MCDC 3002 S MCDC 3003 P MCDC 3006 S MCLM 3002 F MCLM 3002 P MCLM 3002 S MCLM 3003 P MCLM 3006 S MCST 3601
    • Accessoires
      • 6501.00065 6501.00088 6501.00096 6501.00097 6501.00113 6501.00121 6501.00135 6501.00136 6501.00159 6501.00283 6501.00284 BC 5004
      • Cables and Accessories MBZ
  • Marchés
    • Équipement médical et de laboratoire
      • Cyclotron
      • Cathéter Rotarex®S
      • Climatisation dans les couveuses
      • Pompe à insuline
      • Dispositif d’analyse Gyrolab xPlore TM
      • L’automatisation des laboratoires
      • Systèmes d'anesthésie et de ventilation
      • Prothèse myoélectrique
      • L’endodontie
      • Les techniques prothétiques LifeHand
      • Dermographe
      • Système de distribution automatique
      • Assistant robotisé la TMS
      • Système VIKY (Vision Control for endoscopY)
      • Tensiomètre mobile destiné
      • Automatique des médicaments passe
      • Capsule de diagnostic
      • Manipulateur XYZ
      • Prothèse pour la jambe
      • Scanner du flux sanguin
      • Systèmes d’analyse laboratoire
      • Microkératome
      • Lecteur de glycémie
      • Hexapodes miniatures
    • Automation industrielle & Robotique
      • Machine d'enroulement de fil
      • Robot de préhension TORU
      • Les robots on océan profond
      • Pour les robots d‘inspection
      • Zippermast
      • Préhenseur de petites pièces
      • Les robots industriels
      • Robot CHIMP
      • Drone terrestre
      • MROV (Miniature Remotely Operated Vehicles)
      • Robot de service humanoïde
      • Robot par
      • Main robotisée
      • Véhicules robotisés
      • Automates de montage
      • Automate de fabrication
      • Robots pour canalisations
      • Intelligence mobile "tout-terrain" - Ce qui a manqué jusqu’à maintenant, c’est un concept de véhicule universel pouvant porter les instruments de mesure, afin de faciliter l’exploration de territoires inconnus.
      • Convoyeur à courroies
      • Unités de rotation
    • Surveillance & Mesure de précision
      • Pompe de dosage
      • Installations de test pour des portes de voiture
      • Sismographe large bande
      • L'appareil d’essai Condor Sigma
      • Mesure de champ électrique
      • Machines à décaper l’isolant
      • Nanométrique
      • Machines À Équilibrer Horizontales
      • Appareils d’essais
      • Appareil d'essai de comparateurs
      • Appareil de cisaillement annulaire
      • Géo-scanner
    • Outils & Équipements industriels
      • Lasers à diodes
      • Tournevis á capteur
      • Système d'étiquetage à jet d'encre
      • Sécateurs électriques
      • Un module CNC 5 axes compact
      • Distribution de fil adaptive
      • Production de panneaux solaires
      • Essuie-glace
      • Systèmes de pesée
      • Tables Linéaires
      • Pulsations de pression
      • Robot de soudage
      • Hexapode (Systèmes de micropositionnement)
      • Systèmes à sondes mobiles
      • Machines d'impression
      • Traceur de coupe
    • Aéronautique & Aérospatiale
      • SEIS – Seismic Experiment for Interior Structure
      • Cimon assistant de vol
      • Avion amphibie
      • Mars rover
      • Équipements de cabine
      • La sonde spatiale Rosetta
      • Hexapode
      • Commande des vannes de carburant de fusées
      • Véhicule aérien non piloté
      • Sonde de mesure
    • Optique & Photonique
      • Spectrographe
      • Optiques de phare
      • L'optique à rayons X
      • Faisceaux laser à impulsions
      • Systèmes de visualisation chirurgicale
      • Table de balayage pour microscopes
      • Microscope d'opération
      • Télescope géant
      • LBT (Large Binocular Telescope)
    • Caméras, Systèmes Audio & Données
      • Caméra panoramique
      • Technique de prise
      • Drones de Reconnaissance
      • Moniteurs LCD
      • Caméra de l’appareil d’inspection
      • Grue pour caméra
      • Systèmes de caméras en direct
    • Contrôle de l‘environnement & Sécurité
      • Partenaire d’assurage électronique (EPIC)
      • Entraînement de pompe ATEX
      • Éoliennes cerfs-volants
      • Sismomètres
      • Micro pompe gérotor
      • Sondes de mesure des grands fonds
    • Modélisme & Prototypage
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      • Modèles de véhicules utilitaires
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      • Locomotive à vapeur miniature
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      • Bicyclette
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      • Chariot de golf
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