La mission du rover Mars de la NASA : insights clés pour la fabrication intelligente

La NASA a atterri un autre rover sur Mars en février, grâce en partie au travail et au leadership d'Adam Steltzner. SME's Smart Manufacturing l'a interviewé peu après — juste au moment où il raccrochait avec le président américain Joe Biden.

Adam, quelles ont été les choses les plus intéressantes que vous avez apprises en préparant la mission Perseverance ?

Premièrement, que vous pouvez faire un paquet de choses depuis votre bureau à domicile. Deuxièmement, qu'il y a beaucoup de choses qui ne vont pas avec votre bureau à domicile et ce que vous pouvez faire. Troisièmement, qu'une équipe dédiée d'individus peut vraiment s'accrocher et pousser quelque chose au-delà de la ligne d'arrivée. J'étais inquiet quand la pandémie a frappé qu'on n'arriverait pas au lancement, et nous y sommes arrivés. Depuis l'atterrissage, nous avons appris que notre planification était pile sur le point. Nous avons récupéré un paquet de vidéo du processus d'atterrissage. Et nous avons pu voir des choses qu'on n'avait jamais vues avant — et ça ressemblait beaucoup à comment on l'avait imaginé. Cela aussi était très gratifiant.

La mission aurait-elle réussi sans fabrication intelligente ?

Absolument pas. Il y a toutes sortes d'endroits où nous devons monter notre jeu de fabrication. Notamment, les endroits où nous faisons du travail additif, certains de nos efforts en électronique. Dans l'hélicoptère Ingenuity, nous utilisons des pièces détachées de technologie de téléphone portable disponible commercialement, et celles-ci sont fabriquées intelligemment pour l'efficacité et le débit. La fabrication intelligente est très importante. C'est partie de l'être « intelligent ».

Dites-nous en plus sur le rôle que la fabrication additive a joué.

Nous avons plusieurs pièces sur le vaisseau spatial qui n'avaient juste pas de sens. Leurs designs sont pilotés par la forme, par la géométrie. Un grand exemple serait certaines des cibles de calibration que nous utilisons pour nos caméras. Nous aimerions les avoir faites en titane, mais nous n'avons pas besoin qu'elles soient creusées hors d'un seul forgage monolithique, parce que nous n'avons pas besoin des propriétés mécaniques. Donc, une approche additive est une excellente solution.

Nous sommes encore en train de faire le passage aux techniques additives. Ce que nous construisons tend à avoir une forte demande sur le rapport résistance/poids, et une forte demande sur un rapport résistance/poids fiable, vérifiable. Donc, nous regardons vers l'avant vers des applications pour l'additif dans ces domaines alors que nous apprenons comment être plus certains de nos propriétés mécaniques des éléments additifs.

Parce que résistance/poids vérifiable est l'une des choses les plus importantes que vous devez regarder ?

Oui. Et il y a des moments où vous ne pouvez pas usiner une chose par soustraction et obtenir tout le matériau que vous pourriez en sortir. Et vous pouvez faire une approche additive et finir avec quelque chose qui a la bonne quantité de matériau aux bons endroits. C'est un gros bonus pour nous.

Combien de différence quelques livres en plus font dans une mission comme celle-ci ?

Il y a différentes façons de penser à ce que la masse nous coûte. À un certain niveau, vous pourriez dire ceci : Nous avons dépensé environ 200 millions de dollars sur notre véhicule de lancement. Et cela a mis un peu plus de 1 000 — 1 025 kg de rover sur la surface de Mars. C'est pas mal de dollars par kilo. Donc, chaque kilo compte.

Ça ne lui rend même pas justice parce que nous ne sommes capables de livrer qu'une certaine quantité de matériel, une certaine quantité de masse, à la surface de Mars. Donc, si nous avions été 100 kilos en trop, nous n'aurions pas pu faire le travail. Donc, la masse est primordiale. L'équation de la fusée est un maître impitoyable. Elle exige que la charge utile — la chose sur le dessus de la fusée, qui est ce que nous avons construit — soit la chose la plus petite, la plus légère possible qu'elle peut être.

Nous comprenons que le circuit imprimé qui marche avec les caméras était important. Et nous avons entendu parler de Tempo Automation simulant le circuit avant production. Pourquoi c'étaient de bonnes idées ?

Nous avons besoin de comprendre que ce que nous allons construire et assembler va faire le travail. Nous fabriquons dans une gamme de façons, incluant, tristement, du fer à souder à l'ancienne et fil blanc. Mais nous devons comprendre que nos designs sont viables et rencontreront les exigences. Tout ce que nous faisons — du papier et stylo aux techniques modernes de fabrication intelligente, incluant la simulation des circuits — est essentiel pour nous savoir que quand nous mettons cette chose ensemble, elle va faire le travail.

Quelles autres avancées de fabrication intelligente ont émergé de Perseverance ?

Nous utilisons beaucoup de sous-ensembles fournis par des vendeurs — dans l'hélicoptère Ingenuity, dans les systèmes de caméra pour les entrées et atterrissages, et même dans certains de nos instruments. Et tous ceux-ci utilisent une variété de techniques de fabrication intelligente pour rencontrer nos coûts et calendrier.

Nous regardons aussi de plus en plus pour des opportunités d'exploiter l'électronique de consommation terrestre de façons novelles. Comme le multi-vote, pour éviter les problèmes avec l'intolérance aux radiations, perturbations événementielles uniques temporaires.

Donc, nous nous appuyons de plus en plus sur des matériaux fabriqués pour des applications terrestres — et ces flux de fabrication utilisent lourdement les techniques de fabrication intelligente parce que l'application terrestre est si compétitive.

Nous aimons ces matériaux parce que nous comprenons la fiabilité très bien.

Nous utilisons la puce Snapdragon de Qualcomm du téléphone portable. Cela a été dehors dans quelques millions de téléphones. C'est très dur d'acheter ce genre de programme de test à travers le temps ou les unités, quand vous construisez des trucs custom. Dans le futur, je pense que vous verrez que nous tendons la main vers d'autres flux de fabrication — des flux de fabrication qui sont eux-mêmes des utilisateurs très clés de techniques de fabrication intelligente.

Donc, les leçons couleront dans les deux sens ?

Je pense qu'elles le feront. Je veux dire, certainement dans un sens d'application, les gens voient des façons novatrices d'appliquer la fabrication intelligente dans quelque chose d'aussi beau et magnifique que notre gros rover gras.

Quoi d'autre sur la mission vous voudriez ajouter, Adam ?

Nous continuons à trouver de nouvelles applications pour les techniques de fabrication intelligente dans le développement de nos vaisseaux spatiaux. Je pense, avec chaque mission successive, nous verrons plus d'inclusion de techniques de fabrication intelligente, notamment dans la construction mécanique et pour la fabrication additive. Donc, nous sommes excités et regardons vers l'avant vers notre futur.