Discussion :

[Hinault Romaric]

Android bientôt dans l’espace ?
La NASA construit un nanosatellite avec le smartphone Nexus One comme ordinateur de bord


Les ordinateurs de bord des satellites seront-ils bientôt remplacés par les smartphones ? C’est en tout cas ce que laissent présager les travaux actuels des équipes de chercheurs dans le domaine.

Après le STRaND-1 qui utilise un smartphone sous Android, c’est au tour d’un autre nanosatellite d’abandonner les ordinateurs de bord pour un terminal mobile.

Une équipe de chercheurs de la NASA à Moffett Field en Californie travaille actuellement sur le lancement d’un nanosatellite qui intègre comme ordinateur de bord un smartphone Android Nexus One.

Baptisé « PhoneSat », le projet de construction des satellites miniatures à faible cout fait partie d’un vaste programme sous le nom de « CubeSat Launch Initiative », qui vise à mettre au point des nanosatellites à base des composants électroniques miniaturisés grand public.

Le premier modèle PhoneSat 1.0 est composé du Nexus One, des batteries externes, une balise radio externe et un circuit de surveillance pour le contrôle du système et le redémarrage d’Android si besoin. Ce modèle dont les fonctionnalités sont minimales, a pour but principal de voir si un nanosatelite utilisant un smartphone peut survire un court séjour dans l’espace.

Le second modèle plus avancé (PhoneSat 2.0) sera une amélioration des fonctionnalités de PhoneSat 1.0. Il utilisera un smartphone Samsung Nexus S, intégrera des panneaux solaires, un récepteur GPS, une bande radio et des électro-aimants qui interagissent avec le champ magnétique terrestre.

Tous les composants de chaque satellite seront emballés dans un cube de 10 cm d’arête seulement. Selon un porte-parole de la NASA, l’un des satellites pourrait être lancé à bord du vol inaugural de la fusée Orbital Sciences Corporation’s Antares avant la fin de cette année.

Le développement des nanosatellites à faible cout a pour objectif de réduire les dépenses des prochaines missions d’exploration de l’espace pour la NASA.



Source : NASA


Et vous ?

Qu'en pensez-vous ?

[transgohan]

Un Android modifié alors, car je vois mal cet OS faire tourner ainsi des systèmes critiques.
Toujours est-il qu'ils ont une bonne idée dans ce projet, le marché des téléphones a explosé et propose désormais des équipements (smartphones) qui sont bien plus puissants que ce qui pouvait être utilisé dans les technologies mobiles.

[la.lune]

Un Android modifié alors, car je vois mal cet OS faire tourner ainsi des systèmes critiques.
.

Avant tout c'est le noyau linux qui compte. Si linux ne peut pas faire tourner un système critique, là il faut m'expliquer les raisons. J'allais dire plutôt dire un android dont des applications pour tourner des systèmes critiques sont développés et installés dessus que de dire un android modifié. Par contre tous les constructeurs le modifient et pourtant ça reste un android. Et si je comprend bien ici dans leur projet c'est qu'il utilisent déjà des appareil dont tout est servi, des appareil mais il ne font pas comme les constructeurs.

[transgohan]

Avant tout c'est le noyau linux qui compte. Si linux ne peut pas faire tourner un système critique, là il m'expliquer les raisons. J'allais dire plutôt dire un android dont des applications pour tourner des systèmes critiques sont développés et installés dessus que de dire un android modifié. Par contre tous les constructeurs le modifient et pourtant ça reste un android. Et si je comprend bien ici dans leur projet c'est qu'il utilisent déjà des appareil dont tout est servi, des appareil mais il ne font pas comme les constructeurs.

Tout simplement parce que le noyau linux n'est pas temps réel. Du matériel embarqué comme ça il faut pas qu'il réagisse avec du retard à cause d'une tâche dont la synchro met un temps incertain. Je vous laisse imaginer si une tâche doit être lancée toutes les 20 ms et qu'elle met 10 ms d'exécution, avec un noyau linux (j'entends bien sûr depuis le début non patché temps réel...) jamais vous ne pourrez tenir ces chiffres.

Sinon le point de vue de Davidbrcz est très intéressant, une branche à prendre en compte. Il y a en effet un énorme fossé entre les expériences joujoux de nombreux scientifiques et des contraintes réelles. Cependant il faut aussi savoir que c'est en faisant joujou ainsi qu'on innove. Et qui sait, peut être qu'après avoir testé ils sortiront de bons résultats montrant que ça pourrait fonctionner ou presque fonctionner en conditions réelles.

[la.lune]

@transgohan Je sais bien que linux n'est pas temps réelle mais je me demande si tout système critique est synonyme de temps réel. Car c'est ce que je comprend dans ton message, les expert de la NASA savent mieux que moi et toi que linux n'est pas temps réelle, et pourtant ils l'ont choisit, quelque soit la modification il ne peuvent pas rendre un linux temps réelle à moins qu'ils changent le noyau(et là c'est un autre os), donc il faut parler sur le fond du sujet car c'est hors sujet là.

[Crazyfaboo]

Ce modèle dont les fonctionnalités sont minimales, a pour but principal de voir si un nanosatelite utilisant un smartphone peut survire un court séjour dans l’espace.

Je vois vraiment pas l'intérêt. On sait très bien qu'au moindre rayon gamma qui touchera le CPU ou la mémoire, tout va griller (comprendre, corrompre tous les traitements).
En gros, ils vont en lancer trois cents d'un coup et regarder quel est le temps de survi minimum/moyen. En tout cas, c'est sûr que sans blindage anti-rayonnement autour du smartphone, ça ne servira à rien de sérieux.

Ça sera tout de même intéressant de voir les résultats d'une telle expérience… et surtout, quels projets peuvent en découler si ça fonctionne.

Ils s'attendent à quoi comme durée en parlant de "court séjour" ?

[yohannc]

Ils ont prévu un bras mécanique pour enlever et remettre la batterie à distance suite à un plantage ?

[_informix_]

Ils ont prévu un bras mécanique pour enlever et remettre la batterie à distance suite à un plantage ?

Ils utilisent des batterie externes, donc il suffit un petit switch pour un "hard" reboot.

[nevada51]

Ils ont prévu un bras mécanique pour enlever et remettre la batterie à distance suite à un plantage ?

En quelque sorte...

Le premier modèle PhoneSat 1.0 est composé du Nexus One, des batteries externes, une balise radio externe et un circuit de surveillance pour le contrôle du système et le redémarrage d’Android si besoin.

[tchize_]

J'en pense qu'on aurait pas du les laisser regarder iron sky

[Uther]

J'avoue que je ne comprend pas la logique du truc.
Quand on sait le cout global d'un satellite, je doute que l'économie de bout de chandelle que constitue l'utilisation d'un téléphone portable vaille vraiment le coup.

[RaphAstronome]

A mon avis le principal problème ne vient pas d'Android mais plutôt du matériel car si c'est des composants "normaux" il va y avoir des 0 et des 1 qui vont ce mélanger aléatoirement sous l'effet des radiations.

Quand on sait le cout global d'un satellite

C'est plutôt un test donc avec un coût de fonctionnement très faible.

[MadScratchy]

Au lieu d'envoyer un smartphone dans l'espace, pourquoi pas un Raspberry Pi ?

Plus intéressant à programmer/adapter qu'un téléphone portable, et surtout moins cher...

<humour>
Mais oui ! en fait ils veulent faire un satellite de télécommunication
</humour>

[Jarodd]

lancement d’un nanosatellite qui intègre comme ordinateur de bord un smartphone Android Nexus One.

Pour aller dans l'espace, ils auraient pu prendre un Galaxy

[Davidbrcz]

Je souhaite préciser deux points :

* Un objet dans l'espace est soumis à pas mal de contraintes (thermique, mécanique, radiatives ... !!). Si les prix des composants montent si vites, c'est à cause de la résistance à ces phénomènes. Un ami au CNES travaille là dessus. Il lui arrive de devoir certifier des composants électroniques "grand public" pour l'espace. Devinez ce qu'il fait ! Il en met met plusieurs dans un accélérateur de particule et regarde comment ils survivent au rayonnement. Et c'est pas toujours beau à voir .

Un cubesat permet donc de certifier par le feu et à un coût assez faible des composants grand public.

* Un cubesat pèse un peu plus d'un kilo. Un (petit) lanceur c'est 300kg de charge utile au minimum .... Tout ca pour dire qu'on ne lance pas qu'un cubesat mais une bonne centaine. Et que sur la centaine, on a pas la moindre idée du nombre qui va survivre.


Bref, tout ca pour dire que c'est un joujou bien sympa, mais ca reste quand même l'apanage des universitaire pour des projets scientifiques à bas coût sans besoin de succès garanti ou pour former de futurs ingés .

[kolodz]

Quand on sait le cout global d'un satellite, je doute que l'économie de bout de chandelle que constitue l'utilisation d'un téléphone portable vaille vraiment le coup.

De mémoire, l'armé américaine a réussi à économiser plusieurs millions de dollars sur la construction de ses sous-marins nucléaire en achetant des ordinateurs "grand publique". Puis en les mettant dans des baies adaptées. En lieu et place de l'achat de super-calculateur spécifique.
L'idée n'est donc pas nouvelle... Et elle n'est pas stupide.

Tout simplement parce que le noyau linux n'est pas temps réel. Du matériel embarqué comme ça il faut pas qu'il réagisse avec du retard à cause d'une tâche dont la synchro met un temps incertain. Je vous laisse imaginer si une tâche doit être lancée toutes les 20 ms et qu'elle met 10 ms d'exécution, avec un noyau linux (j'entends bien sûr depuis le début non patché temps réel...) jamais vous ne pourrez tenir ces chiffres.

Si tu crois qu'on lance que des système temps réel dans l'espace...
Mais, le principe de l'économie n'est pas franchement dans le système d’exploitation, mais bien sur le matériel.
Pour les système temps réel, c'est juste savoir quel est le temps maximum d'exécution(des opération des bases). D'ailleurs ce temps est exprimé en nombre de tic horloge, car indépendant de la vitesse du processeur.
En outre,le temps réel est totalement possible sous Unix/Linux...

Un cubesat permet donc de certifier par le feu et à un coût assez faible des composants grand public.

A force de lire, ces commentaires, j'ai l'impression... Que les composants "grand public" ne sont pas basé sur les mêmes technologies que les autres...
Ce qui rend un composant "grand public", c'est qu'on le produit en masse. C'est comme choisir entre un produit artisanale et un produit industriel.

Quand on fait de l'électronique à l'unité, ça coûte très vite à bras pour pas grand chose :
Un micro-contrôlleur, c'est entre 10€ et 50€ juste la puce...


D'ailleurs, ce que fait la NASA ici, est aussi appliquer par les équipes de robotique, qui réutilisent micro-ordinateur, téléphone, web-cam etc... Simplement parce que c'est moins cher (et plus fiable *autre contexte*)...

[transgohan]

Si tu crois qu'on lance que des système temps réel dans l'espace...
Mais, le principe de l'économie n'est pas franchement dans le système d’exploitation, mais bien sur le matériel.
Pour les système temps réel, c'est juste savoir quel est le temps maximum d'exécution(des opération des bases). D'ailleurs ce temps est exprimé en nombre de tic horloge, car indépendant de la vitesse du processeur.
En outre,le temps réel est totalement possible sous Unix/Linux...

On est d'accord pour l'économie.
Mais pas sur le TR... A moins que tu ais des contraintes de temps qui soient dérisoires et auquel cas on appelle plus cela du temps réel selon moi (mais on est d'accord cela peut très bien être qualifié de système critique) si tu peux faire tourner cela sur un simple noyau linux... Ce noyau n'est pas borné en temps, le temps de fin d'une instruction est totalement incertain. Je vois pas comment on ose dire que cela peut être utilisé pour du temps réel.
Ou alors vous parlez d'un temps réel digne de la seconde (et je parle pas de tic horloge car c'est pas le premier informaticien qui pourra appréhender la mesure)...
J'ai potassé et effectué des benchmarks sur plusieurs noyau ces derniers temps et je peux t'assurer que le noyau linux est à la masse de ce côté là.
Un noyau linux testé sur une architecture cible montre des temps max de plusieurs centaine de millisecondes tandis qu'un simple noyau linux patché RT descends à 1000x moins (toujours sur la même architecture bien sûr). Si vos contraintes TR sont de la dixième de seconde (et personnelement je trouve cela astronomique !) alors je comprends mieux votre remarque, mais sinon je vois pas...

Toujours est-il que j'attends avec impatience leurs résultats, si juste un blindage leur permet d'envoyer des composants communs ce serait une énorme avancée technologique et réduirait prodigieusement les coûts.
A quand le satellite qu'on construit dans son garage ?

[Uther]

On est tous d'accord qu'un noyau Linux non patché, comme c'est le cas d'Android, n'est pas fait pour faire du temps réel. Mais la question qui est a se poser est selon moi est : "Est-ce que ce genre de satellite à forcément besoin de faire du temps réel?".

Je ne suis pas du tout un expert dans le domaine, mais des systèmes peuvent être très simple peuvent nécessiter du temps réel car il doivent répondre dans des délais extrêmement court. Au contraire un satellite est certes très complexe, mais il ne me vient pas en tête de tache qui nécessiteraient d'avoir des délais de réponse ultra-courts.

[Davidbrcz]

A force de lire, ces commentaires, j'ai l'impression... Que les composants "grand public" ne sont pas basé sur les mêmes technologies que les autres...
Ce qui rend un composant "grand public", c'est qu'on le produit en masse. C'est comme choisir entre un produit artisanale et un produit industriel.

Pour faire une analogie, c'est comme une montre accessible à n'importe qui pour 50€ et les montres hautes gammes de chez Rolex. Dans le fond, la technologie est la même : une montre reste une montre (aux différents brevets prêts.) Ce qui coute derrière, c'est la résistance des produits mais aussi la rareté (qui est une conséquence directe des critères de résistances dont peu d'applications ont besoin)

D'ailleurs, ce que fait la NASA ici, est aussi appliquer par les équipes de robotique, qui réutilisent micro-ordinateur, téléphone, web-cam etc... Simplement parce que c'est moins cher (et plus fiable *autre contexte*)...

Robotique et espace, c'est fichtrement pas le même genre de contraintes.

[kolodz]

Mais pas sur le TR... A moins que tu ais des contraintes de temps qui soient dérisoires et auquel cas on appelle plus cela du temps réel selon moi (mais on est d'accord cela peut très bien être qualifié de système critique) si tu peux faire tourner cela sur un simple noyau linux...

En informatique, un système temps réel est une application ou plus généralement un système pour lequel le respect des contraintes temporelles dans l'exécution des traitements est aussi important que le résultat de ces traitements

Il est nullement question de temps de réponse rapide, mais bien de respect des contraintes de temps imposé. Par exemple, pour mettre à jour l'orientation d'un panneau solaire, la contrainte de temps est 5 minutes. Si une personne prouve que sont système réalise cette mise à jour systématiquement en moins de 5minutes. Alors son système est temps réel.
Voilà pour la théorie.

Pour la pratique:
Les contraintes de temps sont ridiculement dérisoire...
Pour rappel "Apollo Guidance Computer", l'ordinateur qui a permis à l'homme de marcher sur la Lune, avait une fréquence de calcule de 1,024 MHz.(c'est bien une virgule, soit 1MHz) Le Nexus One , c'est un processeur de 1Ghz, mille fois plus rapide.
Sauf erreur de ma part, même en ayant un système d’exploitation "merdique" qui rend ton programme 99% plus lent que ce qu'il devrait. Tu sera toujours 10 fois plus rapide qu'il y a 40 ans.
Voilà pour la pratique.

Mais la question qui est a se poser est selon moi est : "Est-ce que ce genre de satellite à forcément besoin de faire du temps réel?".

Pour moi, c'est la bonne question.

Un noyau linux testé sur une architecture cible montre des temps max de plusieurs centaine de millisecondes tandis qu'un simple noyau linux patché RT descends à 1000x moins (toujours sur la même architecture bien sûr). Si vos contraintes TR sont de la dixième de seconde (et personnelement je trouve cela astronomique !) alors je comprends mieux votre remarque, mais sinon je vois pas...

Pour garantir cela un système temps réel a une gestion des processus différentes. Mais, un Linux classique est capable d'assurer un environnement "temps réel" pour un processus. C'est toujours le cas, pour le processus de plus haute priorité... Vue que ces instructions passent toujours avant les autres processus.

Pour faire une analogie, c'est comme une montre accessible à n'importe qui pour 50€ et les montres hautes gammes de chez Rolex. Dans le fond, la technologie est la même : une montre reste une montre (aux différents brevets prêts.) Ce qui coute derrière, c'est la résistance des produits mais aussi la rareté (qui est une conséquence directe des critères de résistances dont peu d'applications ont besoin)

Je vais reprendre mon exemple des sous-marin nucléaire. Il se trouve que la France dispose aussi d'un sous-marin nucléaire. Pour des raisons, d'indépendance la France a choisit de développer son propre sous-marin nucléaire. Il se trouve que ce sous marin nucléaire coûte 4 fois plus cher à l'unité que la version américaine. Simplement parce que les américaines ont construit 14 sous-marin et répartie le coût de développement.
Pour ce qui est de la résistance en elle-même. Ce n'est pas le problème des composantes électronique... Mais du blindage du satellite.

Robotique et espace, c'est fichtrement pas le même genre de contraintes.

En effet, le contexte change. Mais les problèmes restent les mêmes. L'ordre d'importance change.

Pour finir :

On est tous d'accord qu'un noyau Linux non patché, comme c'est le cas d'Android, n'est pas fait pour faire du temps réel.

Mettre un nouveau système exploitation, c'est pas franchement l'opération la plus complexe au monde.