Ordonnancement des tâches et développement logiciel pour le nanosatellite NIMPH

Mot-clés : Recherche opérationnelle, optimisation combinatoire, ordonnancement, développement logiciel, spatial.

Contexte

Le projet NIMPH est un projet académique qui rentre dans le cadre du NANOLAB ACADEMY du CNES. Il consiste à développer un nanosatellite de type CubeSat 3U, impliquant des étudiants d'université et d'école d'ingénieur. Le nanosatellite doit être majoritairement développé par des étudiants et sera lancé en janvier 2025. Les objectifs scientifiques de la mission NIMPH sont les suivants :

• étudier l'influence de l'environnement spatial sur des composants opto-électroniques ;
• caractériser l'environnement radiatif en orbite terrestre basse ;
• réaliser des expériences M2M (machine-to-machine), permettant de piloter des équipements sol.

Les tâches avioniques et scientifiques du nanosatellite sont segmentées et isolées dans des partitions qui sont exécutées de manière cyclique. L'ordonnancement de l'exécution de ces partitions est loin d'être un problème trivial, puisque les tâches sont soumises à des contraintes de fréquence et de précédence.

Cette problématique a déjà fait l'objet d'un stage de M1, qui a donné lieu à une description formelle du problème ainsi qu'à la proposition de plusieurs méthodes de résolution, intégrées au logiciel NANOSATScheduler (GitLab : https://gitlab.laas.fr/roc/josephine-gobert/nanosatscheduler). Une publication scientifique résume cette première étude (disponible sur le GitLab ci-avant). Nous proposons dans ce stage de se placer dans la continuité de ce travail afin d'améliorer NANOSATScheduler et d'étudier des aspects théoriques du problème.

Le/la stagiaire sera ainsi amené(e) à travailler entre l'équipe ROC (Recherche opérationnelle, Optimisation combinatoire et Contraintes ; voir contacts ci-dessous) et l'équipe en charge du projet NIMPH de la plateforme Espace du LAAS-CNRS, en collaboration avec l'IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie).

Objectifs du stage

1. Prendre en main et améliorer le logiciel NANOSATScheduler.
2. Étudier différentes variantes du problème d'ordonnancement cyclique des tâches pour d'autres missions du NANOLAB ACADEMY.
3. Développer une interface utilisateur permettant à l'équipe de la plateforme Espace d'utiliser facilement NANOSATScheduler.
4. Valider des solutions d'ordonnancement sur le prototype de NIMPH.

Durée du stage et profil recherché

• Étudiant(e) de M2 pour un stage de fin d'études de 5 mois minimum (à partir de fin février 2024).
• Connaissances en recherche opérationnelle et aptitudes en algorithmique et programmation (Python).
• Intérêt pour le développement front-end ("User Interface").

Rémunération et conditions de travail

Le stage sera rémunéré environ 620 EUR/mois, en présentiel uniquement au LAAS-CNRS.

Contact

Envoyer un CV et une lettre de motivation à : {christian.artigues, emmanuel.hebrard, pierre.lopez, julien.rouzot}@laas.fr