L'adoption du système international d'unités aux Etats-Unis ne s'est pas fait sans casse. L'échec; en  septembre 1999, de la mission spatiale Mars Climate Orbiter (Mars Surveyor '98 Orbiter) est devenu ici un cas d'école en ingénierie des systèmes parce qu'il ne s'agit pas d'un problème matériel complexe, mais d'une incohérence d'unités dans les calculs de navigation. La sonde, développée par NASA avec une participation de Lockheed Martin, devait être placée en orbite martienne après un long trajet interplanétaire. Pour cela, il fallait contrôler très précisément sa trajectoire via des corrections de vitesse (impulsions) transmises depuis la Terre.

Le coeur du problème est venu d'un désalignement entre deux systèmes d'unités : le système impérial (anglo-saxon) et le système international (SI). Plus précisément, le logiciel au sol de la NASA supposait que les données de force des propulseurs étaient exprimées en newtons-seconde (N·s), unité SI d'impulsion. En revanche, le logiciel embarqué ou les données fournies par Lockheed Martin utilisaient des livres-force seconde (lbf·s), une unité impériale. Or, la conversion n'a pas été appliquée correctement dans la chaîne de traitement des données.

La relation physique utilisée pour les corrections de trajectoire repose sur l'impulsion, définie comme le produit de la force par le temps : I=F.t. Dans le système international, la force est exprimée en newtons (N), alors que dans le système impérial elle est en livres-force (lbf). Le facteur de conversion est significatif : 1 lbf ≈ 4,45 N. Ainsi, si une impulsion était transmise en lbf·s mais interprétée comme des N·s, la valeur réelle était sous-estimée d'un facteur d'environ 4,45. Autrement dit, les corrections de trajectoire calculées à partir de ces données étaient systématiquement fausses, car le logiciel calculait que les propulseurs produisaient beaucoup moins d'effet qu'en réalité.

Concrètement, à chaque correction de trajectoire (appelée trajectory correction maneuver), la sonde recevait des ajustements basés sur des données incohérentes. Ces petites erreurs, individuellement faibles, se sont accumulées au fil des mois de navigation. C'est un exemple typique d'erreur systématique non détectée : chaque calcul était cohérent en interne, mais faux globalement.

Au moment critique de l'insertion en orbite martienne, cette accumulation d'erreurs a conduit à une estimation incorrecte de l'altitude de passage. La sonde est entrée dans l'atmosphère de Mars à une altitude beaucoup plus basse que prévu (environ 57 km au lieu d'environ 140-150 km). À cette altitude, les forces aérodynamiques et les contraintes thermiques étaient bien supérieures aux tolérances de conception, ce qui a probablement entraîné soit la désintégration de la sonde, soit sa déviation incontrôlée.

Ce qui rend cette erreur particulièrement instructive, c'est qu'elle ne provient pas d'une mauvaise compréhension des lois physiques, mais d'un défaut d'interface entre systèmes logiciels et équipes. Aucun mécanisme robuste de validation croisée des unités n'a détecté l'incohérence. Dans une architecture moderne, on utiliserait des systèmes de typage d'unités, des tests d'intégration systématiques, ou des vérifications dimensionnelles automatiques pour empêcher ce genre d'erreur.

Cette mission est aujourd'hui fréquemment citée comme justification de pratiques strictes en ingénierie logicielle et en ingénierie des systèmes critiques, notamment l'unification des unités et la traçabilité complète des données physiques.