L'équipe de fusées de McGill n'est pas un groupe ordinaire d'étudiants universitaires. Depuis 2015, un mélange rotatif de 100 étudiants en génie de premier ordre - animés par une passion pour l'apprentissage et l'innovation - a étudié la conception, la fabrication, le lancement et la récupération de technologies liées aux fusées. Grâce au parrainage de Digi, l'équipe a participé à des compétitions internationales qui promeuvent l'ingénierie aérospatiale et encouragent les futurs leaders de cette industrie.
Viser de nouveaux sommets
Attirée par la possibilité d'en apprendre davantage sur la fusée et de se mesurer à plus de 100 autres équipes universitaires dans une installation de lancement de classe mondiale au Nouveau-Mexique, l'équipe de fusées de McGill se lance chaque année dans une nouvelle mission : atteindre les étoiles. Les membres de l'équipe travaillent en groupes distincts spécialisés dans plusieurs domaines - charge utile, propulsion, aérostructures et avionique - dans le but de remporter les honneurs de la Space Port America Cup.
Tout récemment, la McGill Rocket Team s'est inscrite au concours des fusées à propergol solide pouvant atteindre 30 000 pieds. Il s'agissait d'un effort ambitieux pour l'équipe dans toutes les disciplines - y compris l'avionique, qui était codirigée par Mei Qi Tang, une étudiante de troisième année.
"Nous avons commencé par examiner les efforts déployés par McGill les années précédentes", dit-elle. "L'année précédente, nous avions gagné à 10 000 pieds, mais nous voulions nous pousser à concourir à une altitude plus élevée - et cela nécessitait une conception entièrement nouvelle."
L'élément que McGill a retenu des projets antérieurs est une radio Digi qui est conçue dans l'avionique de 3 livres. La communication radio est essentielle, car le règlement du concours stipule que la fusée doit être entièrement récupérée et réutilisée. La transmission radio des données GPS aide l'équipe à localiser la fusée après le lancement.
"Nous avons précédemment utilisé le Digi XBee® 900 lors de notre compétition à 10 000 pieds", a déclaré Tang. "Cependant, la différence d'altitude a créé quelques défis. Lorsque nous atteignons 30 000 pieds, il y a des dérives plus importantes et un rayon de récupération plus large - jusqu'à 10 à 15 kilomètres." Pour le nouveau modèle, l'équipe avionique de McGill a opté pour la radio Digi XTend 900 MHz, fournie par Digi dans le cadre d'un parrainage.
Le module Digi XTend utilise la souplesse du spectre étalé à saut de fréquence (FHSS) pour éviter les interférences en sautant sur une nouvelle fréquence à chaque transmission ou retransmission de paquets. La puissance d'émission est réglable par logiciel de 100 mW à 1 W - la puissance de sortie maximale autorisée par les gouvernements qui utilisent la bande 900 MHz comme une bande sans licence. Le module Digi XTend offre une portée deux à huit fois supérieure à celle des autres modules fonctionnant dans la bande de fréquence 900 MHz sans licence - jusqu'à 40 miles - grâce à des technologies exclusives, notamment une sensibilité supérieure du récepteur, une immunité aux interférences, des techniques de modulation/démodulation, etc.
3… 2… 1…
Pendant environ un mois, l'équipe avionique a configuré et testé le module Digi XTend à l'aide du logiciel Digi XCTU®, un ensemble d'outils de configuration et de test gratuits qui permet aux développeurs de mettre en place, de configurer et de tester les modules RF de Digi. "Lorsque vous apprenez à utiliser des radios, Digi XCTU est l'outil de choix", a déclaré Tang. "Nous l'avons utilisé pour développer un prototype très rapidement. L'ensemble du processus de test et de développement a été très rapide."
Elle explique que la plupart des membres de l'équipe sont des étudiants de première année et qu'avec le manuel d'utilisation et sans autre instruction, ils ont été en mesure d'intervenir et de comprendre rapidement les choses. "Il n'est pas nécessaire d'avoir des connaissances techniques approfondies pour utiliser le logiciel et configurer et intégrer la radio. Nous avons pu configurer la radio Digi XTend pour transmettre non seulement les coordonnées GPS, mais aussi l'heure, l'altitude (calculée à partir de la pression atmosphérique), la température, l'accélération, le champ magnétique et l'orientation grâce à un gyroscope."
La fusée de McGill - 11,1 pieds de haut, avec un diamètre de 5 pouces - était bientôt prête à être lancée et à atteindre une vitesse de pointe de Mach 1,7. L'utilisation d'un débit de données plus faible et d'une sortie maximale de 1 watt a permis d'augmenter la portée du signal Digi XTend. L'ensemble de l'avionique a également été durci. "La fusée atteint des vitesses supersoniques, donc il y a beaucoup de vibrations", a déclaré Tang. "Et pendant la descente, nous déployons deux parachutes, ce qui crée une grande traînée, donc la radio doit résister à cela. Sans aucun doute, la portée, le profil de puissance et le coût font de la Digi XTend un excellent choix pour cette application."
Elle a également déclaré que l'équipe a particulièrement apprécié les avantages de l'utilisation de Digi XCTU pour l'environnement de développement, car il a fourni toutes les ressources nécessaires et a raccourci la courbe d'apprentissage pour les étudiants.
"Et, bien sûr, nous sommes très reconnaissants à tous nos sponsors, y compris Digi. Nous ne pourrions vraiment pas réaliser cet exploit sans eux."