L'équipe de fusées de McGill n'est pas un groupe d'étudiants ordinaires. Depuis 2015, une centaine d'étudiants en génie de haut niveau, animés par une passion pour l'apprentissage et l'innovation, étudient 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 concourir dans une installation de lancement de classe mondiale au Nouveau-Mexique contre plus de 100 autres équipes collégiales, 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 lors de la Space Port America Cup.
Tout récemment, l'équipe de fusées de McGill s'est inscrite au concours de fusées à carburant 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, étudiante en troisième année.
"Nous avons commencé par examiner les efforts déployés par McGill au cours des années précédentes", a-t-elle déclaré. "L'année précédente, nous avions gagné à 10 000 pieds d'altitude, mais nous voulions nous surpasser pour concourir à une altitude plus élevée, ce qui nécessitait une conception entièrement nouvelle.
L'élément que McGill a retenu des projets antérieurs est une radio Digi qui est intégrée à l'ensemble avionique de 3 livres. La communication radio est essentielle, car les règles du concours stipulent que la fusée doit être entièrement récupérée et réutilisée. La transmission par radio des données GPS aide l'équipe à localiser la fusée après le lancement.
"Nous avions déjà utilisé le Digi XBee® 900 lors de notre compétition à 10 000 pieds", a déclaré M. Tang. "Cependant, la différence d'altitude a posé quelques problèmes. Lorsque nous atteignons 30 000 pieds, les dérives sont plus importantes et le rayon de récupération est plus large - jusqu'à 10 à 15 kilomètres." Pour la nouvelle conception, l'équipe d'avionique de McGill a opté pour la radio Digi XTend 900 MHz, fournie par Digi sur la base d'un parrainage.
Le module Digi XTend utilise l'agilité de l'étalement du spectre à saut de fréquence (FHSS) pour éviter les interférences en sautant à 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 fréquences 900 MHz sans licence - jusqu'à 40 miles - grâce à des technologies propriétaires, 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 d'installer, de configurer et de tester les modules RF Digi. "Lorsque vous apprenez à utiliser les 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 de nombreux membres de l'équipe sont des étudiants de première année et qu'avec un simple manuel d'utilisation et aucune autre instruction, ils ont été en mesure d'entrer en action 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 qu'elle transmette non seulement des 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 à l'aide d'un gyroscope.
La fusée 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 puissance maximale de 1 watt a permis d'augmenter la portée du signal Digi XTend. L'ensemble de l'avionique a également été renforcé. "La fusée atteint des vitesses supersoniques, ce qui entraîne de nombreuses vibrations", explique Tang. "Et pendant la descente, nous déployons deux parachutes, ce qui crée une forte traînée, à laquelle la radio doit résister. Sans aucun doute, la portée, le profil de puissance et le coût font du 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 fournit toutes les ressources nécessaires et raccourcit la courbe d'apprentissage pour les étudiants.
"Et, bien sûr, nous sommes très reconnaissants à tous nos sponsors, y compris Digi. Sans eux, nous n'aurions pas pu atteindre cet objectif".