Atlas IV

Toute l’équipe, en arrivant à l’école ISAE-ENSMA, était passionnée par le spatial et la chance s’est présentée de pouvoir le faire avec le club de l’école, l’ENSMA Space Project (ESP) qui nous offrait l’opportunité de créer notre propre fusée. Ce nouveau projet se réalise dans le cadre du C’Space organisé par le CNES et Planète Sciences avec une équipe de 8 étudiants de première année de cursus ingénieur.

Notre but est de concevoir une fusée capable de « larguer » un objet motorisé à son apogée. La mission Curiosity sur Mars nous a notamment beaucoup inspirés et l’idée première a été de construire un rover le plus équipé possible, puis de réussir à l’éjecter. Après quelques semaines de réflexion, le concept a évolué au fur et à mesure que nous avons découvert les contraintes liées à la fusée pour finalement devenir un rover motorisé sur deux roues.

La plus grande difficulté que nous ayons rencontré était l’ouverture des deux parachutes presque en simultané. En effet, il ne fallait pas qu’ils s’emmêlent et que les deux se déclenchent.

Finalement, la fusée est bien complète avec le rover à l’interieur :

Système d’éjection

Le Rover est composé d’un corps principal cylindrique contenant à l’intérieur deux moteurs, des piles et de l’électronique, avec deux roues. Le premier système consistait à utiliser un ressort comprimé poussant la paroi d’éjection qui ouvre les portes par l’appui du Rover. Quand il sortait de la fusée, il entraînerait avec lui son parachute qui se déploie en dehors de la fusée. Puis, le parachute de la fusée sortirait également du fait de l’appel d’air.

Cependant, ce système n’a pas pu passer aux contrôles parce qu’il appuyait trop sur les parois de la fusée (elles appuient trop sur les servomoteurs et dépassent du fuselage, ce qui peut empêcher la fusée de décoller avec de gros dommages). C’est pourquoi nous avons remplacé la paroi d’éjection et les ressorts par des ballons peu gonflés qui peuvent très bien se comprimer et donnent une force suffisante pour ouvrir les parois et éjecter le Rover.

Fabrication du corps de la fusée

Le corps de la fusée a été fabriqué à partir d’un tube de PVC de diamètre 80 mm et d’épaisseur 1,5 mm. Ce choix a été fait en raison de la facilité à travailler le matériau et de la place nécessaire pour y loger le rover.
Il va maintenir chaque élément de la fusée, les isoler de l’extérieur et doit présenter un bon aérodynamisme. Lors de l’usinage, le seul problème rencontré était sur la partie éjection du parachute et du rover. Comme la trappe s’ouvrait sur la moitié du tube et sur une longueur de 35 cm, le corps présentait une flèche qui ne convenait pas dans le cahier des charges. C’est pourquoi nous avons rajouté des raidisseurs sur cette partie pour rigidifier la structure, ce qui a suffi.

Déroulement du C’Space

En arrivant au C’Space, il restait à finir l’électronique du rover et à faire le système qui permettrait de détecter le décollage. Une fois cela trouvé et réalisé, nous avons intégré l’électronique au rover et à la fusée. Mais au moment des contrôles, deux problèmes ont été soulevés.
D’une part, les parois au niveau de l’ouverture étaient trop bombées et pouvaient endommager la fusée au moment du décollage. Nous avons donc changé le système d’éjection avec les conseils des contrôleurs : les ressorts et la paroi ont été remplacés par deux ballons peu gonflés.
D’autre part, l’utilisation des servomoteurs active la fonction reset de la carte Arduino et fait reboucler le programme en permanence. En effet, il fallait séparer le circuit de commande (carte Arduino) et le circuit de puissance (servomoteurs) par le biais de régulateur ou autre composant. Mais nécessitant de repenser le programme, nous l’avons laissé tel quel. Néanmoins, cela ne posait pas de problème pendant le vol puisque les servomoteurs tournaient quand le parachute et le rover étaient déjà éjectés.
Après ces corrections, nous avons réussi à qualifier la fusée le mardi après-midi. Notre lancement a ainsi été programmé pour le lendemain matin.

Le vol a été nominal, le rover a été largué juste avant l’apogée, ce qui était prévu. La fusée et le rover ont atterri presque intacts parce que les parachutes se sont correctement déployés. L’équipe était très fière devant cette réussite du projet !