El McGill Rocket Team no es un grupo ordinario de estudiantes universitarios. Desde 2015, una mezcla rotativa de 100 estudiantes de ingeniería de primera categoría -impulsados por la pasión por el aprendizaje y la innovación- ha estudiado el diseño, la fabricación, el lanzamiento y la recuperación de tecnologías relacionadas con los cohetes. Con el patrocinio de Digi, el equipo ha participado en competiciones internacionales que promueven la ingeniería aeroespacial y animan a los futuros líderes de esta industria.
Apuntando a nuevas cotas
Atraídos por la oportunidad de aprender sobre cohetería y competir en una instalación de lanzamiento de categoría mundial en Nuevo México contra más de 100 equipos universitarios, cada año el McGill Rocket Team se embarca en una nueva misión: alcanzar las estrellas. Los miembros del equipo trabajan en grupos separados especializados en varias áreas -carga útil, propulsión, aeroestructuras y aviónica- con el objetivo de obtener los máximos honores en la Copa Space Port America.
Recientemente, el equipo de cohetes de McGill participó en la competición de cohetes de combustible sólido que alcanzan los 30.000 pies. Fue un esfuerzo ambicioso para el equipo en todas las disciplinas, incluida la aviónica, que fue codirigida por Mei Qi Tang, estudiante de tercer año.
"Empezamos revisando los esfuerzos de McGill de años anteriores", dijo. "Sin embargo, en un año anterior, habíamos ganado en el nivel de los 3.000 metros, así que queríamos esforzarnos para competir a una mayor altitud, y eso requería un diseño totalmente nuevo".
El elemento que McGill conservó de proyectos anteriores fue una radio Digi que está diseñada en el paquete de aviónica de 3 libras. La comunicación por radio es esencial, ya que el reglamento de la competición establece que el cohete debe ser recuperado y reutilizado en su totalidad. La transmisión por radio de los datos del GPS ayuda al equipo a localizar el cohete después del lanzamiento.
"Anteriormente utilizamos el Digi XBee® 900 en nuestra competición a 10.000 pies", dijo Tang. "Sin embargo, la diferencia de altitud creó algunos desafíos. Cuando alcanzamos los 30.000 pies, hay mayores derivas y un radio de recuperación más amplio, de hasta 10 a 15 kilómetros". Para el nuevo diseño, el equipo de aviónica de McGill optó por la radio Digi XTend de 900 MHz, proporcionada por Digi en régimen de patrocinio.
El módulo Digi XTend utiliza la agilidad del espectro ensanchado por saltos de frecuencia (FHSS) para evitar las interferencias saltando a una nueva frecuencia en cada transmisión o retransmisión de paquetes. La potencia de transmisión es ajustable por software desde 100 mW hasta 1 W, la máxima potencia de salida permitida por los gobiernos que utilizan 900 MHz como banda libre de licencia. El módulo Digi XTend ofrece un alcance entre dos y ocho veces superior al de otros módulos que operan en la banda de frecuencias de 900 MHz sin licencia -hasta 40 millas- gracias a tecnologías propias, como la sensibilidad superior del receptor, la inmunidad a las interferencias, las técnicas de modulación/demodulación y otras.
3… 2… 1…
Durante aproximadamente un mes, el equipo de aviónica configuró y probó el módulo Digi XTend utilizando el software Digi XCTU®, un conjunto de herramientas gratuitas de configuración y prueba que permite a los desarrolladores instalar, configurar y probar los módulos RF de Digi. "Cuando se está aprendiendo a usar radios, Digi XCTU es la herramienta preferida", dijo Tang. "La utilizamos para desarrollar un prototipo muy rápidamente. Todo el proceso de prueba y desarrollo fue muy rápido".
Explicó que muchos de los miembros del equipo son menores de edad y que, con sólo el manual de usuario y sin más instrucciones, fueron capaces de entrar en acción y resolver las cosas rápidamente. "No es necesario tener una gran experiencia técnica para utilizar el software y configurar e integrar la radio. Pudimos configurar la radio Digi XTend para que transmitiera no sólo las coordenadas GPS, sino también la hora, la altitud (calculada mediante la presión atmosférica), la temperatura, la aceleración, el campo magnético y la orientación mediante un giroscopio".
El cohete McGill -de 3,5 metros de altura y 5 pulgadas de diámetro- pronto estuvo listo para el lanzamiento y alcanzó una velocidad máxima de Mach 1,7. El uso de una tasa de datos más baja y la salida máxima de 1 vatio aumentaron el alcance de la señal de Digi XTend. También se reforzó todo el paquete de aviónica. "El cohete alcanza velocidades supersónicas, por lo que hay muchas vibraciones", dijo Tang. "Y durante el descenso, desplegamos dos paracaídas, lo que crea una gran resistencia, por lo que la radio tiene que soportarlo". Sin duda, el alcance, el perfil de potencia y el coste hacen que el Digi XTend sea una opción excelente para esta aplicación."
También dijo que, en particular, el equipo disfrutó de las ventajas de utilizar Digi XCTU para el entorno de desarrollo, ya que proporcionó todos los recursos necesarios y acortó la curva de aprendizaje para los estudiantes.
"Y, por supuesto, estamos muy agradecidos a todos nuestros patrocinadores, incluido Digi. Realmente no podríamos conseguirlo sin ellos".