Dans le cadre du "Projet innovation" 2016 de l’Ecole Centrale Paris (Centrale-Supelec), notre équipe travaillant sur la technologie BIRDY a été élue dans les trois meilleurs projets par le Grand Jury de Centrale Paris. Notre équipe était constituée de deux élèves françaises, Elise Fournier-Bidoz et Sophie Wohlgemuth, et d’un suédois, Fredrik Orstadius, de Chalmers University of Technology.

In the context of Ecole Centrale Paris’s "Innovation Projects" 2016 (Centrale-Supelec), the team working on the BIRDY technology was declared one of the three wining groups by the school’s jury. The team was composed of two French students, Elise Fournier-Bidoz and Sophie Wohlgemuth, and a Swedish student, Fredrik Orstadius, from Chalmers University of Technology.

Elise Fournier-Bidoz, CentraleSupelec

L’année commence avec une visite de l’Observatoire de Meudon organisée par notre client, Boris Segret. Nous nous sommes tout de suite passionnés pour le sujet. Nous devions implémenter un PowerCalculator pour le CubeSat BIRDY, c’est-à-dire un programme complexe qui doit estimer l’énergie stockée dans les batteries du satellite, et qui tient compte de nombreux facteurs tels que les potentielles éclipses sur sa trajectoire ou encore le vieillissement de ses batteries.

En plus du challenge technique et scientifique, nous avons particulièrement apprécié le professionnalisme du projet. C’était très valorisant de travailler sur un projet international, en collaboration avec les équipes de l’Ecole Centrale Lille et de l’université NCKU à Taïwan. En février, Boris nous a invités à participer à un workshop. C’était une expérience inédite, l’occasion d’assister à la naissance d’un projet international, de comprendre comment les différents acteurs collaboraient entre eux, de rencontrer et de discuter avec des scientifiques de haut niveau, venus du monde entier.

Un facteur clef de réussite du projet a certainement été la parfaite entente entre les membres de l’équipe. Nous formions un trio impliqué, équilibré, soudé. Un travail constant, ainsi qu’un effort de flexibilité de chacun a résulté en une dynamique de groupe positive et efficace. De plus, l’entre-aide dans les moments de difficulté technique était essentielle dans la progression de notre travail. Nous reconnaissons tout de même qu’avoir une équipe soudée, c’est super, mais avoir en plus un client impliqué, c’est encore mieux ! Sans un client aussi présent, avec qui nous communiquions de façon très régulière, nous n’aurions jamais pu aller aussi loin. Boris a su nous rediriger en cas de dérive, nous donner les moyens d’avancer en prenant le temps de nous expliquer les choses.

Fredrik Orstadius, CentraleSupelec

At the beginning of our project I remember trying to reassure myself by saying “it’s not rocket science”. Although I knew it wasn’t rocket science in the literal sense, I sensed that for someone like me, who had never done anything similar, it just as well could have been.

Despite all the challenges we encountered along the way when trying to create a "power calculator" for a Cubesat, we finally were able to succeed. In my opinion this fact in itself is a testimony both to the high educational standard of our school, Centrale Paris, and to the incredible drive and will of the Observatory of Paris to see this project through.

Maybe most importantly however, it shows that the infinite curiosity and fascination for space is as alive and well as it has ever been. This curiosity not only spans all nationalities (demonstrated by our multi-cultural group and by the collaboration between French and Taiwanese universities) but also all ages, from us younger students to the more experienced judges who chose to award our power calculator first place among all innovation projects in the school.

At the first time I heard the news that our department, National Cheng Kung University in Taiwan, was holding an international collaboration with Observatory of Paris on the CubeSat project BIRDY, a Mars mission, I realized it is a rare opportunity to participate in space research program. Hence, starting from the third year at University, I joined the team and was in charge of analyzing and designing the preliminary configuration of ADCS. In view of interplanetary cruising requirement of BIRDY, I had been trying to use different control policy (e.g. PID or Backstepping with least-norm algorithm to control thrusters) to change the attitude of CubeSat with minimum consuming of propellent.

After graduation, I became the first NCKU student to be an intern at Observatory of Paris. During the 4-month internship, I developed the initial version of DOCKS (Design & Operation Cross-checKing Services), which is a high level software integration GUI program. It provides scientists a free and open-source interface (like a simple version of STK) to handle phase 0 CubeSat mission analysis in easy and quick way.

These valuable experiences gave me the chance to work with great international team members and expanding my horizon of space science/technology. Additionally, the duration of internship at Observatory of Paris makes me get familiar with the French engineering culture which helps me a lot for my following French Master application and also becomes one of the most impressive memories in my mind.

Within the framework of C²ERES the Observatory of Paris gives students the opportunity to work on CubeSat missions. As a student of the Master course in Space Science and Technology at the Technical University of Lulea in Sweden, I decided to write my master thesis in this exciting and innovative field of space engineering. In February 2016 I arrived at the Observatory of Paris – a place with a long heritage in space science - to join the team around Didier Tiphene to work on the pre-studies of the future nanosatellite CIRCUS.

CIRCUS is one of the satellites within the framework of C²ERES. The mission of this new three unit cubesat is the examination of a layer of charged particles in the earth’s atmosphere – the ionosphere. During its operation in space every satellite experiences various extreme environmental conditions. Those conditions are mainly characterized by the absence of a surrounding atmosphere (the vacuum), a particle stream coming from the sun (the solar wind) and the radiation emitted by the sun as well as the planets. This type of radiation is not linked to any kind of radioactivity, but to the transfer of heat in the infrared and ultraviolet area of the frequency spectra. Also the CIRCUS nanosatellite will be influenced by this radiation, which will affect the temperature of the spacecraft.

My personal mission within the project is to execute simulations concerning this thermal aspect of the space environment and its influence on the satellite as well at its various subsystems. This is a critical step during the development of a space mission, since every part of the satellite has to be operated in a certain temperature range in order to avoid malfunction or destruction. The temperatures within the satellite depend on several aspects, which have to be taken into account during the simulations. Besides the satellites altitude and its attitude, also its geometrical configuration and the material properties of every single part are elementary. But simulations alone are not reliable and have to be verified. The verification of the theoretically derived values is achieved by thermal tests with real parts of the satellite.

Due to my studies at different universities I am used to the interaction and cooperation with people from different countries. However, my time in France is special, because it is the first time for me to actually work abroad. Being part of such a welcoming and supportive team made outset of my own work possible. I enjoy my time working at the Paris observatory, which offers an innovative and open minded environment to specialise further in my chosen topic of studies.

Histoire vécue : l’expérience de Tristan Allain, étudiant du master OSAE, ayant participé au projet OGMS-SA, et désormais employé comme ingénieur en CDD au LISA sur l’instrument MOMA-GC pour la mission de l’ESA Exomars 2020.

OGMS-SA est un projet de CubeSat 3U Etudiants à vocation de démonstrateur technologique avec deux principaux objectifs :

• Plateforme pédagogique permettant à des étudiants provenant de tous les métiers de l’ingénierie de travailler en équipe projet et de concevoir un CubeSat 3U complet depuis la structure jusqu’à la communication en passant par l’énergie, la centrale d’attitude et l’ordinateur de bord.
• Développement d’une charge utile démontrant la faisabilité de la spatialisation d’une CRDS (Cavity Ring Down Spectrometer) d’intérêt pour la thématique Exo-Biologie.

Le Projet OGMS-SA est soutenu par le CNES via le projet JANUS et est porté par l’Université Paris-Est Créteil via le laboratoire LISA. Le CNES finance principalement le Hardware et le lancement du CubeSat. ESEP finance les équipes de stagiaires participant au projet. Ce projet é débuté en 2013 et devrait s’achever en 2017.

Chacun des étudiants engagés, de par leurs formations variées, apporte une expérience différente à l’équipe, permettant une complémentarité touchant les multiples domaines de compétences nécessaires à la réalisation d’un satellite. Au sein de ce projet spatial et de ses phases successives, les étudiants se voient confrontés à des difficultés d’organisation en plus des problèmes techniques et scientifiques auxquels ils doivent répondre. Ce projet développe donc également, en plus des connaissances techniques, le professionnalisme de l’étudiant, via l’apprentissage de méthodes efficaces de gestion, via le contact avec les initiateurs européens du projet, ou encore avec les partenaires commerciaux pour l’approvisionnement de pièces, de matériaux ou de composants...

Tristan Allain a assumé le rôle d’”Ingénieur Système” au sein de cette équipe. Son rôle était d’assurer le bon dialogue entre les différents étudiants spécialistes s’occupant de l’étude d’un sous-système précis du satellite, d’être en interaction constante avec l’ensemble des étudiants, de gérer les éléments communs, définir les interfaces entre composants et participer à leur conception. Il devait aussi effectuer un travail de synthèse à travers l’élaboration des budgets systèmes globaux, collectant les données de chacun afin de vérifier l’adéquation de la solution proposée avec les spécifications et les contraintes de la mission.

Le Master OSAE lui a fourni la formation nécessaire à cette vision « système », qui intègre différents domaines tels la mécanique, la thermique, l’automatisme liée au contrôle d’attitude, les communications ou encore l’électronique.
L’acquisition de l’ensemble de ces compétences analytiques, pratiques et théoriques lui a permis d’assurer les phases d’analyses, de design, puis de tests et de réalisation de ce projet qu’il qualifie de « motivant et gratifiant ».

Il a été intégré comme ingénieur en CDD dans le département technique du LISA.