Nous avons été contactés en octobre 2022 par le collège Théodore Monod de Gagny (93) pour aider l’équipe pédagogique à monter un dossier pour candidater à un contact ARISS. En mai 2023, ARISS International répond positivement en indiquant que le collège Théodore Monod était en liste d’attente pour un contact réalisé entre janvier et juin 2024. Mi-juillet, nous apprenons que la date retenue est fixée dans la première semaine d’avril 2024, juste avant les vacances scolaires de printemps. A la rentrée de septembre 2023, il était temps pour l’équipe enseignante de construire le projet pédagogique (l’article complet sur ce sujet est ici : https://f6kgl-f5kff.fr/2023/12/08/ariss/) et pour le radio-club de préparer les équipements !
Nous avions déjà une petite idée de ce qu’il faut pour réaliser un tel contact. Et ce fut confirmé lors du samedi technique du 25/11/23 auquel était convié notre mentor ARISS qui nous a exposé ce qu’il avait réalisé avec les écoles de Rueil Malmaison. La vidéo complète est ici : https://youtu.be/pnsUABgqlw0. Un document donnant des informations générales sur la préparation est également disponible ici : http://f6kgl.f5kff.free.fr/BienPreparerUnContactARISS.pdf.
Le matériel dont nous disposions ou que des membres du radio-club pourront prêtés :
- Emetteur récepteur VHF/UHF : IC910 (+ une station de secours : IC9700 dont le radio-club souhaite faire l’acquisition)
- Antenne VHF 9 éléments croisés Tonna (en polarisation circulaire droite, gain annoncé par le constructeur = 13,2 dBi ou 11,0 dBd)
- Antenne UHF 19 éléments croisés Tonna (pour équilibrer le rotor d’élévation et tester l’équipement sur des satellites LEO avant le contact).
- Rotor d’azimut et d’élévation G-5500 (fonctionnant avec des moteurs alimentés en 24 V AC)
- Table de mixage (pour mixer les différents micros utilisés lors du contact)
- un PC pour le suivi des antennes (+ 1 PC de secours et/ou pour le suivi du contact)
- Amplificateur VHF (à positionner au plus près des antennes pour « masquer » les pertes dans le câble coaxial qui risque d’être long…)
- Amplificateur UHF (pour les essais, même remarque sur la longueur…)
- Alimentations autonomes pour tous les appareils (batterie + onduleur pour les équipements nécessitant du 220 V)
- Pour information, ARISS préconise une PAR d’au moins 1500 W pour que le contact se déroule sans problème, y compris lorsque l’ISS apparait au dessus de l’horizon ou disparait. A ces moments, l’ISS est à plus de 2000 km de la station au sol. Les 120 watts de notre amplificateur VHF alimentant l’antenne de 11,0 dBd seraient donc conformes à cette préconisation. D’où la nécessité de placer l’amplificateur au plus près des antennes…
Le matériel à prévoir en complément :
- Support des antennes directives (trépied à construire ou à se faire prêter ?)
- Câble coaxial (2 dont 1 de secours ou utilisé pour l’antenne UHF durant les essais) + câble de commande des rotors à acheter
- 1 antenne VHF de secours (de type eggbeater, à acheter ou à construire ? )
- Commande automatique des rotors (à fabriquer à partir d’un modèle proposé par K3NG, voir ci-dessous)
- Raccordement rapide (2 x 2 prises M/F à 6 broches) des câbles de commande des rotors
- et divers petits équipements à se faire prêter ou à fabriquer, voire à acheter…
Commande des rotors par Arduino (type K3NG) :
Pour préparer le contact ARISS, nous voulions fabriquer une commande de rotor pilotée par PC ou autonome à base d’Arduino. Après quelques recherches sur la toile, nous nous sommes largement inspirés de la réalisation de K3NG. Peu ou pas de soudures, mais il faut surtout comprendre le code ! (voir le github de K3NG : https://github.com/k3ng/k3ng_rotator_controller. Pour la description et les commentaires de Zidane F4IRF, voir ce document : http://f6kgl.f5kff.free.fr/Interface_rotor_K3NG.pdf )
Aussitôt, les différents éléments (Arduino, écran LCD, relais, boutons poussoirs, …) sont commandés pour commencer l’assemblage qui a eu lieu lors des samedis suivants dans le cadre des séances de bricolage au radio-club.
Finalement le radio-club F4KKX (radio-club de l’ESIEE sur le campus Descartes à Noisy-le Grand) se propose de nous prêter l’antenne VHF Maspro 12 éléments croisés (polarisation circulaire droite avec un gain d’un peu plus de 10 dB annoncé par le constructeur) et les rotors Kenpro KR-5500 (site et élévation) qu’il possède. Après vérification du bon fonctionnement des rotors et remontage de l’antenne, nous commençons à assembler les différents éléments de la station.
Préparation de la visite au musée de l’air : le 12/12, nous avons eu un call avec le musée de l’air au sujet de la préparation de la journée (tant côté radio que projet scolaire). Nous nous étions préparé en récupérant quelques copies d’écran des lieux sur Google Earth (voir ci-dessous) et nous avons convenu d’un rendez-vous sur place pour valider le projet.
Sur les photos, on voit une terrasse avec une avancée en demi-cercle qui pourrait nous servir (très bien dégagée à l’ouest, un peu moins à l’est sauf si le support des antennes passe au dessus du toit (3 mètres maxi à vue d’œil, ce qui peut être compliqué avec un trépied « tipi », et pas trop au sud mais ce n’est pas grave). La tour de contrôle (celle en activité et pas celle du musée…) est de l’autre côté de l’aéroport (à 1 km au Nord au bout des pistes), non visible sur les photos.
20/12/23 : petit retour sur notre visite au musée de l’air : l’auditorium est conforme à ce que l’on pensait. Facile à sonoriser et une scène d’une dizaine de mètres de long (et 3 de large avec un écran de projection par l’arrière au fond). La sono est complète et c’est câblé de la régie (au fond) jusqu’à la scène où il y avait un pupitre et un micro (ce sera remplacé par une grande table pour le contact ARISS). A dessus de la scène, un exutoire de fumée permettrait le passage des câbles vers la terrasse au dessus de l’auditorium (possibilité validée par la direction de la sécurité du musée). Sur la terrasse supérieure (au niveau du toit du musée, à 10/12 mètres au dessus du sol), nous avons repéré un support de tubes pour des antennes patch bizarrement installées au sud du bâtiment (près de l’endroit où j’imaginais notre installation). Trois supports vides (qui servent à installer des mâts de drapeaux) sont également disponibles au milieu du toit terrasse ce qui permettra un dégagement à 360° des antennes si on installe les rotors sur un tube de 3 mètres. En installant les antennes sur un trépied « tipi » comme nous l’envisagions, l’angle d’élévation maximum serait de 10° et nous perdrions la fin du contact avec l’ISS (voir les photos ci-dessous). Côté sono, pas de problème pour se brancher sur la régie, tout semble câblé. La régie est connectée à internet. On n’a pas évoqué les caméras mais je pense que c’est aussi prévu.
Reste à valider : la connexion audio à la régie et la longueur de câbles nécessaire, ce qui fera l’objet d’une seconde visite prévue fin janvier.
Pour information, l’application qui a servi à faire ces beaux clichés (très pratique pour chercher un satellite dans le ciel) est disponible ici : https://m.apkpure.com/fr/gps-satellite/com.karhukoti.gpssatellite5/download-apk-info
21/01/2024 : après consultation des membres du radio-club sur notre serveur Discord, nous demanderons à l’ANFR l’indicatif spécial TM2ISS (Theodore Monod to International Space Station !). Nous le communiquerons à ARISS France dès validation par l’ANFR.
22/01/2024 : nouveau rendez-vous au Musée de l’Air pour mesurer la longueur de câble nécessaire entre la scène de l’auditorium et la terrasse où seront installées les antennes. François Philippe F1FWP, notre spécialiste son, était aussi présent et a échangé longuement avec le technicien de la régie de la salle.
La longueur de câble nécessaire serait de 50 mètres en comptant large. J’ai mesuré à la ficelle 35 mètres entre le support du mur de la terrasse et la grille de l’exutoire des fumées. En ajoutant 10 mètres dans l’auditorium (haut de 5 mètres) et 5 mètres de rab, au cas où… Le responsable sécurité veut que les câbles longent le mur puis soient protégés par une goulotte (fournie par le Musée) sur la largeur du passage (à cet endroit, le public peut circuler librement, les deux autres terrasses supérieures ne sont pas accessibles au public)
Les supports de tube sont prévus pour des diamètres 60, serrés avec des écrous de 17 bien rouillés et visiblement jamais démontés ! Distance entre les supports haut et bas : 68 cm à 11 cm du mur, le support du bas a une patte qui retient le tube. Hauteur du mur avec le bardage : 110 cm. Des tubes de 3 mètres permettraient aux antennes d’être au dessus du toit du musée.
Côté salle, les coaxiaux et les câbles de commande des rotors (si c’est la configuration finalement retenue) passeront dans la grille de protection de l’exutoire (le coax et sa prise passent sans problème) et il suffit de les faire tomber à droite de la scène (5 mètres sous plafond avec une grille à très large maille). Problème potentiel avec la première grille si on choisit des prises pour les câbles des rotors trop gros. Le responsable sécurité souhaite que les câbles passent sur la partie gravillonnée de la terrasse (non accessible au public) puis dans la grille et que la porte d’accès à l’exutoire (voir photo ci-dessous) soit refermée.
Côté régie son, pas de problème selon François-Philippe F1FWP car tout est « standard ». Bonne nouvelle : le logiciel de streaming utilisé est OBS
Deux caméras télécommandables avec joystick depuis la régie (sur le côté pour la scène ou le public), des micros HF et à fils. Sur le côté droit de la scène (avant la sortie de secours), prises audio pour la régie son. Sur scène, à gauche, un pupitre pour les interventions avant et après le contact avec une connexion VGA pour dupliquer l’écran d’un PC sur l’écran de projection derrière la scène. Dimension de la scène : 7,20 x 2,30 m. Deux escaliers de chaque côté permettant aux élèves de faire un circuit. Le Musée de l’Air dispose de quelques tables à installer sur la scène.
Les responsables du MAE ont insisté : tout doit être monté et testé la veille quelle que soit l’heure du contact. Il faudra juste retirer les câbles qui passent par l’exutoire de fumées et les faire descendre le jour J sur la scène pour y brancher les appareils (pour que le système de sécurité du Musée puisse fonctionner de nuit car il faudra « désarmer » manuellement les exutoires pour passer les câbles jusqu’à la scène). Le Musée de l’Air ne dispose pas de barnums à installer sur la terrasse supérieure pour protéger la station et/ou les opérateurs (les barnums sont loués pour les besoins des salons et autres évènements)
Pour rappel, le Musée de l’Air et de l’Espace, c’est 200.000 visiteurs par an et même 300.000 lorsqu’il y a le « salon du Bourget » en juin des années impaires. La moitié des visiteurs sont des scolaires et il y a de quoi voir : des aéronefs de toutes les époques mais aussi un planétarium.
12/02/24 : les PCB commandés pour le kit K3NG (commande des rotors) sont bien arrivés comme prévu. Les composants que nous avions déjà et qui, pour le moment, étaient disposés sur une plaque d’essai (merci à Marc F6ITU pour la réalisation du PCB sous KiCad) ont été soudés et assemblés avec l’Arduino.
27/02/2024 : La décision est prise de commander le câble coaxial et le câble rotor (100 mètres de chaque) et de prévoir la livraison lors du salon de Clermont (le 9 mars). Un grand merci à l’équipe de Passion Radio (https://www.passion-radio.fr/) pour le prix remisé ! Fifou F1GMA commande les connecteurs qui permettront un montage facile des câbles rotors. De son côté, Andrea a pu récupérer deux tubes (diamètre 32) qui serviront à supporter les antennes. Les tubes seront maintenus dans les supports fixés dans le mur par des coins en bois.
11/03/24 : Comment être certain d’avoir deux longueurs de câble identiques puis sertissage des cosses pour le rotor de site. Les 50 mètres de câble permettent la commande et la recopie du rotor d’élévation à distance. Ouf ! On avait un peu peur que le câble soit trop long… Pendant ce temps, François-Philippe prépare les câbles de la table de mixage.
15/03/24 : dernière acquisition pour le contact ARISS : une antenne Eggbeater (en polarisation circulaire droite) qui nous servira par la suite pour notre station de réception météo
23/03/24 : répétition générale au radio-club. Tout est prêt, les tests des antennes, des rotors, du matériel radio et de la sono ont été réalisés et tout est validé. Il n’y a plus qu’à installer l’ensemble la veille du contact au Musée de l’Air et de l’Espace du Bourget.
25/03/2024 : la nouvelle est tombée dans la soirée : « Contact is go for: Thu 2024-04-04 14:51:07 UTC. The scheduled crewmember is Mike Barratt KD5MIJ ». L’heure prévue nous convient parfaitement : nous aurons le temps de peaufiner notre installation jusqu’en début d’après-midi.
27/03/24 : Validation de la commande automatique des rotors d’azimut et d’élévation. Lors de la répétition générale, nous avions perdu le Nord. Il a été retrouvé et étiqueté ! Test réalisé en réel avec le contact ARISS de l’après-midi retransmis sur 145,800 MHz par la station italienne IK1SLD.
30/03/24 : petit coup de stress dans les derniers moments : Fifou F1GMA voulant s’assurer de maitriser parfaitement la commande des rotors a voulu refaire des essais mais, au démarrage, le rotor d’élévation ne fonctionnait plus ! On l’entendait ronronner mais aucun mouvement dans l’axe. Il fallait donc démonter le rotor pour déterminer la cause de la panne. Fifou, Andrea, Richard et Patrick ont bataillé pendant plus d’une heure pour ouvrir la coque alu du rotor tant les vis de fixation et les rondelles étaient corrodées. A l’ouverture, nous constatons que la cause était une petite vis de 2mm desserrée qui maintenait l’entraineur du premier engrenage. Richard a sorti son tourne vis d’horloger et ce fut rapide à dépanner. Avant de remonter l’ensemble, un peu de graisse sur les engrenages, 4 nouvelles vis et tout est rentré dans l’ordre ! Heureusement que la petite vis ne s’est pas desserrée le jour J ! Espérons que Murphy ne rôde plus autour du radio-club au moins jusqu’au 4 avril au soir…
31/03/24 : prévision de passage de l’ISS calculée avec le logiciel Gpredict et les dernières données képlériennes. L’ISS passera par le Nord (la station spatiale survolera les Hauts de France) et il a fallu paramétrer la commande des rotors en fixant la butée des antennes au Sud. Si bien que l’indicateur du boitier donne l’azimut décalé de 180° par rapport à la commande automatique par Arduino.
03/04/24, J-1 : une partie de l’équipe s’est donnée rendez vous au radio-club pour charger les voitures (Philippe F1GMA et Jean Luc F6GPX, Andréa nous aide à charger mais ne peut pas rester). Nous rejoindrons les autres membres de l’équipe (Thierry F4EOB, Hervé F4IJJ et Fred F1OGV) au Musée à 9h00. Il faut tout installer au Musée de l’Air et de l’Espace. Les voitures sont bien remplies : le matériel radio, les antennes, les câbles et … les caisses à outils (on n’est jamais trop prudents !). Mais Murphy continue de rôder (le mardi matin, Jean Luc F6GPX constate que la batterie de sa voiture est HS. Trop tard pour la faire réparer pour le mercredi. Il faudra donc tout charger dans la voiture de Philippe F1GMA…)
Hormis la mâchoire de rotor cassée lors du montage sur le tube (Murphy rôdait toujours autour de nous et heureusement que nous en avions prévu un jeu de rechange au cas où…), tout s’est bien passé et à 16h30, après quelques essais avec l’IC910, la commande de rotor et la sono, nous sommes rentrés chez nous un peu plus sereins en attendant le lendemain.
04/04/24, jour J : rendez-vous à 9h00 au Musée, l’équipe de la veille est de nouveau sur le pont et nous avons quelques bras complémentaires (Carlos F4JAK, Andrea, Jules F4IEY, Maxime F4IQN et l’équipe ARISS France : Michel F1AFW et Joseph F6ICS). Derniers tests : nous constatons que le logiciel qui pilote la commande des rotors et corrige l’effet Doppler sur les transceivers (Gpredict) fonctionne aléatoirement avec l’IC910 (ça marchait pourtant parfaitement bien au radio-club…). Changement de stratégie : nous utiliserons la station de secours, le FT991A que nous avons récemment acheté.
Après le déjeuner pris en commun à la cafétaria du Musée, nous prenons le temps de visiter le Musée et croisons les élèves qui écoutent les conférenciers ou découvrent les différents machines volantes exposées.
15h05 : Quelques contacts sont effectués sur le transpondeur de l’ISS lors du dernier passage avant le contact devant les élèves qui répètent une dernière fois leurs questions. TM2ISS enregistre donc quelques contacts dans le log en plus de OR4ISS, l’indicatif de l’ISS lorsqu’il survole l’Europe ! Il est temps pour chacun de prendre sa place et le stress monte encore d’un cran (n’aurait-on pas oublié quelque chose ?).
15h30 : ouverture de l’auditorium au public et aux élèves qui assisteront à l’évènement. A 15h45, démarrage sur live stream sur notre chaine YouTube qui a vu un pic de connexions simultanées à 245 vues au moment du contact. A 15h55, la Directrice du Musée de l’Air et de l’Espace, Madame Robert-Hauglustaine, prononce son discours d’introduction en commençant par : » On a un rendez-vous dans 54 minutes… « . Puis Christophe Hervieu, le professeur d’anglais de la classe de 3ème4 qui posera les questions et Maître du Temps, présente le déroulé de l’évènement et les intervenants :
– le principal du collège, Monsieur Azmi,
– le Président du Radio-Club, Jean Luc Fortin F6GPX,
– la Présidente du REF Christine, Carreau F4GDI,
– notre mentor ARISS, Joseph Lemoine F6ICS
Puis Allan Petre, jeune astronaute villemomblois embauché récemment au JPL de la NASA, présente son parcours hors norme et répond aux questions qu’ont préparées des élèves par visioconférence.
Jules F4IEY, notre opérateur radio, a juste le temps de présenter les différents éléments de la station et les opérateurs sur scène. Et enfin, deux minutes avant l’heure, le silence est demandé et les élèves se présentent en file indienne devant la scène pour poser leurs questions.
16h48 : Matthew Dominick, opérant la station à bord de l’ISS avec l’indicatif OR4ISS, répond au deuxième appel de Jules F4IEY. Maxime F4IQN, son back-up, soupçonne même que Matthew ait répondu alors qu’il était encore derrière l’horizon… Mais le gros kilowatt PAR que nous avons utilisé (160 W dans une antenne Yagi 12 éléments croisés) a dû bien arranger les choses ! D’autant qu’à l’Ouest, nous avions un horizon parfaitement dégagé. Après l’entrée en contact, c’est au tour des élèves de poser leurs questions.
16h58 : après la réponse à la dernière question préparée par les élèves, l’ISS va bientôt disparaitre derrière l’horizon à l’Est. C’est déjà la fin du contact et Jules remercie Matthew pour ses réponses sous les applaudissements du public rassemblé dans l’auditorium. Après les remerciements d’usage et le debriefing des réponses de Matthew traduites en direct, l’évènement a pris fin un peu avant 17h30, laissant quelques minutes aux élèves et aux invités pour finir de visiter le musée qui fermait à 18h00.
Sans attendre la fin de l’évènement, sitôt le contact terminé, nous commençons à tout démonter et, à 19h00, nous quittons le parking du Musée avec tout le matériel dans nos véhicules et encore plein d’étoiles dans les yeux !
La vidéo YouTube complète est en ligne ici : https://youtu.be/QstfcqFoy0c. L’interview d’Allan Petre est ici : https://www.youtube.com/watch?v=QstfcqFoy0c&t=1245s et le contact ARISS en lui-même est ici : https://www.youtube.com/watch?v=QstfcqFoy0c&t=3125s
Carlos F4JAK a également filmé l’évènement avec son smartphone et nous a partagé deux vidéos : le beau pile-up généré par l’indicatif TM2ISS lors du dernier passage de l’ISS avant le contact ARISS (ce qui a permis de valider notre installation) et le contact ARISS lui-même, vu depuis la salle, comme si vous y étiez présent parmi les élèves et les invités.
Aucun retour des médias grand public (presse écrite régionale, TV) que nous avions contactés avec le dossier de presse ci joint : Dossier-de-presse.pdf. Toutefois, un reportage de 10 minutes sur cet évènement a été réalisé avec une équipe de 4 personnes par Papierfilm (http://papierfilm.com/), seul média professionnel qui avait répondu à nos messages et que nous remercions grandement de leur présence. La vidéo se passe de commentaires et rappelle bien l’ambiance de cette journée.
Un grand merci à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin au succès de ce projet si passionnant et notamment à ceux qui nous ont prêté main forte pour l’installation et lors du contact :
- Michel F1AFW
- François Philippe F1FWP
- Philippe F1GMA
- Fred F1OGV
- Thierry F4EOB
- Jules F4IEY
- Hervé F4IJJ
- Maxime F4IQN
- Carlos F4JAK
- Jean Luc F6GPX
- Joseph F6ICS
- Andrea
F6KGL-F5KFF Radio-Club de la Haute Île 