PÓŁNOCNA-ZACHODNIA GRUPA RADIOAMATORÓW-FORUM CB RADIO
Łączności z międzynarodową stacją kosmiczną ISS - Wersja do druku

+- PÓŁNOCNA-ZACHODNIA GRUPA RADIOAMATORÓW-FORUM CB RADIO (http://rfcb.com.pl)
+-- Dział: Informacje Ogólne i Techniczne KF (http://rfcb.com.pl/dzial-informacje-ogolne-i-techniczne-kf)
+--- Dział: Ogólne Tematy KF (http://rfcb.com.pl/dzial-ogolne-tematy-kf)
+--- Wątek: Łączności z międzynarodową stacją kosmiczną ISS (/temat-lacznosci-z-miedzynarodowa-stacja-kosmiczna-iss)



Łączności z międzynarodową stacją kosmiczną ISS - jezyk403 - 23.03.2018

Połączenie z Międzynarodową Stacją Kosmiczną (ISS) i chwila rozmowy z astronautą, wymiana raportu lub pytanie ucznia do astronauty oraz usłyszenie od niego odpowiedzi jest często wielkim przeżyciem dla osób uczestniczących w tym wydarzeniu. Taka możliwość istnieje dzięki krótkofalarstwu, obecnemu również na pokładzie stacji kosmicznej. Jednak wcześniej trzeba było na stacji zamontować anteny nadawczo-odbiorcze, przepusty, położyć fidery, z organizować zasilanie oraz umieścić sprzęt na orbicie okołoziemskiej i człowieka, który to uruchomi, a później znajdzie czas na rozmowę. Takimi aspektami technicznymi zajmuje się ARISS – Amateur Radio on the International Space Station we współpracy z agencjami kosmicznymi i radioamatorami-wolontariuszami z całego świata.
 
Stacja kosmiczna jest obiektem, w którym przebywają i pracują ludzie, poruszającym się z prędkością około 28 tys. km/h na niskiej orbicie okołoziemskiej. Prze- mieszczanie się obiektu z taką prędkością względem obserwatora na Ziemi implikuje pewne utrudnienia w łączności radiowej. Jedną z niedogodności jest przesunięcie częstotliwości wywołane zjawiskiem zwanym efektem Dopplera. Krótkofalarskie łączności radiowe z ISS  prowadzone są albo w paśmie VHF (2 m), albo UHF  (70  cm).  W paśmie  VHF pomiędzy stacją kosmiczną, a stacją naziemną występuje przesunięcie od częstotliwości nadawczej nawet o około ±3,5 kHz,  natomiast w paśmie UHF maksymalne odstrojenie będzie o około ±10 kHz. Odstrojenie o 3 kHz wydaje  się dla modulacji FM nieduże, jednak należy pamiętać, iż przelot ISS w zasięgu radiowym może trwać maksymalnie niewiele ponad 10 minut. W zależności od przelotu,  odstrojenie  o około 3 kHz  może  trwać  nawet  ponad 7  minut  dla  maksymalnej elewacji ponad 50 stopni, a przy wyż- szych elewacjach przelotu, czas łączności z odstrojeniem o ponad 2,5 kHz może trwać nawet ponad 8 min. Podczas połączenia radiowego szkoły ze stacją kosmiczną, uczniom zależy na tym, aby czas trwania łączności był jak najdłuższy, podczas gdy w czasie spontanicznej łączności (ang. random ARISS QSO) krótkofalowcowi wystarczy zazwyczaj tylko krótka wymiana znaków i raportów oraz zdobycie karty potwierdzenia łączności (karty QSL).
 
Rozmowa z astronautą (kosmonautą) jest technicznie szczególnym typem łączności radiowej, gdyż astronauta nie koryguje na swojej radiostacji efektu Dopplera. To operator stacji naziemnej powinien skorygować tak częstotliwość, aby sygnał radiowy po przebyciu trasy Ziemia – stacja kosmiczna był poprawnie odbierany przez astronautę na ustawionym przez niego kanale. Również w swoim odbiorniku, operator stacji naziemnej powinien korygować efekt Dopplera tak, aby mieć poprawny odbiór. Przyjmijmy na potrzeby tego artykułu, że astronauta ma nas słyszeć na częstotliwości 145,200 MHz, a stacja naziemna odbiera go na 145,800 MHz. Przyjmijmy również, że ISS jest względem naszej stacji naziemnej w takiej lokalizacji, że trzeba na częstotliwości odbiorczej stacji  naziemnej  odstroić  się o +2 kHz. Operator stacji naziemnej powinien odbierać więc na 145,802 MHz FM, a nadawać na 145,198 MHz FM. Przesunięcia częstotliwości pomiędzy częstotliwością nadawczą i odbiorczą nie można zastosować, gdyż przesunięcie w czasie łączności powinno się zmieniać w zakresie 603 do 597 kHz. Jednym z transceiverów dobrym do łączności ze stacją kosmiczną i spełniającym zalecenia ARISS jest Kenwood TS-2000. Radiostacja ta posiada wprawdzie tryb satelitarny,  jednak można z niego korzystać pomiędzy różnymi pasmami (ang. crossband), co czyni go nieprzydatnym dla potrzeb łączności ARISS prowadzonych w ramach jednego pasma. Radiostacja TS-2000 posiada też możliwość przyrostowego dostrojenia odbiornika (RIT) i nadajnika (XIT) na MAIN – transceiverze w zakresie ±20 kHz. Strojenie RIT i XIT nie są powtarzalne, gdyż wykonuje je operator według indywidualnych potrzeb. Wykorzystanie narzędzi przyrostowego dostrojenia do potrzeb łączności ARISS jest skomplikowane i wymaga dużego doświadczenia operatorskiego. Należy bowiem ciągle korygować odstrojenie w przeciwne strony od częstotliwości głównych nadajnika i odbiornika. Z tego powodu rozwiązanie to nie jest rekomendowane, bowiem w stresie jaki zazwyczaj towarzyszy nawiązaniu łączności z astronautą łatwo popełnić błąd.
 
Dobrym rozwiązaniem wydaje się automatyczne sterowanie radiostacją przez komputer przy użyciu połączenia CAT, jednak jako mentor ARISS zalecam ręczne korygowanie efektu Dopplera, poprzez zapisanie w pamięci radiostacji kolejnych siedmiu kanałów, zawierających kolejne częstotliwości nadawcze i odbiorcze zmieniające się kolejno o 1 kHz. Podczas łączności operator w odpowiedniej kolejności przełącza się pomiędzy kolejnymi numerami kanałów, a tym samym dostraja częstotliwość nadawczą i odbiorczą zgodnie z poprawkami Dopplera o 1 kHz we właściwym kierunku. Kanały są zaprogramowane z rozdzieleniem częstotliwości z wykorzystaniem dwóch VFO A i VFO B na poniższym rysunku. Jak w tej radiostacji ustawić np. 145,801 MHz, skoro najmniejszy możliwy do ustawienia krok na FM w TS-2000 to 5 kHz? Transceiver TS-2000 pozwala ustawić dowolną częstotliwość niezależnie od ustawionego kroku dla modulacji FM, poprzez wpisanie częstotliwości bezpośrednio z klawiatury numerycznej na  panelu. W  tym miejscu trzeba podkreślić, o czym nawet i mnie zdarzało  się  czasami zapominać, że inaczej wprowadza  się  częstotliwość  dla  TS--2000X, a inaczej dla pozostałych modeli TS-2000. Wynika  to  stąd, że TS-2000X obsługuje pasmo 23 cm, czyli obsługuje częstotliwości powyżej 1 GHz, a to implikuje różnice we wprowadzaniu częstotliwości. Myślę, że powyższe porady przydadzą się użytkownikom radiostacji Kenwood, nie tylko dla potrzeb satelitarnych, lecz również przy łącznościach EME i w innych przypadkach. 

 [attachment=33][attachment=34]