CAPITULO VII:
SATELITES DE RADIOAFICIONADOS
Un poco de historia:
Todo comenzó un 4 de octubre de 1957, cuando la ex-Unión Soviética puso en órbita su primer ingenio espacial, el Radio Sputnik 1. Llevaba a bordo una radiobaliza que emitía señales en una frecuencia cercana a los 20 Mhz. las cuales fueron escuchadas por miles de radioaficionados y radioescuchas en todo el mundo. En Cuba, las señales fueron escuchadas por primera vez por Oscar Morales Tur, CO2OM, quien se encargó de distribuirlas entre los órganos de prensa de la época.
En los años siguientes un grupo de entusiastas radioaficionados agrupados en una organización llamada OSCAR ASSOCIATION con Sede en el estado de California, EE.UU. inició el diseño y construcción del primer satélite no gubernamental, llamado OSCAR-1 (OSCAR por Orbiting Satellite Carryng Amateur Radio), el cual fue lanzado al espacio por la NASA el 12 de Diciembre de 1961. De ahí en adelante y hasta el 23 de Enero de 1970, los radioaficionados construyeron 4 satélites más, siendo el quinto el Australis OSCAR-5, lanzado en la fecha antes indicada. Estos satélites fueron de corta vida, experimentales y de órbita baja.
En 1969 se funda en Washington DC., EE.UU. la Corporación AMSAT (Que significa Amateur by Satellite), entidad que agrupó con más formalidad a los radioaficionados del mundo interesados en las comunicaciones espaciales. AMSAT tuvo originalmente la responsabilidad de construir y operar los satélites OSCAR-6, 7 y 8 (los años 72, 74 y 78 respectivamente). En el intertanto nacía en Inglaterra la Corporación AMSAT-UK, la que a través de NASA, lanzó al espacio el 6 de Octubre de 1981, el UOSAT OSCAR-9, el primero en llevar una cámara CCD para enviar imágenes de la tierra, formateadas de manera tal, que era posible observarlas en una pantalla de televisión, después de un mínimo procesamiento.
Luego vino el AMSAT OSCAR-10 lanzado por un cohete Ariane el 16 de Junio de 1983 el que aún está operando ocasionalmente y el UOSAT-OSCAR-11, que es el primero de la serie de satélites educacionales y de investigación, construido y controlado por estudiantes y docentes de la Universidad de Surrey de Inglaterra. Más adelante fue puesto en órbita el satélite FO-12 (FUJI OSCAR-12) el primer satélite diseñado y construido por JAMSAT (AMSAT-JAPON).
La serie antes enunciada de satélites de radioaficionados corresponde a los llamados Fase 1 y Fase 2 lo que básicamente significa que son satélites de baja altura con tiempos de vuelo escaso o prolongado y netamente experimentales (Fase 1) o de operación esencialmente en comunicaciones digitales (Fase 2).
El satélite AO-13, operativo desde el 15 de Junio de 1988 hasta hasta Diciembre de 1996, fue el primer satélite que voló en órbita elíptica (Molniya) operando en
Le siguieron el FO-20 construido por JAMSAT (Voz y CW) y el AO-21 (ALEMANIA) y RUSIA) tambien conocido como RS-14.
Entre el 1991 y el 2003 se han puesto en orbita los satélites de radioaficionados UO- 22 y los KO-23 y KO-25 (Korea), así como los IO-26, AO-27, PO 28, FO-29, TO-31, SO-35, UO-36 y AO-37, entre otros.
Dentro de los esfuerzos para el desarrollo de las comunicaciones y experimentos espaciales de radioaficionados, los radioaficionados rusos han colocado 17 estaciones de radioaficionado a bordo de satélites mayores (RS-1 al RS-17). Estas estaciones han permitido a los radioaficionados, experimentar con comunicaciones de voz a largas distancias, usando básicamente la misma tecnología que las repetidoras de VHF FM terrestres aunque la operación se efectúa tanto en HF como en VHF.
También, tanto en la ya desaparecida estación espacial MIR, como en los transbordadores espaciales y actualmente en la Estación Espacial Internacional, se han implementado estaciones de radioaficionados en los más variados modos, es decir operaciones en audio, digitales, televisión de barrido lento, etc.
Lo anterior ha permitido tanto a los cosmonautas y astronautas, tener un medio de recreación en sus horas de descanso al poder contactarse con diferentes radioaficionados de todo el mundo, como también con sus familias y amigos a través de estaciones de radioaficionados.
Algunos satélites activos
Hoy están orbitando y operando normalmente 17 satélites de radioaficionados. En comunicaciones de fonía están los AO-10, UO-11, UO-14, FO-20, AO-27 y FO-29.
En en comunicaciones digitales el AO-16, AO-19, UO-22, KO-23, KO-25, IO-26, FO- 29, SO-35 y UO-36) y en transmisión de imágenes el TO-31.
Además está el satélite ruso RS-15 y los transbordadores espaciales, estos últimos tanto en packet, como en fonía.
Operación:
Al igual que con todos los demás modos, la operación de satélites, en lo que hace a categorías de licencia, frecuencias autorizadas, etc. está regulada por el Reglamento del Servicio de Radioaficionados.
Transponders
La mayoría de los satélites utilizan en sus comunicaciones los llamados
“transponders”, equipos que reciben en una banda y transmiten en otra. Tomemos como ejemplo el RS-12, un satélite que trabajaba en modo A. El RS-12 recibiría cualquier señal entre los 145.910 y los 145.950 MHz y la retransmitiría entre los 29.410 y los 29.450 MHz. Esto es conocido como las frecuencias de “subida” (uplink) y “bajada”(downlink) y entre ambas existe una relación directa. Una señal que Ud.
transmita en 145.920 MHz será retransmitida en 29.420 Mhz, 145.930 MHz será retransmitida en 29.430 Mhz, etc. Esto se conoce como un transponder lineal no- inversor. Graficado, esto se verá así.
Passband de subida del R-12
145.910 145.920 145.930 145.940 145.950 +---+---+---+---+
Passband de bajada del RS-12
+---+---+---+---+
29.410 29.420 29.430 29.440 29.450
Los transponders pueden ser también “inversores” como en el caso de los satélites FO-20 y FO-29. En estos casos, si se transmite en USSB, se recibe en LSB y además la frecuencia de subida es inversa a la de bajada (transmitir en el extremo inferior se recibe en el extremo superior) . Por ejemplo, si se transmite en 145.915 MHz, se recibirá en 435.885 MHz.
Esto más comprensible en la siguiente tabla:
Passband de subida del FO-20/FO-29
145.900 145.925 145.950 145.975 146.000+---+---+--- ----+---+
Passband de bajada del FO-20/FO-29 +---+---+---+---+
435.900 435.875 435.850 435.825 435.800 El efecto Doppler
Si escuchamos el silbido de un tren que nos pasa por el lado, veremos que parece que el mismo cambia de frecuencia según el tren de acerca o aleja y que obedece a la relación que existe entre nosotros y el objeto que se mueve. Pues bien, eso mismo es el fenómeno Doppler en las comunicaciones satelitales el cual obliga a ir sintonizando constantemente la señal que recibimos.
Tipos de órbitas
Atendiendo al tipo y altura de sus órbitas, los satélites pueden ser de órbita baja (LEO) o de órbita elíptica. Los primeros tienen como ventaja que pueden ser trabajados con un transceptor común y sistemas de antena omnidireccional de reducida ganancia y que tienen varios “pases” cada día sobre un mismo punto. Sin embargo, debido a su baja altura, sus áreas de cobertura son muy pequeñas y los pases son muy cortos.
Los satélites de órbita elítica tienen mucha más cobertura, pero necesitan equipos más potentes y antenas mas especializadas.
Modos de los satélites
La combinación de la banda de “subida” (frecuencia en la que se le transmite) y “bajada”
(frecuencia en la que se les recibe) define el modo, de operación, el cual se designa por una letra.
Estos son algunos de los modos más comunes:
Rastreo de los satélites
Las estaciones en tierra pueden utilizar los satélites sólo cuando se encuentran dentro del campo visual. Esto significa que el operador dispone de dos alternativas:
a) Colocar su receptor en la frecuencia de bajada del satélite y se dispone a esperar a que las señales provenientes del mismo sean audibles (esta espera puede durar horas), no es aconsejable.
b) Utilizar uno de los programas de rastreo disponibles en la actualidad. Mediante cualquiera de los programas de rastreo disponibles es posible predecir con suficiente exactitud, los datos de órbitas futuras, como por ejemplo horarios de paso con precisión de segundos, altura, posición en elevación y azimut para cualquier instante de su paso o incluso de su órbita, etc.
Modo Frecuencias Nota
A 145 MHz up / 29 MHz down
B 435 MHz up / 145 MHz down
JA 145 MHz up / 435 MHz
down Analog
modulation JD 145 MHz up / 435 MHz
down Digital
modulation
K 21 MHz up / 29 MHz
down
S 435 MHz up / 2,4 GHz down
T 31 MHz up / 145 MHz down
Satélites metereológicos
Recepción de fax de satélites meteorológicos
El área de mayor actividad en fax de aficionado comprende la recepción de imágenes transmitidas por satélites meteorológicos. Se pueden distinguir dos grandes categorías de satélites meteorológicos: Los de órbita polar a relativamente bajas alturas (800 a 1.200 Km.) y los geoestacionarios a 36.000 Km. sobre el ecuador.
La mayoría de los satélites de órbita polar son capaces de transmitir imágenes en el espectro de luz visible y la banda de infrarrojo. Los satélites NOAA transmiten vistas simultáneamente por los dos sistemas en sus pasos durante el día, y disponen de dos canales de datos en infrarrojo durante la noche. Los satélites soviéticos METEOR transmiten imágenes de luz visible durante el día y en infrarrojo durante la noche. Las transmisiones de estos ingenios ocurren en el rango de 137 a 138 Mhz (137,50 y 137,62 Mhz, en el caso de los satélites NOAA) usando portadoras moduladas en FM.
Para recepción se requiere de receptores con un ancho de banda de FI de 30 a 40 kHz. Esto significa que no se pueden usar los típicos transceptores de radioaficionados. Existen en el mercado receptores diseñado para este servicio específico.
Modernos preamplificadores de RF de bajo ruido permiten el uso de antenas omnidireccionales tipo molinete o helicoidal sin necesidad de rotores para el seguimiento de la trayectoria del satélite. Los pasos óptimos tienen una duración de entre 10 y 15 minutos. Son de gran utilidad los programas para computadores que permiten la predicción de las órbitas de todos los satélites de interés.
Los datos de imágenes son transmitidos continuamente desde los satélites de órbita polar. Si se registra un paso completo, es de esperar imágenes que cubran un área de 2.200 Km. de norte a sur por 1.200 Km. de este a oeste si el paso es óptimo.La mayoría de las estaciones actuales usan, para ver las imágenes, sistemas de computadores con monitores gráficos de alta resolución.
Los satélites geoestacionarios obtienen imágenes del planeta completo y las transmiten a la tierra en una serie de cuadrantes. El sistema GOES consiste de dos satélites primarios, uno sobre Sud América y otro sobre el Pacífico este, con un tercer ingenio dedicado a funciones de reenvío de imágenes. Un consorcio de naciones europeas opera el satélite METEOSAT estacionado sobre
