Ab MItte 1983 zeigte AMSAT OSCAR-10 einer größeren Gruppe von Funkamateuren neue Dimensionen auf: Dieser hochfliegende Satellit in einer elliptischen Umlaufbahn (Molnija-Orbit) mit einem Apogäum von 35.000 km und einem Perigäum von 4.000 km ermöglichte erstmals Funkverbindungen über mehrere Stunden Dauer mit aller Welt. Die Umlaufzeit betrug gute 12 Stunden, 10 Watt Sendeleistung und machbare, zirkular polarisierte Antennen erlaubten DX-Verkehr mit Japan, USA, Südamerika und vielen “exotischen” DXCC-Ländern.
Weitere bekannte Amateurfunk Satelliten mit elliptischer Umlaufbahn waren AMSAT OSCAR-13 (6/1988 – QRT: 12/1996) und AO-40 (11/2000-QRT: 1/2004)
Die Neugier war also früh geweckt und dreißig Jahre später, wenn nun allein in der BRD knapp 14 Millionen Haushalten hunderte TV Programme mit eigenem Satellitenreceiver aus dem Baumarkt empfangen können, gibt es noch immer viele interessante technische Neuigkeiten aus dem Bereich Weltraumfunk. Es würde auch den Rahmen sprengen, die Vielfalt des Themas Amateurfunk Satelliten umfassend zu behandeln, vor allem weil es dazu gewiss berufenere OMs gibt.
Zuerst ein bisschen Fachchinesisch:
Bestimmung der nächsten Durchgänge mittels http://www.amsat.org/amsat-new/tools/predict/ oder einem eigenen Satelliten Tracking-Programm:
Alle Zeiten sind in UTC angegeben,
AOS bezieht sich auf das erste Auftauchen des Satelliten am Horizont (Acqusition of Signal)
AOS Azimuth gibt die Richtung an, wo der Satellit auftauchen wird
Duration beziffert die maximale Dauer des Durchgangs
Max. Elevation ist einer der wichtigsten Parameter – weil es keinen Sinn macht, zu flache Durchgänge abzuwarten, wenn man z.B. im Gebirge von höheren Bergen umgeben ist.
Auf der anderen Seite ermöglichen flachere Durchgänge natürlich weitere Verbindungen, als wenn der Satellit genau über uns stehen würde.
LOS Azimuth besagt, in welcher Richtung der Satellit untergehen wird – und schließlich
LOS zu welcher Zeit (loss of signal)
Amateurfunksatelliten lassen sich einteilen hinsichtlich:
Hochfrequenz Konstruktion:
Lineartransponder
FM Repeater (siehe: “FM-Relais”)
Packet Satelliten (APRS und BBS)
Cubesats: Würfel mit ca.10cm Kantenlänge, Telemetrie/Baken
Umlaufbahn (LEO, GEO, HEO)
Erste Hörversuche: AO-51 (AMSAT-ECHO)
Einen sehr interessanten, weil erstaunlich einfachen Einstieg in diese Materie ermöglicht AO-51. Dieser FM LEO verfügt über hoher Sendeleistung (bis zu 7 Watt) und kann mit Handfunkgeräten mehrfach täglich gearbeitet werden. AO-51 ist vereinfacht gesagt ein einkanaliger FM Umsetzer, der ein 145.920MHz (67Hz PL) FM Signal auf 435.300MHz wieder abstrahlt. Als Antenne sollte man schon zumindest eine 5/8 λ auf 70cm verwenden – auch mit der 70cm Ausführung einer HB9CV konnte ich erstaunlich gute Empfangsergebnisse erzielen.
Doppler-Effekt
Nachdem wir jetzt wissen, wann die nächsten brauchbaren Durchgänge von AO-51 zu erwarten sind, die Richtungen von AOS und LOS und Elevation bekannt sind, muss man in den Memories des Transceivers fünf Frequenzpaare speichern, um den Doppler-Effekt zu kompensieren.
Schallsignale bewegen sich in Luft mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 km/sec, Funksignale mit etwa 300 000 km/sec. Der Unterschied ist „nur“ Faktor 3 000 000. Es ist aber zu beachten, dass erdnahe Satelliten eine deutlich höhere Geschwindigkeit haben als ein Automobil. Hier sind Geschwindigkeiten um 30 000 km/h normal.
Nehmen wir als Beispiel mal die 30 000 km/h (oder 8,3 km/sec) und eine Übertragungsfrequenz im70 cm Band. Das entspricht einem Verhältnis von Lichtgeschwindigkeit zur Bewegungsgeschwindigkeit von 300 000 km/h / 8,3 km/h = 36 000. Dividiert man die Übertragungsfrequenz durch diesen Wert, bekommt man als Ergebnis den Wert der Frequenzänderung, also 435 MHz / 36 000 = 0,0125 MHz oder 12,5 kHz.
Empfang einer Amateurfunkverbindung über den Amateurfunksatelliten AO-27, einem Low Earth Orbiter (LEO)
der auf der Erde wegen seiner relativ niedrigen Umlaufbahn von 800km pro Umlauf ca. zehn Minuten sichtbar ist.
Funkbetrieb ist hier bereits mit einfachen FM-Geräten und Antennen möglich - wie hier zu sehen mit dem VX-8 und eine Arrows Antenne.