Como operar?
Primeiramente é necessário saber quem pode operar um satélite.
Para se transmitir sinais para o satélite, é necessário observar o que diz a Resolução nº 449, de 17 de novembro de 2006 da Anatel.
O Capítulo II do Título II traz em seu parágrafo único a o seguinte texto:
"Parágrafo único. Estação de Radioamador com capacidade para comunicação via satélite somente poderá operar se constar da Licença para Funcionamento de Estação observação a respeito com o devido destaque."
Portanto, é necessário requisitar a Anatel a devida inclusão de licença para operação de satélite na licença da estação.
O que é um satélite de radioamadorismo?
Um satélite de radioamadorismo é um equipamento lançado em órbita por alguma agência espacial e que possui rádios operando nas bandas destinadas ao serviço de rádioamador. Existem os equipamentos que apenas transmitem sinais e os que recebem e retransmitem.
Os equipamentos que apenas transmitem podem apenas ser escutados, como por exemplo os Beacons, os satélites meteorológicos (não exatamente nas bandas de radioamador), e algumas das operações da Estação Espacial Internacional. Já os equipamentos que recebem e transmitem, normalmente funcionam como pequenas repetidoras em órbita e, por estarem a vários quilômetros de altitude, mesmo operando com baixa potência possuem grande alcance, as vezes atingindo vários países em seu raio de ação.
Existem basicamente três tipos de órbita, a Órbita Terrestre Baixa (LEO em ingês), a Órbita Terrestre Média (MEO em inglês), e a Órbita Geoestacionária.
A maior parte dos satélites de interesse do radioamadorismo encontram-se na Órbita Terrestre Baixa e por isso também são chamados de satélites LEO. Os equipamentos localizados nesta órbita localizam-se entre 340 e 1400 km de altitude, viajando a cerca de 27400 km/h (8 km/s) levando em média 90 minutos para executar uma volta completa no planeta. Por este motivo, quando um satélite de baixa órbita está ao alcance de uma estação de radioamador, a janela de oportunidade para operá-lo é em geral inferior a 15 minutos. Também por este motivo, a operação está sujeita ao Efeito Doppler.
Uma janela de oportunidade tão pequena impossibilita conversas longas via satélite, assim utilizamos os satélites mais para fechar contatos distantes e DX.
A Órbita Terrestre Média é caracterizada pelo espaço compreendido entre 2000 km de altitude e abaixo da Órbita Geoestacionária. Não me recordo de nenhum satélite de interesse do radioamadorismo nesta órbita, mas pode haver no futuro.
Esta órbita é muito utilizada por satélites de telecomunicação, navegação e ciências geodésicas. Os equipamentos que operam nesta órbita possuem períodos orbitais de 2 a 24 horas.
Por fim, a Órbita Geoestacionária é uma posição onde os satélites giram junto com a Terra, dando ao usuário a impressão de que permanecem parados em um ponto fixo do céu durante toda a sua vida útil. Estes satélites orbitam o planeta a 35786 km de altitude sobre a linha do Equador e possuem um raio de ação enorme.
Atualmente, o único satélite geoestacionário de interesse do radioamadorismo é o QO-100 Es'Hail-2. Este satélite encontra-se na posição orbital de 25,5 graus leste e possui visada do Brasil até a Índia podendo ser operado em CW e SSB com uplink de 2,4 GHz e downlink em 10,450 GHz.
Localizando o Satélite
Antes de ligar o rádio e sair chamando CQ é necessário saber quando o satélite estará ao alcance e qual será sua posição no céu.
Hoje existe uma infinidade de aplicativos que fazem este cálculo tanto no computador quanto para o celular. Para computador, recomendo o aplicativo Orbitron, o site Heavens Above ou o site N2YO. Para celular recomendo o Heavens Above e o AmsatDroid Free.
Posição do Satélite
O satélite passa pelo céu descrevendo um arco. Raras serão as vezes em que o satélite irá passar exatamente por cima da cabeça do operador, normalmente ele passará a alguma distância do ponto vertical do operador descrevendo assim um arco desde o ponto onde ele surge no horizonte, o ponto de elevação máxima e o ponto onde ele desaparece no horizonte.
A maior parte dos aplicativos nos fornecerá as seguintes informações:
- Horário de Aquisição de Sinal
- Azimute de Aquisição de Sinal
- Horário de Elevação Máxima
- Azimute de Elevação Máxima
- Ângulo de Elevação Máxima
- Azimute de Perda de Sinal
- Horário de Perda de Sinal
Azimute é o ângulo da bússola referenciado ao Norte Real, não o norte magnético. Desta forma, em referência a posição do operador, 0° seria o Norte, 90° Leste, 180° Sul e 270° Oeste.
Elevação é o ângulo da posição no céu relativa ao horizonte onte 90° seria exatamente sobre a cabeça do operador e 0° o horizonte.
O ponto AOS, do inglês "Acquisition of Signal", é o ponto onde o satélite surge no horizonte, e o ponto LOS, do inglês "Loss of Signal" é o ponto onde o satélite desaparece no horizonte.
Efeito Doppler
Devido a velocidade com que o satélite viaja em relação ao operador, o receptor do operador perceberá alteração nas frequências de TX e RX do satélite por conta do Efeito Doppler.
O Efeito Doppler é mais evidente quanto mais alta for a frequência. Nas operações de satélites FM, este efeito se torna bastante pronunciado a partir da faixa de UHF onde, em 70cm a frequência varia para mais e para menos 10 kHz ao redor da frequência central desde o AOS até o LOS.
A correção da frequência pelo Efeito Doppler deve ser feita pelo operador e irá depender de quem transmite e quem recebe naquela frequência. Por isso, temos por hábito gravar 5 ou mais posições de memória em nossos rádios para cada satélite, cada posição com uma pequena correção.
Para estimarmos a variação doppler da frequência, precisamos nos imaginar no lugar de quem irá escutar a aquela frequência, seja o rádio ou o satélite.
Se a frequência de UHF a ser compensada for a de Uplink (TX do rádio, RX do satélite), vamos nos imaginar no lugar do satélite escutando aquela frequência.
Durante o AOS, o satélite se aproxima do rádio transmissor, escutando uma frequência acima da que o operador está transmitindo. Durante o LOS, o satélite estará se afastando e escutará uma frequência abaixo da que o rádio transmissor está realmente transmitindo. Desta forma, durante a Aquisição o operador deve compensar sua frequência de transmissão abaixo da frequência com que o satélite recebe, e durante o Afastamento do satélite o operador deve compensar sua frequência de transmissão acima da frequência de recepção do satélite. Na elevação máxima, a velocidade relativa de aproximação ou afastamento é zero e o operador deve transmitir na frequência central do satélite.
Da mesma maneira, se a frequência de UHF a ser compensada for a de Downlink (RX do rádio, TX do satélite), vamos nos imaginar no lugar do rádio receptor escutando a aquela frequência.
Durante o AOS, o rádio receptor se aproxima do satélite, escutando uma frequência acima da que o satélite está transmitindo. Durante o LOS, o rádio receptor estará se afastando e escutará uma frequência abaixo da que o satélite está realmente transmitindo. Desta forma, durante a Aquisição o operador deve compensar sua frequência de recepção acima da fequência central com que o satélite transmite, e durante o afastamento do satélite o operador deve compensar sua frequência de recepção abaixo da frequência de transmissão do satélite. Na elevação máxima, a velocidade relativa de aproximação ou afastamento é zero e o operador deve transmitir na frequência central do satélite.
Em UHF compensamos as frequências de TX ou RX com acréssimos ou decréssimos de 5 kHz por vez.
Polarização
A maior parte dos satélites de baixa órbita utilizam antenas lineares dipolo ou monopolo em seus transponders de TX e RX, porém eles passarão em posições aleatórias no céu. Isso faz com que a cada passagem a polarização do sinal esteja em um ângulo diferente, exigindo do operador o ajuste da polarização quando usar antenas de polarização linear ou o uso de antenas de polarização circular.
Por este motívo, as antenas verticais nos telhados das bases de radio amador não têm utilidade alguma para a operação de satélite. Ou utilizamos antenas direcionais portáteis na mão do operador, ou utilizamos antenas de polarização circular no telhado, sejam elas omnidirecionais ou direcionais com rotor.