Amateurfunksatellit

Verbindung tëscht den amerikaneschen Amateurfunkstatioune WA9WUA an NZ3M iwwer OSCAR 7 (Spriechfunk)

Amateurfunksatellitte si Satellitten oder Raumsonden, déi vu Funkamateure gebaut oder geréiert ginn a fir Kommunikatioun déi Amateurfunkbänner benotzen. Verschiddener vun dëse Satellitten hunn Transponder, déi als Relaisstatioune fir verschidde Betribsaarte benotzt kënne ginn. Anerer hunn Experimenter oder Kameraen, deenen hir Daten op d'Äerd iwwerdroe ginn. Verschidden Amateurfunksatellitte mat enger Äerdëmlafbunn ginn als OSCAR bezeechent.

Zweck

D'Amateurfunksatellitte déngen der Satellittekommunikatioun tëscht Funkamateuren oder fir experimentell Zwecker. Fréier Satellitten hunn och Frequenzen am 15- an 10-Meter-Band ausgenotzt. Haut ass de meeschte Funkverkéier am 2-Meter- a 70-Zentimeter-Band, awer och méi héich Amateurfunkbänner gi benotzt.

De Satellittebetrib erfuerdert a bal alle Fäll optesch Siicht op de Satellit. Déi momentan aktiv Amateurfunksatellitte fléie meeschtens op niddregen Ëmlafbunne bis ongeféier 1200 km. Domat si Verbindungen iwwer e puer 1000 km wärend engem Zäitraum vu maximal 20 Minutte méiglech. D'Sendeleeschtung vun de Satellitte läit, bedéngt duerch den Energieverbrauch vun de Solarzellen an den Ofstralméiglechkeete fir d'Verloschtleeschtung am Vakuum, typesch ënner 1 W. Am 2-m-Beräich ass den Empfang grondsätzlech och mat Ronnstralantenne méiglech. Op de méi héije Bänner ass, bedéngt duerch déi méi kleng Wellelängt, d'Absorptiounsfläch vun den Antenne méi kleng an dofir ass d'Streckendämpfung méi héich. Do ass den Empfang praktesch nëmme mat Richtantenne méiglech.

Geschicht

Funkamateure sinn zanter den 1960er Joren un der Raumfaart bedeelegt. Si konstruéiere kleng oder mëttelgrouss Satellitten, déi als Sekundärnotzlaascht bei kommerziellen oder wëssenschaftleche Flich matgeholl ginn. Eng grouss Beléiftheet hunn zanter enger gewësser Zäit d'CubeSaten, déi e standardiséiert, wierfelfërmegt Gehais mat 10 cm Säitelängt hunn.

Den éischten Amateurfunksatellit gouf den 12. Dezember 1961 ënner dem Numm OSCAR 1 gestart, nëmme 4 Joer nom Start vum sowjeteschen éischte Satellit Sputnik 1. OSCAR 1 war den éischte Satellit, deen als zweet Notzlaascht zesumme mat engem anere Satellit gestart gouf an trotzdeem an eng eegeständeg Ëmlafbunn transportéiert gouf. Obschonn de Satellit nëmmen 22 Deeg a sengem Orbit blouf, war de Projet e groussen Erfolleg, ëmmerhin haten iwwer 570 Funkamateuren an 28 Länner hir Observatiounen iwwer den OSCAR-Projet gemellt. Iwwer d'Jore si vill Amateurfunksatellitte gestart ginn. Déi Satellitten hunn dacks zu bedeitenden Duerchbréch an der Satellittefuerschung bäigedroen.

Zu den Innovatiounen zielt de Start vum éischte Satellit mat engem Sprooch-Transponder an d'Entwécklung vun digitaler Store-and-Forward-Nochriichteniwwerdroung iwwer Satellit.

Aktuell Televisiounssatellitte sti wéinst hirer geostationärer Bunn op enger fester Plaz um Himmel, wouduerch déi terrestresch Antenne fest montéiert kënne ginn. All fréier Amateurfunksatellitten hunn aner Ëmlafbunnen, si wanderen also iwwer den Himmel an dofir ass eng opwendeg Antennennoféierung noutwendeg.

De gréisste Projet vun der internationaler Grupp AMSAT war de Satellit OSCAR 40, dee wéinst technesche Problemer nëmme kuerz Zäit a Betrib war. Méi einfach Satellitte wéi OSCAR 7 oder OSCAR 10, sinn och nach no Joerzéngte bei gënschtege Bedéngungen asazbereet. Meeschtens gëtt d'Betribsdauer vun Amateurfunksatellitten duerch d'Akkumulatore begrenzt.

Bis haut (2015) si wäit iwwer 100 Amateurfunksatellitte gestart ginn.

Kommunikatioun iwwer Amateurfunksatellitten

Amateurfunksatellitten erméiglechen z. B. interkontinentale Spriech- an Datefunk. Zousätzlech iwwerdroen déi meescht Amateurfunk-Satellitte Satellitebetribsdonnéeën, wéi z. B. d'Alimentatiounsspannung, d'CPU-Auslaaschtung an d'Temperatur vun den Experimenter déi u Bord sinn oder och Biller vun enger Kamera. Aktuell Satellitten erméiglechen de Funkamateuren de Betrib a ville Betribsaarten, z. B. FM-Sproochiwwerdroung, SSB-Sproochiwwerdroung, CW-Telegraphie, SSTV-Standbildiwwerdroung an digital Kommunikatioun beispillsweis mat AX.25-FSK (Packet Radio) oder PSK-31.

Mode-Bezeechnunge

Historesch goufen d'Uplink- (Senderichtung op de Satellit) an Downlink- (Empfang vum Satellit) Bänner mat einfache Buschtawe codéiert:

Mode A: 2 m/10 m
Mode B: 70 cm/2 m
Mode J: 2 m/70 cm

Nei Uplink- and Downlink-Bezeechnunge benotzen d'Kombinatioun vun zwéi Buschtawe mat der Struktur X/Y, dobäi ass X den Uplink-Band an den Y den Downlink-Band.

Bezeechnung:	H	T	V	U	L	S	C	X	K	Q
Amateurfunkband:	15 m	10 m	2 m	70 cm	23 cm	13 cm	6 cm	3 cm	1,2 cm	6 mm

Déi genee Zäiten, an deenen e Mode a Betrib ass, an ob dobäi e Sprooch- oder en Daten-Transponder geschalt ass, a wat fir e Beräich fir den Amateurfunkband zougewisen ass, gëtt fir jiddwer Satellit eenzel bekannt ginn.

Dopplerverrécklung

Den Doppler-Effet resultéiert aus der grousser orbitaler Vitess vum Satellit, d'Uplink- an d'Downlink-Frequenzen ännere sech sou fir d'Buedemstatioun wärend engem Iwwerfluch. Wärend de Satellit sech op d'Buedemstatioun zou beweegt, erschéngt d'Downlink-Frequenz méi héich an dofir muss den Empfänger iwwer der eigentlecher Frequenz empfänken. Op der anerer Säit empfängt de Satellit d'Uplink-Signal an enger méi héijer Frequenz, wéi d'Buedemstatioun et fortgeschéckt huet. Dofir muss d'Buedemstatioun op enger méi niddreger Frequenz senden, fir vum Satellit empfaangen ze ginn. Nodeem de Satellit d'Standplaz vun der Buedemstatioun passéiert huet, hie sech also vum Observateur ewech beweegt, muss d'Sendefrequenz da méi héich an d'Empfangsfrequenz méi niddreg agestallt ginn.

D'Resultat ass, datt d'Buedemstatioun zu jiddwer Zäit vum Satellit op der selwechter Frequenz empfaange gëtt. Nëmme sou ass d'Kommunikatioun iwwer ëmlafend Satellitte méiglech, well de Frequenzversaz fir all Buedemstatioun anescht ass.

Déi follgend mathematesch Formele setzen d'Vitess vum Satellit a Bezéiung zu der Aarbechtsfrequenz vum Satellit:

Dobäi ass:
$f_{d}$	=	Doppler-korrigéiert Downlink-Frequenz
$f_{u}$	=	Doppler-korrigéiert Uplink-Frequenz
$f$	=	Original-Frequenz
$v$	=	Vitess vum Satellit relativ zu der Buedemstatioun a Meter/Sekonn Positiv bei Erukommen, negativ bei Ewechzéien
$c$	=	Liichtvitess am Vakuum ( $\approx 3\times 10^{8}$ Meter/Sekonn)

Frequenzännerung	Downlink-Korrektioun	Uplink-Korrektioun
$\Delta f={\frac {fv}{c}}$	$f_{d}=f+{\frac {fv}{c}}$	$f_{u}=f-{\frac {fv}{c}}$

Well d'Bestëmmung vun der relativer Vitess vum Satellit schwiereg ass an d'Vitess, mat där déi Korrektioun duerchgefouert muss ginn, ganz héich ass, ginn déi Berechnunge meeschtens vun enger spezieller Software fir d'Poursuite vun de Satellitte gemaach. Meeschtens gëtt dobäi och d'Antennenanlag mam Satellit matgefouert an iwwer en CAT-Interface d'Frequenz am Funkinstrument nogestallt. Manuell Korrektioun vum Frequenzversaz ass méiglech, awer et ass schwéier op der selwechter, effektiver Frequenz ze bleiwen. FM ass méi tolerant beim Frequenzversaz wéi SSB, dofir ass de Betrib iwwer FM-Satellite méi einfach.

Nummeréierung an Ausbléck

Villen äerdëmlafende Satellitte gëtt nom Abetribhuele eng OSCAR-Nummer zougedeelt (kuckt ënner Lëscht vun den OSCAR-Satellitte). Russesch Satellitte hunn traditionell eng RS-Nummer.

Mam Projet P5A wëll d'AMSAT ënner däitscher Féierung fir d'éischt eng Amateurfunksond op de Mars schécken. D'Iwwermëttlung vu wëssenschaftlechen Daten an d'Erfuerschung funktechnescher Vernetzunge soll heibäi am Mëttelpunkt stoen. Aner Amateurfunksatellitte déi d'Äerdëmlafbunn verlooss hunn, ware beispillsweis déi däitsch Manfred Memorial Moon Mission vun 2014 (Laanschtfluch beim Äerdmound) oder déi japanesch Sonden UNITEC-1, Shin'en-2 an ARTSAT2-DESPATCH (Sonnenëmlafbunn).

Um Spaweck

Commons: Amateurfunksatellite – Biller, Videoen oder Audiodateien