Iban Cardona – EB3FRN · LES NAUS ESPACIALS Els senyals enviats per les naus espacials poden...

Artícles Tècnics a Radioaficionats.CAT

© EA3FRB, Unió de Radioaficionats de Catalunya, URCat http://www.urcat.org

Recepció de senyals de naus espacials per radioaficionats.

Jaume Compte, EA3FRB octubre 2006

Les naus enviades a l'espai per les agencies espacials obtenen gran quantitat de dades que són enviades a la terra mitjançant ones de ràdio. Aquests senyals són d'un nivell molt baix degut a la gran distància que viatgen. Per a rebre'ls s'utilitzen antenes parabòliques de mida gran ( fins a 70 metres de diàmetre ) que conformen el que s'anomena la "xarxa de seguiment en l'espai profund" DSN ( Deep Space Tracking Network ). Rebre aquests senyals amb mitjans modestos és tot un repte; però no és impossible. Diversos radioaficionats a nivell mundial participen d'aquest repte i entre ells també hi ha un radioaficionat català: Iban Cardona – EB3FRN.

Aquest artícle explica com rebre aquests senyals realment DX fent servir alguns elements molt a l'abast i aporta gran quantitat d'enllaços a llocs molt interessants on

podeu ampliar informació.

http://www.radioaficionats.cat 1

http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsn/



LES NAUS ESPACIALS

Els senyals enviats per les naus espacials poden ésser emesos en diverses bandes. Una de les més utilitzades és la de 8,4 Ghz. Degut a la gran velocitat en que es desplacen les naus, de l'ordre de desenes de quilometres per segon, els senyals presenten una notable variació de freqüència degut a l'efecte doppler. Les velocitats de transferència de bit solen ser baixes el que suposa amples de banda bastant estrets. L’equipament de recepció a més de baix factor de soroll i alt guany ha de ser molt estable en freqüència de tal manera que cal utilitzar fonts de sincronisme molt fiables com els generats per GPS.

Simulació de posició d’objectes del sistema solar generada pel Jet Propulsion

Laboratory JPL.

Gràcies a butlletins de la NASA es pot conèixer la posició exacte de les naus. Algunes de les naus de les quals s’ha pogut rebre senyals al llarg de 2006 són les que orbiten Mart ( Mars Global Surveyour , Mars Odyssey, Mars Express MEX, Mars Reconnaissance Orbiter ) MRO , la que orbita Venus ( Venus Express VEX ) , la SMART-1 de camí a la Lluna, la que es dirigeix a Plutó ( New Horizons Pluto Charon ) , la que està de camí d’un cometa ( Rosetta ) i la que està en el límit del sistema solar ( Voyager 1 ).

Voyager 1


http://www.astrosurf.com/lombry/menu-technique.htm

http://ca.wikipedia.org/wiki/Despla%C3%83%C2%A7ament_Doppler

http://ca.wikipedia.org/wiki/Bitrate

http://en.wikipedia.org/wiki/Bandwith

http://en.wikipedia.org/wiki/Noise_factor

http://ca.wikipedia.org/wiki/Guany

http://ca.wikipedia.org/wiki/GPS

http://mars.jpl.nasa.gov/mgs/

http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/

http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/index.html

http://mars.jpl.nasa.gov/mro/

http://sci.esa.int/venusexpress/

http://www.esa.int/smart-1

http://pluto.jhuapl.edu/

http://sci.esa.int/rosetta/

http://voyager.jpl.nasa.gov/



RECEPCIÓ DE RADIOAFICIONATS

De fa temps hi ha radioaficionats que es dediquen a captar aquests senyals. Un dels punts a internet on s'agrupa aquesta informació és la web http://www.uhf-satcom.com/ . En la web es pot trobar informació de com iniciar-se en aquest apassionant món i diverses mostres de senyals rebuts. A més hi ha un grup de Yahoo on es comparteix tota mena d'informació: http://groups.yahoo.com/group/amateur-DSN/ . Alguns dels radioaficionats més actius són Paul Marsh - M0EYT , Achim Vollhardt - DH2VA/HB9DUN i Luis Cupido - CT1DMK entre d’altres.

A inicis de 2006 es coneixia la notícia que un equip de radioaficionats va aconseguir rebre els senyals de la nau Voyager 1. Es tracta de la nau més allunyada de la terra enviada per la NASA el 1977. Aquesta nau es troba en el límit del sistema solar, a uns 14.700 milions de quilometres. Les ones de ràdio que viatgen a velocitat de la llum triguen més de tretze hores i mitja en arribar a la terra. La informació d’aquesta gesta es pot llegir aquí (Amsat) o aquí (Southgatearc)

Entre l’equipament utilitzat hi havia una paràbola de 20 metres de diàmetre. Com es pot llegir s’integrava 10 segons de senyal per a poder una relació senyal/soroll suficient per a rebre la portadora. A finals de juliol es va tractar el tema en una de les xerrades de la trobada AMSAT: http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=6704 , http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=6706 .

Senyal de la Voyager 1 a 14,700 milions de Km rebuda per radioafionats.


http://www.uhf-satcom.com/

http://groups.yahoo.com/group/amateur-DSN/


http://www.amsat-dl.org/index.php?option=com_content&task=view&id=62&Itemid=97

http://www.southgatearc.org/news/april2006/voyager1.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Signal_to_noise_ratio

http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=6704

http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=6706



Dies més tard en Luis Cupido – CT1DMK anunciava que també havia rebut els senyals de la Voyager 1 amb una paràbola de tan sols 5 metres. El mètode també es basava en integració de senyal en períodes llargs i aplicació de la potència de càlcul del programa informàtic Matlab.

RECEPCIÓ A CATALUNYA : EB3FRN, Iban Cardona.

A inicis de maig Iban Cardona – EB3FRN va aconseguir captar el primer senyal d’una nau. Es tractava de la Mars Reconaissance Orbiter MRO. En els següents dies va captar senyals de Rosseta i Mars Express.

Senyal de la Mars Reconnaissance Orbiter MRO


http://gref.cfn.ist.utl.pt/cupido/dsn.html




Rosetta. La inclinació de la línia mostra l’efecte Doppler.

Rosetta el 29 de juliol de 2006




Venus Express el 29 de juliol de 2006

En l’equipament utilitzat hi ha una paràbola de 2,4 metres de diàmetre. Una de les funcionalitats recomanables és la de disposar de transceptors modificats per a obtenir amples de banda superiors als nominals ( FI centrada a 12Khz ) o utilitzar SDR ( software defined radio ). Això facilita el seguiment de la nau tot i el desplaçament per efecte doppler.


http://www.radioaficionats.cat/modules.php?name=News&file=article&sid=145

http://www.rfspace.com/sdr14.html



Instal·lació inicial amb doble LNB per banda L i X. ( darrera tecnologia a base d’olives

farcides , hi hi )




Magnífic acabat de la instal·lació

El mateix Iban explica la seva instal·lació: « La meva estació, consisteix en dos receptors en paral·lel, un ICOM R9000 connectat a un RFSPACE SDR-14 i un ICOM R8500 modificat per a admetre la referència externa de 10 Mhz controlats amb el GPS, i també modificat amb un downconverter de 455khz a 12khz per a fer-lo SDR. Les captures de pantalla del SpectraVue son del R9000 i les del Baudline son del R8500. »

Cal recalcar que Iban és un dels primers en tenir un sistema de seguiment de les sondes totalment automatitzat el qual controla el rotor i els receptors. Recentment Bertarnd Pinel amb la ajuda del F1EHN han modificat el software EME per a seguir sondes especials. El fet de de tenir-ho automatitzat fa que ells dos són les úniques estacions que reben senyals a diari.




Detall del software de seguiment automatitzat. ideat per EB3FRN

També ens diu l’Iban: « El LNA es un disseny del Paul J. Marsh M0EYT el qual aprofita els gaas-fet i algunes parts més d’uns LNA de TV via satèl·lit de banda Ku; porta dos gaas-fet amb uns 28db de guany i factor de soroll inferior als 0.6db. El downconverter ( 8,4 Ghz – 432 Mhz ) és bàsicament un oscil·lador 8Ghz del tipus cavitat ressonant enclavat per fase (PLO o PLTO) el qual admet una referència externa de 10Mhz , un mesclador passiu el qual té a la entrada un filtre passa banda de 8.2 a 8.5Ghz i a la sortida del mesclador un amplificador de FI el qual ja injecta la senyal cap als receptors. »




Detall dels receptors , generador 10Mhz , analitzador espectre. Un shack amb un aspecte

impressionant

D’altres boniques recepcions:

Smart-1 dies abans que l’ESA l’estavellés controladament en la superfície de la Lluna.




Spitzer telescope

Utilització de la instal·lació com a radio telescopi: soroll originat pel Sol




Utilització de la instal·lació com a radio telescopi: soroll originat per la Lluna

Realment l’Iban deu ser el radioaficionat català que ha escoltat un QSO més llunyà.

Felicitacions Iban !

73 de Jaume Compte EA3FRB

[email protected]


mailto:[email protected]

Iban Cardona – EB3FRN · LES NAUS ESPACIALS Els senyals enviats per les naus espacials poden...

Documents

Transcript of Iban Cardona – EB3FRN · LES NAUS ESPACIALS Els senyals enviats per les naus espacials poden...