ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL
A estação espacial internacional denominada de ISS - International Space Station é um projeto espacial internacional, cuja construção teve inicio no ano de 1999, e que se encontra em fase de montagem modular. A estação tem permanecido sempre habitada, desde o início da sua construção, por sucessivas tripulações e expedições que se vão revezando, onde muitos dos seus tripulantes e cientistas são também amadores de rádio.
Este projeto espacial deu origem à fundação da ARISS - Amateur Radio on the International Space Station que foi criado por organizações de amadores de rádio vocacionadas para as comunicações espaciais e via satélite, obtendo o apoio das agências espaciais dos países parceiros no consórcio de construção da estação espacial, e que são os EUA, Rússia, Europa, Canadá, Brasil e Japão.
Os astronautas, cosmonautas e especialistas das missões quando voam para a ISS, têm sempre como companhia, o radioamadorismo.
Desde 1983 que o Radioamadorismo tem estado presente em mais de duas dezenas de missões do Space Shuttle. Dezenas de astronautas usaram o sistema de radioamador, o projeto SAREX, para falar com milhares de crianças de escolas, com as suas famílias na Terra, enquanto estavam em órbita. Foram pioneiros nas experiências de rádio no espaço, incluindo televisão e mensagens de texto, bem como comunicações de voz. Os Russos tiveram um programa similar para os cosmonautas a bordo da estação espacial MIR, incluindo para as comunicações de emergência, quando a MIR tinha problemas graves.
A ARISS foi criada em 1996 com o objetivo de prosseguir um trabalho idêntico àquele que já tinha sido feito na estação espacial MIR e no Space Shuttle.
Em 1996, delegados das principais associações e da AMSAT, em oito países, assinaram um documento, para formar a ARISS.
A Estação Espacial Internacional tem equipamento de radioamadorismo a bordo desde Novembro de 2000.
A NASA e a Organização Espacial Russa assinaram documentos onde explicam qual o papel e o lugar do radioamadorismo na ISS. Foi entretanto criada uma equipe de trabalho denominada ISS Ham para estabelecer a interface de suporte no desenvolvimento de hardware, treino de tripulações e operações em órbita.
Os Radioamadores que trabalham a bordo da ISS tem origem nos países promotores da estação internacional, que são, os EUA, Rússia, Japão, Europa e Canadá, todos eles membros da ARISS, que é a entidade internacional que promove os projetos e mantém em operação os sistemas de rádio, do serviço de amador, instalados na ISS.
A ARISS - Europe é a entidade europeia da ARISS, sendo este organismo composto pelas associações que nele estão oficialmente associadas e reconhecidas.
A primeira instalação de sistemas de rádio para o serviço de amador, já está em operação. É através desta estação de rádio que os astronautas da ISS fazem as suas comunicações durante os seus tempos livres, nomeadamente com os Radioamadores e grupos de estudantes das escolas e universidades em todo o planeta Terra.
ARISS
Delegação da AMRAD colocar logo da amrad
Frequências e Indicativos
(MHz)
Uplink (voz)
Downlink (voz)
Packet Uplink
Packet Downlink
Região 1: Europa, Russia Europeia, Africa
145.200
145.800
145.990
145.800
Região 2: Americas
Região 3: Ásia, Pacifico
144.490
145.800
145.990
145.800
Repetidor Crossband
(desde o dia 29/08/2004)
145.800
437.800
Indicativos da ISS
Indicativo dos EUA
NA1SS
em uso
Indicativo Russo
RSØISS
em uso
Indicativo Russo
RZ3DZR
em uso
Indicativo de Packet
RZ3DZR
em uso
Indicativo da Mailbox de Packet
RZ3DZR-1
em uso
Indicativo Alemão
DFØISS
não usado
Astronautas e Cosmonautas utilizam o seu próprio indicativo
Opções de contato ARISS
ARISS contatos escolares pode ser realizado de duas maneiras:
Um direto link de rádio entre uma estação de rádio amador criado em sua escola e da estação de amador a bordo da ISS
Um Ponte, onde um dedicado ARISS estação terrestre de rádio amador, localizado em algum lugar do mundo, estabelece a ligação rádio com o ISS. Voz
comunicações entre seus alunos e os astronautas são então corrigidas através de linhas telefônicas comuns.
No Brasil o projeto ARISS foi realizado através do amigo Tadeu - PY1KCF. A estação do Eudoxio - PY1EU apoiou fazendo a retransmissão da NASA e do contato do Astronauta Marcos Pontes da ISS com uma Escola particular do Rio de Janeiro para a rede Echolink na Conferência BRA, com o suporte do amigo Julio - PY2EQJ, possibilitando os radio amadores do Brasil e do mundo vivenciar aquele momento histórico quando da permanência do nosso Astronauta brasileiro na Estação Espacial Internacional .
Abaixo vídeo histórico divulgado pela Imprensa da participação dos radioamadores Tadeu Fernandes - PY1KCF, Eudoxio Mondego - PY1EU e Julio Cesar Ramos - PY2EQJ no Projeto ARISS Brasil.
Eudoxio J Mondego - PY1EU
Um demonstração de contatos via Satélite OSCAR 51 utilizando uma antena de mão de construção caseira. Participação de PU5CFC com PY5LF,PY5FM,PY4MAB e PY4ZBZ.
Exemplos de Contatos entre radioamadores utilizando o Satélite OSCAR 7
Instalação da antena de VHF na ISS para comunicação com os radio amadores para atender o projeto ARISS.
Dicas para uma operação saudável.
Antes de tentar transmitir, tenha certeza que esta recebendo o sinal do satélite, nunca tente transmitir sem ter boa recepção, a não ser que queira ganhar o titulo de "jacaré" (boca grande, ouvido pequeno) e a antipatia de alguns radioamadores. Receber bem o satélite é 95% da brincadeira, transmitir são os outros 5% restantes.
Satélite não é igual a uma repetidora terrestre, que simplesmente se coloca a freqüência no rádio e sai chamando. Exige técnica e muita paciência, repetindo o acima, não transmita antes de ter recepção perfeita.
Os melhores resultados são obtidos com antenas direcionais. Para os satélites de baixa órbita (AO-51, SO-50, ISS) uma pequena direcional de 5 elementos para UHF será o suficiente para o downlink.
Muitos radioamadores não possuem QSJ para um sofisticado sistema de rotores de elevação e azimute, então operam com HT e antena a mão ou mesmo com um rádio normal, mas com a antena na mão. Devido ao seu pequeno tamanho, fica fácil fazer o direcionamento.Trabalhei muito tempo desta forma (HT + antena na mão).
Nos satélites que trabalham no modo B ou J, via de regra não se corrige o efeito doppler na banda de VHF, devido que em FM, o desvio de +/-3kHz é facilmente tolerado pelo receptor do satélite ou pelo receptor de seu rádio.
Alguns exemplos de Contatos com os Astronautas da ISS realizados pelo nosso amigo Mauricio - PY4MAB
Clique na imagem acima Cortesia de PY2BBS
Em resumo, o sinal que você recebe do satélite, deverá ser corrigido da freqüência mais alta (no AOS) para a mais baixa (no LOS)e o sinal que você envia para o satélite, devera ser corrigido da freqüência mais alta (no AOS) para a mais baixa (no LOS).
Porém o nosso amigo Roland facilitou nosso trabalho na correção do Doppler criando um programa Doppler.exe que funciona como cliente DDE do Orbitron. Permite controlar automaticamente a frequência do radio de acordo com o desvio Doppler, calculado pelo Orbitron.
O Orbitron deve ter o intervalo de atualização ajustado para 1 segundo. O programa Doppler.exe ajusta a frequência do radio duas vezes por segundo, via CAT. Foi escrito para o FT-100 e FT857, mas pode servir para outros rádios que tenham comandos CAT idênticos, como por exemplo o FT-897 que tem o mesmo comando CAT (01 hex) para ajuste de frequência que o FT-857.
O programa não precisa ser instalado, apenas copiado numa pasta, por exemplo a mesma onde está instalado o Orbitron.
Mas para que o Doppler.exe apareça na lista de drivers DDE em "Rotor/Radio" do Orbitron, é preciso acrescentar as seguintes linhas no arquivo "Setup.cfg" na pasta "Config" do Orbitron:
[Drivers]
Doppler=drive:\caminho\doppler.exe
onde drive:\caminho aponta para a pasta onde está o programa Doppler.exe, que pode ser por exemplo a mesma pasta do Orbitron.
Abaixo clique na imagem para download do programa suporte doppler do nosso amigo ROLAND MARCEL ZURMELY - PY4ZBZ
O efeito doppler é mais critico conforme a freqüência for mais alta. O Doppler é mais perceptível em UHF do que em VHF por exemplo. O efeito Doppler em 144MHz é da ordem de +/-3KHz, ou seja: Se o downlink for em 145.850, no AOS (Acquisition Of Satelite), ou seja, no inicio da passagem a freqüência será de 145.853, no zênite ou TCA (Time of Closest Approach) será de 145.850 (Doppler zero) e no final da passagem ou LOS (Lost Of Satelite) será de 145.847.
Em 430MHz (UHF) o Doppler é cerca de 3 vezes maior ou seja, cerca de 10kHz, exemplo para um downlink em 436.800: Inicio da passagem: 436.810, Zênite: 436.800 e final da passagem 436.790.
Quando o transmissor é que esta em movimento (no caso o satélite transmitindo, ou downlink) o efeito Doppler é subtrativo, ou seja a freqüência tende a de vir do valor mais alto (no inicio da passagem) para o valor mais baixo (no final da passagem).
Já quando o transmissor esta fixo (sua estação, você transmitindo, ou uplink) o doppler é aditivo, ou seja a freqüência tende a de vir do valor mais baixo (no inicio da passagem) para o valor mais alto (no final da passagem), ou seja o inverso do downlink. Fique atento.
Você pode ver essa variação de freqüência clicando sobre a figura abaixo. Neste GIF animado temos uma simulação do Orbitron, de uma orbita do AO-51, observe nos campos marcados em vermelho e azul. A simulação demora um pouco a carregar pois tem 1Mb de tamanho.
Efeito Doppler
Quando se ouvem os sinais de um um satélite em movimento (não geoestacionário), cuja distancia varia em relação a nossa estação, podemos perceber que a freqüência de downlink (ou beacom) esta constantemente diminuindo, devido a variação da distancia. O satélite vai se aproximando com alta velocidade relativa, quando ainda esta longe, esta velocidade diminui até o ponto onde passa tangencialmente a nossa posição (neste instante o efeito Doppler é zero), e depois vai se afastando de nossa estação com velocidade sempre crescente até desaparecer no horizonte. Devido a essas velocidades relativas, começamos a captar o satélite acima de sua freqüência nominal. Por isso há a necessidade de se ajustar a freqüência de recepção durante a passagem do satélite.
Um exemplo prático para entender o efeito Doppler, veja o vídeo até o final para entender como o efeito Doppler funciona.
Mas num satélite com transponder linear, o Orbitron não calcula tão facilmente estas frequências, pois num transponder linear as freqüências de transmissão e recepção do satélite não são únicas, mas abrangem uma determinada banda, e, o que é mais importante ainda, a frequência transmitida pelo satélite DEPENDE da frequência RECEBIDA por ele E da frequência equivalente do seu OSCILADOR LOCAL.
Portanto, o usuário que quiser mudar a frequência de subida é obrigado a mudar também a de descida, fazendo uma conta que envolve o oscilador local, calculo que o Orbitron não faz. Para melhorar esta situação, criei o programa cliente DDE para o Orbitron, chamado Linear Transponder for Orbitron. O programa foi feito para os satélites AO-7 no modo B, HO-68, VO-52, FO-29 e RADIOSCAF-B (ARISSat-1). Outros poderão ser adicionados no futuro. O programa verifica se as frequências de uplink e downlink estão dentro da banda passante do transponder, incluído os desvios Doppler. Como os satélites mais velhos costumam apresentar um pequeno erro na frequência do oscilador local, o programa permite corrigir este erro. No caso do AO-7, já está incluído um erro de -4 kHz, e para o FO-29 um erro de +2 kHz.
O programa opera de duas formas básicas: TX fixo ou RX fixo.
TX fixo - O usuário especifica (setas) a frequência fixa TX de subida e o programa informa a frequência na qual será ouvido o retorno, variável em função dos desvios Doppler up e down devidamente combinados.
RX fixo - O usuário especifica (setas) a frequência fixa RX na qual quer ouvir o seu retorno, e o programa informa a frequência de transmissão variável a ser usada, incluidos os desvios Doppler devidamente combinados.
A instalação é muito simples: basta copiar o MyDDE.exe na mesma pasta do Orbitron.exe. Para executá-lo, rodar o Orbitron, e em "Rotor/Radio", escolher o driver MyDDE e clicar no ícone ao lado. Escolher o satélite no Orbitron. Se não for um dos 4 mencionados, o programa mostrará apenas os dados informados (satélite) e calculados (estação terrestre) pelo próprio Orbitron. Obs.: a finalidade do programa não é comandar equipamentos via CAT, mas apenas orientar o operador.
Abaixo clique na imagem para download do programa suporte do nosso amigo ROLAND MARCEL ZURMELY - PY4ZBZ
Para trabalhar um satélite além de conhecer suas freqüências, possuir as antenas adequadas, é necessário saber o horário em que ele ira passar. Para isto são usados softwares de rastreio como o Orbitron, Nova for Windows, Instant Track, etc. Eu tenho usado o Orbitron, por achar a interface mais amigável. Inclusive o Orbitron é gratuito e o autor pede como registro e apoio que apenas envie um cartão postal e/ou um QSL.
É um excelente programa de rastreamento de satélites, o Orbitron permite operar facilmente satélites com repetidor FM, pois nesse caso, como o satélite recebe e transmite em frequências únicas e FIXAS, permite ao Orbitron calcular as frequências na estação terrestre com efeito Doppler incluído, baseado nas frequências fixas do repetidor FM do satélite.
Abaixo, um perfeito tutorial em vídeo da instalação do Orbitron do nosso amigo Maurício PY4MAB..
.APRS via Satélite
.Projeto ARISS BRASIL
.O programa Orbitron
.Efeito Doppler
.Videos de Contatos com a ISS
.Video - Instalação da antena de VHF na ISS
.Video - Contato utilizando o Satélite OSCAR 7
.Video - Contatos utilizando o Satélite Oscar 51 com antena na mão
Já uma antena vertical comum (como na foto acima) irradia seu sinal desta forma o que dificulta a recepção dos sinais mais fracos e provavelmente você perderá um contato importante.
Uma antena vertical meia onda simples facilitará seus contatos e é de fácil construção e os materiais são acessíveis como mostra a figura abaixo:
(Exemplo do diagrama de irradiação de uma antena de perfil baixo)
Observe que no diagrama acima uma antena com perfil baixo irradia seu sinal rumo ao horizonte.
(exemplo de antenas para satélites nas faixas de VHF e UHF)
Antenas verticais funcionam perfeitamente com o APRS via satélite mas o ideal é utilizar antenas com diagrama de irradiação baixo pois uma antena vertical manda seu sinal com uma elevação de 45 graus em relação ao horizonte e isso prejudicaria a recepção do satélite quando o mesmo estivesse com pouca elevação.
O APRS via satélite requer muita paciência porque as janelas de contato são muito rápidas, por volta de 15 minutos, mas é um contato muito interessante e na ausência de propagação, internet e telefones celulares, esta será a única opção para contatos a longa distancia.
A vantagem em trabalhar com modos digitais via satélite é que não requer antenas especiais e também utiliza-se pouca potencia.
Abaixo você confere o link da AMSAT onde mostra todos os satélites para Radioamadores que estão funcionando e suas respectivas freqüências:
http://www.amsat.org/amsat-new/satellites/status.php
http://www.amsat.org/amsat-new/satellites/frequencies.php
Lembre-se sempre de visitar esta pagina quando quiser fazer um contato via satélite porque os equipamentos no espaço acabam sofrendo problemas e por muitas vezes se desligam e não funcionam mais.
(Ui-view configurado para a ISS)
Existem também vários satélites que utilizam o modo APRS para contatos. Os satélites simplesmente possuem uma determinada freqüência que repetem os sinais de APRS e esses sinais são enviados para a Terra em pontos mais distantes.
(Na foto os astronautas Mike Fincke e Yuri Lonchakov com o radio da marca Kenwood modelo TM D700 a bordo da Estação Espacial Internacional.)
A bordo, os astronautas sempre utilizam a freqüência de 145.825 em FM para contatos via APRS com Radioamadores em Terra. Para utilizar a ISS no modo APRS, basta mudar seu unproto path para ARISS e enviar e receber mensagens através da Estação Espacial Internacional, como mostra a figura abaixo:
APRS via Satélite
APRS via Satélite
Como já foi muito comentado aqui no site APRS Brasil, nossa modalidade possui muitas vantagens.
Com o APRS nós temos a possibilidade de manter contatos via radio com estações terrestres, marítimas e via satélites.
Na Estação Espacial Internacional os astronautas configuram os equipamentos de Radio no modo APRS, e nós Radioamadores podemos utilizar os Rádios a bordo para mantermos contato a longa distancia.
BRAZIL.D2G.COM
SALA BRA AO VIVO
CLIQUE NA IMAGEM
ARDUINO TNC
BRAZIL.APRS2.NET
10152 - Full APRS-IS Feed
10156 - Caribbean & S.A
14577 - South American
14578 - Central American
14579 - Brazil
14580 - Filter
14581 - Argentina
14582 - All Mobile
14584 - SatGate
Roger Barker G4IDE - Autor do Winpack, UI-View e UI-View32 morreu de câncer em 8 de setembro de 2004.
Pouco antes de Roger G4IDE falecer, ficou firmado que as taxas de inscrição para o UI-View e WinPack foram dispensados, mas é solicitado que você faça uma doação totalmente voluntária para a sua agência local ou nacional de pesquisa do Câncer.
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