No, non si tratta di una nuova "pay-TV" per cui montare un "padellone" sul terrazzo, ma di un affascinante e complesso progetto, realizzato dall'Amsat, l'associazione radioamatoriale che si occupa di satelliti, e dotato di caratteristiche innovative che aprono una nuova fase dei satelliti radioamatoriali.
Avevamo già anticipato nella scorsa puntata che fervono i preparativi per il lancio del satellite radioamatoriale denominato ""Fase 3-D""; è arrivato il momento di conoscere più da vicino i risvolti di questa appassionante sfida tecnologica, che rinnova una tradizione di sperimentazione delle tecnologie di punta. Ed il bello è che non è poi così difficile dare il proprio contribuito questa sfida. Il "Fase 3-D", una volta lanciato con successo, assumerà il nome di Oscar: tale nome infatti è assegnato solo ai satelliti entrati in orbita con successo.
Esso sarà il più complesso, costoso e potente satellite radioamatoriale mai costruito e lanciato nello spazio. Per la sua realizzazione, costruzione e collaudo è stato formato un gruppo di lavoro formato da volontari di una dozzina di nazioni sparse in tutto il mondo, che ora stanno lavorando diligentemente per completarne la realizzazione in tempo per il lancio con il nuovo lanciatore Ariane 5, nell'aprile 1997. Le persone che lavorano sul progetto operano in nazioni diverse e provengono da esperienze lavorative e di gestione di progetti altrettanto diversi, ma hanno evidentemente in comune un grande interesse per l'attività di sperimentazione e lo sviluppo delle tecnologie spaziali.
LE FASI DEI SATELLITI
Innanzitutto, perché il satellite si chiama "Fase 3-D"? Perché le sue caratteristiche lo pongono in una nuova "fase" tecnologica, raggiunta per la prima volta da un oggetto amatoriale. I primi satelliti radioamatoriali lanciati all'inizio degli anni '60 facevano parte della cosiddetta "fase 1", e presero il nome di Oscar 1 e 2. Essi portavano a bordo semplicemente un beacon, un trasmettitore di segnali fissi a bassa potenza, ed erano progettati per durare solo poche settimane; non avevano quindi alcuna effettiva funzione di interscambio con le stazioni terrestri, ma per quei tempi era già un gran risultato... e poi servirono come esperienza per i lanci successivi.
I successivi Oscar 6, 7 e 8 facevano parte della cosiddetta fase 2. Questi satelliti erano progettati per durare un anno o più. Ne sono stati lanciati diversi, inclusi un certo numero di digitali per il Packet Radio. Questi ultimi satelliti, spesso denominati PacSat, erano progettati per lo scambio di messaggi Packet in differita, tra i radioamatori in tutto il mondo, attraverso la memorizzazione a bordo ed il successivo rilancio dei messaggi; con tale sistema in poche ore è possibile recapitare un messaggio tra Europa e Stati Uniti. Una caratteristica distintiva dei satelliti della fase 2 è l'orbita relativamente bassa; questo vuol dire una velocità elevata di passaggio e le possibilità di comunicare con esso solo per periodi sporadici e limitati a pochi minuti. L'orizzonte visivo basso del satellite limita inoltre la distanza a cui è possibile comunicare con altri radioamatori in tempo reale.
Così, dopo una doverosa esperienza ed evoluzione, si è passati alla fase 3, in cui siamo tuttora. L'inizio di tale fase si fa risalire ai primi anni '70, come soluzione alle limitazioni orbitali dei precedenti satelliti. Questi satelliti offrono comunicazioni in tempo reale con una gran parte del globo grazie all'impiego di un'orbita fortemente ellittica, "Stile-Molniya", per prima impiegata dall'Unione Sovietica. A causa dell'orbita, i satelliti della fase 3 sembrano "parcheggiare" sopra un punto della Terra per alcune ore, muovendosi poi rapidamente in un altro punto. Il radioamatore, ovviamente, sa quando il satellite sarà utilizzabile da lui, grazie una volta alle apposite tavole, ed oggi ai comodi elementi kepleriani ed i programmi di tracciamento. Questo nuovo modo di operare rallenta notevolmente l'attività frenetica che era una volta necessaria per operare via satellite.
Il primo satellite della fase 3, il 3-A, fu perduto a causa di un guasto al lanciatore. I successivi 3-B e 3-C sono stati lanciati con successo, e sono diventati Oscar 10 e 13 rispettivamente. Il satellite "Fase 3-D" non sarà il semplice sostituto di questi due satelliti che, dopo molti anni di onorato servizio, si stanno avvicinando alla fine della loro vita utile. "Fase 3-D" sarò dotato di una combinazione di trasmettitori ad alta potenza e di antenne e ricevitori ad alto guadagno. Inoltre, per la prima volta le antenne del satellite saranno puntate solo verso Terra. Questo comporta segnali notevolmente più forti, la necessità di potenze inferiori, e meno necessità di antenne ad alta potenza per i radioamatori che lo utilizzano. Queste caratteristiche sono state volute per rendere virtualmente possibile l'utilizzo del satellite a ogni radioamatore.
COSA FA IL "FASE 3-D"
Il "Fase 3-D" conterrà ricevitori e trasmettitori per tutte le bande concesse ai radioamatori dall'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni tra i 21 MHz ed i 24 GHz. Lo scopo è anche qui di investigare tutti i campi di frequenza e le possibilità di comunicazione dallo spazio.
Infatti, gran parte delle moderne tecnologie di comunicazione - basti pensare alle trasmissione AM ed FM, alla televisione, alle trasmissioni commerciali in onde corte, ai telefoni cellulari analogici e digitali - hanno tra le loro radici gli studi e gli esperimenti effettuati per primi dai radioamatori. Ed anche l'impiego degli attuali satelliti geosincroni così come di molte comunicazioni effettuate grazie a satelliti in orbita bassa (LEO) simili ai PacSat, può essere ricondotto agli esperimenti effettuati dai volontari dell'AMSAT.
Naturalmente, un progetto così complesso non può essere gratuito. Anche se gran parte dei materiali e dei laboratori necessari sono stati donati da volontari non pagati, si stima che il costo finale della realizzazione e del lancio del satellite "Fase 3-D" si aggirerà tra i quattro ed i cinque milioni di dollari (6/8 miliardi di lire). Gli sforzi per il finanziamento di questa operazione hanno dato buoni risultati, ma per arrivare ad una cifra del genere è stato necessario fare ricorso anche a fonti esterne al mondo radioamatoriale.
LE CAPACITÀ DIGITALI
Il satellite avrà 250 watt di potenza PEP, ovvero circa 60 di potenza continua. Di questi, circa 20 verranno allocati al trasponder digitale, che si chiama RUDAK-U, ed il resto ai trasponder analogici per la fonia. Il trasponder digitale è un oggetto ad alta ridondanza, dotato di due processori principali ed una pletora di processori DSP interconnessi, funzionanti come modem a "bassa" velocità (fino a 56 KBPS), più un singolo modem a 256 KBPS condiviso. Ciascuno dei due processori di bordo principali dispone inoltre di un modem integrato a 9600 BPS che permetterà il caricamento iniziale del software di gestione; ognuno dei processori principali potrà anche caricare il software di gestione sull'altro..
La complessità del sistema consente di effettuare giochi di ogni tipo: è possibile demodulare un segnale digitale in arrivo da una qualsiasi delle sottobande digitali di ingresso (vedi riquadro), e rispedirlo ad una qualsiasi delle altre sottobande di uscita. Trattandosi di processori DSP vi è la completa libertà sulle possibili codifiche e modulazioni, che potranno anche essere cambiate nel corso del tempo. In totale, i canali a bassa velocità in ingresso potranno essere 32 o 48. Cosa fare con tutti questi canali non è ancora del tutto deciso: il team RUDAK accetta consigli, che potranno anche in questa fase comportare modifiche al progetto.
La potenza di trasmissione del satellite è la più elevata mai avuta su un satellite amatoriale; tuttavia, poiché il satellite sarà anche più lontano dalla Terra, buona parte del vantaggio sarà annullato. Questo sarà un grosso stimolo perché si studino tecniche di trasmissione digitale che offrano la massima efficienza in fatto di potenza; la presenza dei processori DSP permetterà di sperimentare a volontà... Anche in questo campo, l'Amsat ricerca volontari che vogliano cimentarsi in questa sfida.
Ci si attende che il "Fase 3-D" sarà configurato per trasmettere dai a 9600 BPS sulla banda dei 70 cm., e a velocità maggiore sui 2400 MHz; probabilmente sarà attivo anche l'accesso a 1200 BPS in PSK, un sistema già molto usato nei satelliti attuali.
Per ora è tutto; vi terremo informati sulle ultime novità del "Fase 3-D".
73 de Mario ed alla prossima...
(Le immagini non sono più disponibili... mi dispiace!)
Fig.1: Una vista ravvicinata della parte di lavoro del motore da 400 Newton che equipaggia il "Fase 3-D", e che servirà a porlo nell'orbita fortemente ellittica. Il motore verrà spedito nel contenitore "ad alta tecnologia" - il barile metallico - che si vede nello sfondo...
Fig. 2: Il dottor Andras (Bandi) Gschwindt, HA5WH, mostra orgoglioso il regolatore di carica delle batterie del satellite, un oggetto critico del "Fase 3-D". Esso è stato progettato all'Università Tecnica di Budapest, Ungheria, da Bandi e dal suo team.
Fig. 3: Una vista di alcuni moduli elettronici del satellite "Fase 3-D" prima del test finale a Marburg, in Germania, da cui verranno spediti ad Orlando, in Florida, per l'integrazione.
Fig. 4: Un esploso della struttura generale del satellite, da cui si vede sia la disposizione dell'elettronica, sia i motori ed i serbatoi del carburante.
Le frequenze di funzionamento coperte del nuovo satellite amatoriale "Fase 3-D", che verrà lanciato il prossimo anno.Esse includono sia le frequenze di trasponder - con ripetizione analogica di qualsiasi segnale, in qualsiasi modalità di trasmissione - sia quelle di ricetrasmissione digitale con tecniche di tipo Packet.
Frequenze di salita al satellite (uplink):
BANDA DIGITALE (MHz) ANALOGICA (MHz) CENTRO (MHz)
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15m N/A 21.210 - 21.250 21.230
2m 145.800 - 145.840 145.840 - 145.990 145.915
70cm 435.300 - 435.550 435.550 - 435.800 435.675
23cm(1) 1269.000 - 1269.250 1269.250 - 1269.500 1269.375
23cm(2) 1268.075 - 1268.325 1268.325 - 1268.575 1268.450
13cm(1) 2400.100 - 2400.350 2400.350 - 2400.600 2400.475
13cm(2) 2446.200 - 2446.450 2446.450 - 2446.700 2446.575
6cm 5668.350 - 5668.550 5668.550 - 5668.800 5668.675
Frequenze di discesa (DOWNLINK)
BANDA DIGITALE (MHz) ANALOGICA (MHz) CENTRO (MHz)
------- -------------- --------------- ------------
10m 29.330 MHz +/-5 kHz (usato per i bollettini con sintesi vocale)
2m 145.955 - 145.990 145.805 - 145.955 145.880
70cm 435.900 - 436.200 435.475 - 435.725 435.600
13cm 2400.650 - 2400.950 2400.225 - 2400.475 2400.350
3cm 10451.450 -10451.750 10451.025 -10451.275 10451.150
1.5cm 24048.450 -24048.750 24048.025 -24048.275 24048.150
Tutte le frequenze di discesa hanno banda invertita rispetto a quella di salita.
BEACON
I beacon sono segnali fissi che servono a verificare che il satellite sia nel proprio raggio di ascolto.
BANDA Beacon-1 Beacon-2
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2m N/A N/A
70cm 435.450 435.850
13cm 2400.200 2400.600
3cm 10451.000 10451.400
1.5cm 24048.000 24048.400