satellite
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Autore ik8yss-fonte www.ariportici.org

Un poco di storia

La storia dei radioamatori via satellite inizia alla fine degli anni 50 negli Stati Uniti ed è quasi contemporanea all’imponente programma di lanci dei satelliti commerciali e di telecomunicazioni che in tutto il mondo caratterizzò quel periodo.
 
Quando gli Stati Uniti lanciano il loro prima satellite “ EXPLORER 1” è il 31 gennaio del 1958 ed erano passati solo quattro mesi dal lancio del primo satellite sovietico per telecomunicazioni “ SPUTNIK ”. (NdR: Il terzo satellite per telecomunicazioni al mondo fu l’italiano SIRIO , lanciato il 26 Agosto 1977 )
 
Nello stesso periodo, un gruppo di radioamatori del West-Coast inizia , quasi per gioco in un garage , a sviluppare l’idea di lanciare un satellite che trasporti , apparati radio per radioamatori.
 
Grazie a molti contatti a vari livelli, essi disegnano il “Progetto OSCAR” che è l’acronimo di “Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio” e riescono a coinvolgere in questo progetto sponsor importanti come l’ARRL (American Radio Relay League) che è la più grande federazione mondiale di radioamatori e l’United States Air Force !
 
Grazie a questa fondamentale collaborazione il 12 Dicembre del 1961 viene lanciato e posto in orbita il primo satellite per comunicazioni fra radioamatori della storia , il suo nome non poteva che essere “ OSCAR 1 “ a solo quattro anni dalla messa in orbita dello SPUTNIK.
 

Lance Ginner K6GSJ
Lance Ginner K6GSJ, foto tratte da Wikipedia; foto 1 pubblicata per gentile concessione della American Radio Relay League).

OSCAR 1 fu equipaggiato con un trasmettitore da 140 mW in banda amatoriale VHF che trasmetteva la sequenza cw di “ Hi “ alla frequenza di 144.983 mhz , con una velocità proporzionale alla temperatura interna al satellite, in questo modo la velocità della sequenza indicava la temperatura del satellite. Questo fu il primo esempio di telemetria satellitare.
 
Il peso del satellite era di 4,7 kg perché tale era il peso della zavorra che andò a sostituire a bordo del vettore , fu questa la fortunata condizione che assicurò la possibilità di lancio. E fu posto ad un ‘ orbita di circa 375 Km.

 
Il satellite era alimentato da una batteria a secco non ricaricabile che avrebbe dovuto assicurarne il funzionamento per pochi giorni , ma contrariamente ad ogni aspettativa smise di funzionare disintegrandosi nell’ atmosfera terrestre circa tre settimane dopo. Mentre rientrava nell’atmosfera terrestre il suo trasmettitore funzionava ancora.
 
I segnali del satellite furono ascoltati e registrati da ben 570 radioamatori che da 20 nazioni diverse inviarono i loro rapporti d’ascolto al Progetto Oscar consentendo importanti valutazioni circa la propagazione dei segnali nella ionosfera.

Dopo meno di due anni fu lanciato Oscar 2 con caratteristiche quasi uguali al predecessore ma con maggiore autonomia , il suo volo durò solo 18 giorni , ma il vero antesignano delle comunicazioni satellitari amatoriali odierne fu Oscar-3 .

OSCAR 3 è stato lanciato il 9 marzo 1965 da un lanciatore Agena D di Thor-DM21 della base aeronautica di Vandenberg, a Lompoc, in California. Il satellite, del peso di 16,3 kg, fu lanciato insieme a sette satelliti dell’Aeronautica degli Stati Uniti. Il suo volo durò 18 giorni.

Fu il primo satellite ad essere equipaggiato con un trasponditore che riceveva il segnale da terra in banda VHF a 146 mhz con larghezza di 50 Khz e lo traslava in basso nella stessa banda a 144 mhz ritrasmettendolo verso terra con l’incredibile potenza di 1 watt !
 
Il volo di Oscar-3 durò 18 giorni e fu utilizzato da un numero doppio di radioamatori (55 qso / giorno ) che ebbero per la prima volta il piacere di ascoltare nella stessa banda VHF il loro segnale ritrasmesso qualche mhz più in basso per scambiare i rapporti con altri radioamatori che utilizzavano simultaneamente la stessa frequenza d’accesso. Era nata così la prima trasmissione Cross- Frequency per radioamatori via satellite.Le spedizioni successive  hanno adottato definitivamente il Cross Band, anche fra più bande comandabili dal Ground Control.

La sequenza dei satelliti Oscar è proseguita fino ai nostri giorni fino fra alterne vicende ,fino al satellite geostazionario Q0-100, ma da allora tutti i satelliti per radioamatori , anche quelli non appartenenti al progetto Oscar e lanciati da altre federazioni amatoriali hanno sempre mantenuto la caratteristica della doppia banda di frequenza distinta fra Up-link e Down-link , assicurando una maggiore separazione fra i due canali e la possibilità di operare le due bande separatamente.

Importate caratteristica che è opportuno ricordare è che essendo tutti satelliti amatoriali essi sono stati interamente progettati , realizzati e pagati da radioamatori. Ultimamente la progettazione ha prevalso sulla realizzazione a causa degli elevati standard realizzativi richiesti dalle stringenti norme spaziali.

oscar 3
Oscar 3 il primo satellite che ha trasportato un trasponder lineare V/V
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AO-40 , la promessa mancata
AO-40 , la promessa mancata

La serie Oscar
(Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio)

Le numerose navicelle progettate e costruite dai Radioamatori dal 1961 possono essere classificate secondo criteri differenti uno di questi è certamente il tipo di orbita, per questo possiamo identificare tre fasi differenti. I progetti di fase I comprendevano i satelliti a bassa orbita terrestre (LEO), a vita breve, prevalentemente orientati al beaconing , e fra questi spiccano i radiofari come OSCAR I, II, III e la serie russa Iskra 1 e 2.

Gli OSCAR di fase II sono anch’essi LEO, ma sono lanciati in orbite un po ‘più alte e sono progettati per durate molto più a lungo, dotati per questo di maggiore autonomia energetica e di un controllo di stabilità dell’orbita .

La messa in orbita di tali satelliti coincide con la nascita dell’AMSAT a partire dal 1969 , fra questi i primi OSCAR 6, 7 e 8, così come UOSAT OSCAR 9 e 11, entrambi costruiti da un team di membri AMSAT e studenti dell’Università del Surrey in Inghilterra. I primi tre satelliti di Fase 1 sono stati seguiti da una serie di satelliti radio sia analogici che digitali lanciati da vari gruppi AMSAT di diversi paesi in orbite simili, la caratteristica principale era costituita dal fatto che iniziavano a consolidare la tecnica di comunicazione detta Cross-Band in quanto l’Uplink ed il Downlink avvenivano non solo su frequenze diverse ma anche su bande amatoriali diverse per effetto di un trasponditore , si può così introdurre un ulteriore criterio di classificazione per modo di emissione .

Modo A: 2 m uplink / HF Downlink
Modo B: 70 cm uplink / 2 m downlink
Modo J: 2 m uplink / 70 cm downlink
Modo U/S: 70 cm uplink / 13 cm downlink
Modo L/S: 23 cm uplink / 13 cm downlink

All’inizio degli anni ’90, un certo numero di satelliti per radioamatori veniva progettato secondo un nuovo standard costruttivo che riguardava le dimensioni essi furono designati come “MICROSAT”. Il disegno consisteva in piccoli cubi di soli 23 cm di lato e un peso di circa 10 Kg. Furono progettati prevalentemente per trasportare uno o più transponder digitali store-and-forward.

Questa classe di satelliti ha dato il via a un’altra serie di satelliti costruiti secondo uno standard riconosciuto , i nuovi saranno ancora più piccoli (e anche meno pesanti ) e sono chiamati ‘’ CubeSat ‘’ da 10 cm di lato . Questa classe di satelliti per radioamatori ora costituisce la maggioranza di quasi tutti i satelliti attualmente in orbita … con altri da seguire.

A spingere i progettisti verso questo standard ci sono stati molti motivi ma due fra tutti rappresentano anche la storia tecnologica del momento , il primo economico legato all’aumento dei costi di lancio e il secondo consentito dalla miniaturizzazione dei componenti, molti dei quali sostituiti da componenti ad elevata integrazione , fino agli attuali microprocessori.

Il primo motivo è fortemente legato alle origini della serie OSCAR perché i primi lanci di Oscar I, II, III avvennero a costi ridottissimi essendo la programmazione dei lanci , grazie alle citate aderenze dei costruttori con il mondo dell’attività spaziale americana , condizionata alla presenza di spazi non utilizzati nel payload dei vettori .Appena c’era spazio libero, gli oscar andavano a sostituire spazi di lancio che viceversa sarebbero stati occupati da zavorra !

I satelliti di Fase III sono stati progettati per essere lanciati in un’orbita di tipo Molnya molto ellittica, inizialmente pionieristica e anticipata dell’Unione Sovietica. Questi satelliti includevano OSCAR 10, 13 e lo sfortunato AO-40. Essi hanno offerto agli utenti tempi di acquisizione molto più lunghi, maggiore potenza dei downlink e transponder di comunicazione più diversificati.

Questi cosiddetti satelliti “ad alta quota” HEO , offrono ai loro utenti possibilità di comunicazione molto più ampie rispetto alle loro controparti LEO perchè possono illuminare quasi un intero emisfero terrestre grazie alla maggiore distanza con conseguente maggiore ampiezza del loro footprint , consentendo agli utenti la possibilità di collegare radioamatori posizionati anche su più continenti. Grazie a loro i satelliti sono diventati a copertura continentale e non più regionale.

L’attività via Satellite

In Italia la passione per le comunicazioni via satellite esplode quasi subito fidando su un numero cospicuo di appassionati delle VHF e superiori che divisi fra ricercatori, sperimentatori ed autocostruttori si confrontano con successo con i radioamatori degli altri paesi dai quali ricevono in cambio stima e considerazione. Due nomi per tutti , Domenico Marini I8CVS e Piero Moroni I5TDJ .

E’ doveroso, parlando di questi pionieri, ricordare che all’epoca non erano disponibili in stazione accessori indispensabili come il PC ed Internet. Gli aggiornamenti avvenivano via posta ( internazionale ) o via radio utilizzando le frequenze terrestri per lunghi ed estenuanti skeed intercontinentali in HF, propagazione permettendo.
 
Un sondaggio effettuato fra i satellitari che fornirono la loro disponibilità ha consentito di conoscere meglio i radioamatori italiani che operano via satellite, ne riportiamo una sintesi. L’immagine complessiva che si ricava dalle risposte è decisamente interessante perché oltre a confermare quella che era l’ iniziale sensazione , si conferma che chi opera via satellite è un radioamatore mediamente esperto, con una predisposizione tecnica non comune , che opera su stazioni di media/elevata complessità per le quali è condizionato ad un continuo aggiornamento che avviene attraverso percorsi non sempre lineari e diretti e quasi sempre in autonomia d’apprendimento.

Non esistono strumenti di rilevazione tali da potere misurare l’attività dei radioamatori che operano o hanno operato via satellite ne tanto meno il volume di attività che svolgono via satellite, non esistono dati storici per cui possiamo solo tentare di creare un riferimento facendo riferimento a dati più recenti .

Da ricerche effettute recentemente utilizzando il sito dell’ottimo Remì F1NNI , dal suo famoso sito AAR29 è stato possibile misurare che durante tutto il 2012 il solo satellite AO-7, un nonnetto classe 1974 , morto e risorto già due volte, ha effettuato un traffico elevatissimo di collegamenti dei quali , solo quelli registrati, sono stati più di 11.000.Dato stimato abbondantemente in difetto ( circa il 20 % ) rispetto al totale .
 
Basti pensare che quest’ attività dura da più di 50 anni e che per molti anni sono stati simultaneamente attivi anche molti altri satelliti , si può intuire che i collegamenti effettuati superano agevolmente il milione.
 
Le stesse ricerche ci aiutano a migliorare la conoscenza di quest’ attività d’eccellenza delle comunicazioni amatoriali facendo riferimento anche agli utilizzatori e non solo al grado di utilizzo. Se ci riferiamo agli utilizzatori ed alle nazionalità di provenienza del traffico generato possiamo riassumere i dati come di seguito.

attivita satellitare

Il quadro anagrafico generale ci parla di un operatore ( solo uomini al momento ..) con età media intorno ai cinquant’anni. E’ in genere coniugato con una famigliola composta mediamente di 2 figli, ha iniziato molto presto a smanettare di saldatore cioè fra 11 e 18 anni , molto spesso grazie al papà CB o all’amico radioamatore, ma sono molti i casi in cui la passione è nata in maniera spontanea e autonoma , almeno questo è quanto accadeva negli anni 60 / 80.
 
Che la passione per i satelliti non rappresenti un fatto di classe sociale , lo si capisce dalla professione o lavoro principale svolto perché sono rappresentate tutte le categorie professionali , gli operai gli impiegati gli artigiani i pensionati e tecnici con una certa prevalenza per quest’ultimi che rappresentano varie discipline.
 
Per l’80% di essi i primi passi sono stati mossi utilizzando conoscenze personali ma tutti hanno dovuto procurarsene altre anche con notevoli sforzi . E’ infatti per l’apprendimento che si scopre la maggiore difficoltà dal momento che oltre il 40 % rivela di non avere ricevuto molto supporto dai colleghi anziani e che per l’80 % dei casi questa ricerca è avvenuta in estrema solitudine utilizzando nell’ordine le seguenti fonti , in primis i libri e la letteratura specifica , poi la radio e solo recentemente internet .
 
Il 60 % delle risposte conferma di un adeguato grado di informatizzazione della propria stazione, nella quale la fanno da padrone nell’ordine prima le antenne e poi gli apparati Rtx che sono anche citati come i componenti più aggiornati della stazione o ancora quelli che prevalentemente andrebbero ammodernati, per tutti però il componente più datato in assoluto è il vecchio ricevitore che difficilmente viene sostituito per un fatto prevalentemente affettivo. L’oggetto dei desideri per la quasi totalità degli intervistati rimangono le antenne per satelliti ed il relativo sistema di controllo.

Nella stazione però il ruolo più emblematico lo svolge il PC , elemento fondamentale di trasversalità nella stazione, per alcuni è il componente acquistato di recente, per altri è il componente che andrebbe già sostituito. 

Le attività cui si dedica di preferenza , sono nell’ordine la sperimentazione, il DX, lo studio e la ricerca oltre al tracking . A queste seguono con percentuali di adesione minori del 30 % l’ascolto, la telemetria ed i meteo.

Per concludere un cenno ai satelliti più amati che sono senza dubbio AO-51 ed AO-07 perche molti di noi hanno iniziato con il loro ascolto , ancora AO -51 ed AO-7 fra quelli che ci hanno tenuti per più tempo legati alle cuffie. Credo che se si potesse , dovremmo tributare una menzione speciale al nonnetto AO – 7 che a distanza di 45 anni ancora ci regala grandi emozioni e rammaricarci per la perdita di AO-51.

Un grande riconoscimento va fatto alla ISS per avere richiamato a se l’attenzione di molti appassionati che con i suoi programmi di diffusione e divulgazione dell’attività spaziale , ha raccolto un successo di interesse e di ascolti assolutamente impensabile rivelando quanto grande fosse il potenziale di comunicazione e divulgazione che andava sviluppato.  

Qualche conclusione

La ricerca effettuata dallo scrivente aveva evidenziato che quanti avevano iniziato l’attività satellitare avevano dovuto fare i conti con la indisponibilità di fonti di informazione e di aggiornamento e che l’autoapprendimento era spesso avvenuto in solitudine e autonomia per la difficoltà di confrontarsi e mettere a fattor comune le conoscenze fra loro

Era molto difficile reperire stimoli per nuova sperimentazione e verificare e scambiare le esperienze pur essendo convinti che il PC in stazione fosse la grande innovazione su cui puntare , INTERNET !!.
Iniziò così il PROGETTO CONOSCENZA che attraverso le pagine di Radio Rivista cominciò a fare conoscere alcuni fra i più impegnati satellitari dell’epoca come Rocco IK8XLD, Filippaccio IZ5TEP, Vale IZ5ILX, Giorgio IZ8FAV, William IU2EFA , attraverso la pubblicazione delle loro biografie e delle loro storie insieme a quelle di tanti altri cari amici.

Le loro esperienze , il loro esempio ma soprattutto la grande passione sempre condivisa e la disponibilità mai negata hanno fatto il resto. La conoscenza di max IK8LOW è stata la svolta fondamentale perché tutto questo trovasse pratica realizzazione attraverso un supporto informatico di potenza mai vista nel nostro settore , la nascita di quella che lo stesso Max ha battezzato come ‘’ PIATTAFORMA CROSSMEDIALE ‘’ . Un insieme concatenato costituito da due gruppi WA, un sito Internet, un Forum , un canale YOUTUBE, un gruppo FB. Tutto ciò ricompreso nel nome del gruppo HAMRADIOSPACE .

Grazie a questo formidabile net oggi chi opera via satellite non abita più nella specola, ma sul WEB !

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Di IK8YSS