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【fm 球员租借到卫星】业余无线电入门-11(地球已经挡不住我们的脚步了,上卫星!)

上回说到,有如此多种多样的业余无线电通信方式等着我们去实践。

这次,我们的眼光可不仅局限于地面上,地球已经挡不住我们的脚步了,我们要上天。

上天,就是玩卫星通信,也就是借助填上的卫星,与其他业余无线电爱好者通信,或者从卫星获取通信信号。有些HAM也把这种活动叫做“打卫星”。

其实,“打卫星”没有那么神秘,我们业余无线电爱好者们所使用的,也都是业余无线电卫星,毕竟,专业卫星是不能随便玩的。

业余卫星通信

  1. 业余无线电卫星的简要历史

业余无线电卫星的研究与世界其他卫星工程的起步在时间上相差不多。1958年1月至5月,苏联的卫星Sputnik和美国的探索者一号相继升空。与此同时,美国的一些爱好者萌生了发射业余无线电通信卫星的设想。他们组织起来并将这个计划命名为OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio),目标就是制造和发射业余无线电通信卫星。4年之后,他们的努力获得成功,世界上第一颗业余通信卫星OSCAR-1号在美国加利福尼亚的范登伯格空军基地由发现者36号火箭携带升空。

历经了几十年的探索,现在的OSCAR卫星,在技术上有了重大进步。但在开发过程中,爱好者的“业余”传统一直延续了下来,并体现在最新的卫星设计上。比如OSCAR-13,这是一颗AMSAT Phase 3 卫星,其中大部分子系统是自制的,有些部件甚至是从二手市场上购买的。卫星内部连接各模块的玻璃纤维杆是在AMSAT(业余卫星组织)一位副主席家厨房里的炉子上加工的;用千制造导热毯的材料来自捐赠,由一位志愿者在他家地下室里用手缝制而成。另外一个业余通信卫星Phase 3-D的很多部件用的也都是类似的“廉价”的制作手段。比如,用以展开和固定太阳能电池组的装置,实际上跟普通门栓的结构没什么两样。卫星构架用的是普通铝片,许多天线用的也是一般材料,加速发动机和电池用的则是一些废旧边角料,其中很多材料是各国航天公司捐赠或从他们那里低价购得的。

尽管业余卫星制作成本低廉,但其精致程度足以与运营中的商业卫星相娥美。自20世纪80年代以来发射的业余卫星已具相当水平,现在轨运行的业余无线电通信卫星约有20颗,过半携带有BBS系统。有一些卫星允许爱好者利用电脑和收发信机以9600bit/s的速度与之连接并使用它。利用现在的业余无线电数据分组通信卫星(PACSAT)所组成的网络,理论上爱好者们可以在地球上任意两地收、发信息,而这一过程只需几秒。业余卫星的语音转发器使得爱好者可以有更多的操作模式选择,从CW到SSB再到FM。有些卫星还允许地面上的电台之间通过它进行业余电视(FSTV)或慢扫描电视(SSTV)的通联。

业余卫星的转发器,即使是最简单的,其天线也有它的指向性,因为卫星的姿态控制系统对千保持良好的通联非常重要。不同的业余卫星采用不同的稳定技术,从简单的磁棒到电脑控制的主动电磁铁系统,来控制卫星的旋转稳定性和姿态。Phase 3系列的卫星使用了主动电磁铁系统,它可以自动检测地球和太阳的位置,并用所携带的电脑分析这些数据,然后通过控制卫星上的三套电磁铁,获得合适的旋转速度并使卫星稳定。有些业余卫星利用重力梯度和磁力测定来检测卫星姿态,这项简单而实用的设计已经应用于许多微卫星(MICROSAT)。

实时的卫星通信技术有很多种,从音频转发到数据存储和转发再到允许同时发射小型卫星的多卫星发射适配器, 这里面都凝聚了业余无线电爱好者的智慧,所用的材料也是他们在自己的工作室里加工的。更重要的是,业余爱好者作为开拓者,为小型卫星的将来开辟了一条道路。如今,一些商业集团正准备投资数十亿美金发射上百颗类似的小型卫星用于数据存储和转发。在业余爱好者开创先河之后,这些小型卫星的发射将带来更多技术上的革新与突破。

历史上也曾被称为“业余”的莱特兄弟、马可尼、罗贝德高达德等伟人们,都是利用现有的材料和条件,融入自己的智慧和创造,设计和制造出新的东西为我们现代文明做出了巨大贡献。这种开拓者的精神,一直被全世界的业余无线电爱好者们继承并发扬。

由于业余卫星技术上的进步与队伍的壮大,业余卫星通信已被国际电信联盟(ITU)确认为一项专门的无线电业务一业余卫星业务(Amateur Satellite Service),其定义是:利用地球卫星上的空间电台开展与业余业务相同目的的无线电通信业务。专门的组织AMSAT (The Radio Amateur Satellite Corporation)已遍布世界上20 多个国家和地区,有一些大学也成立了相应的机构。对这项活动感兴趣的爱好者可以方便地通过该组织的网站: 查找到最新资料。

下期预告:卫星虽好,上天也难。为了降低成本,业余无线电爱好者们也使出了浑身解数。下期将为大家进一步介绍。

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