Masat-1

Mint ismeretes 2012. február 13-án startolt a Vega hordozórakétával Magyarország első műholdja a Masat-1, öt másik cubesat kategóriájú piko műhold, egy 30kg körüli és egy passzív műhold társaságában.

Már a kilövést megelőző néhány híradás lázba hozott, végre egy igazi világraszóló innovatív vállalkozás, amelynek ráadásul minden porcikáját itthon fejlesztették, ami különösen nagy szellemi értéket ad ennek a kísérleti projektnek.

Egyre érett bennem az elhatározás, hogy részt vegyek ebben a vállalkozásban azzal, hogy egy földi állomást létrehozva, megpróbálom venni az amúgy kiváló egészségi állapotnak örvendő műholdunk jeleit, továbbítva a BME-n működő szervernek további feldolgozásra. Ezzel is segítve a csapat kutató-fejlesztő tevékenységét. Természetesen ezen törekvés nem egyedül a sajátom, hiszen szerte a világon több mint száz rádióamatőr elszántan próbálkozik elcsípni a kis kocka életjeleit.

Mivel műholdazásra egyáltalán nem voltam felkészülve, és a meglévő saját készítésű rádió szkennerem sem volt alkalmas SSB/USB üzemmódra, sőt megfelelő antennám sem volt és persze idő sem, így lázas keresgélésbe kezdtem a neten, főleg a HAM bazárokban, csere-bere fórumokon árban és tudásban elfogadható készüléket keresve, miközben antennákon, kábeleken, csatlakozókon, előerősítőn, vagyis a rádiólánc elemein törtem a fejem.

Több sikertelen próbálkozás után, végre sikerült beszereznem egy ICOM IC-R7000 típusú összeüzemmódú rádiószkennert. A dolog érdekessége, hogy a rádió korábbi tulajdonosa, a BME-n tanít, és ismeri a Masat-csapat több tagját is.

Gondoltam teszek egy gyors próbát, mégis mire lehet számítani, merre kell majd továbblépni. Miután beszereztem néhány N papa-mama lengő és talpas csatlakozót, összekötöttem a korábban már megépített J-Pole antennámmal, amit 2m-re méreteztem, de elméletileg 70 cm-en is működik, csak a sugárzási karakterisztikája torzul némiképp.

A modell szerint kb. 20° elevációnál van az antenna legérzékenyebb pontja, gondoltam sebaj, hiszen úgysem a földfelszín közelében kell a legnagyobb nyereséget produkálni.

Egy 6m hosszú tartóra felszerelve az antennámat 1/2″-os CELLFLEX kábellel alakítottam ki a tápvonalat, praktikusan ugyanebből a kábelből erőszakoltam kb. 4 menetes fojtót az antenna elé, ugyanis az alapesetben nem illeszkedik aszimmetrikus tápvonalhoz.

Ekkor úgy gondoltam, minden készen áll az első próbára. A számítógépen az ORBITRON nevű műholdkövető program és a földi állomás kliens szoftvere futott. A rádió hangolását (a doppler effektus miatti frekvencia korrekcióját kb. max. +/-9kHz) gondoltam, kézzel fogom megoldani.

Az ORBITRON szerint a műhold a horizont fölé emelkedett, és én nagy izgalommal figyeltem, vagyis hallgattam az eseményeket. De sajnos a kezdetleges rádiórendszerem nem hozta a várt eredményeket. Csak sustorgás, majd kb. 25° elevációnál nagyon halkan meghallottam a Masat CW és 2GFSK digitális jeleit (már jól ismertem a hangját, mert sokszor hallgattam és elemeztem kliens szoftverhez mellékelt tesztfájlt). Alig tudtam a zajból kivenni a hasznos jelet, de ennek is nagyon örültem, ám a dekódolástól még sajnos nagyon messze volt a produkált jelszint, nem beszélve a rendkívül rövid időtartamról, amíg valamelyest hallható volt a műhold.

Íme egy hangfájl a jelszint és a kézi hangolás nehézségeinek demonstrálására

Ezek után újabb számításokat végeztem, figyelembe véve a szakaszcsillapítást az adóteljesítményt, antenna nyereségeket, és a vevő érzékenységét, arra jutottam hogy legalább +30dB-lel növelni kell a rádió bemenetén a jelszintet. Így a J-Pole antenna helyett építeni kellett egy nagyobb nyereségű, a műhold downlink frekvenciájára hangolt antennát. A tervezés során figyelembe kellett venni azt is, hogy a műhold forog, így a polarizációs síkja is állandóan változik. Tehát a választás egy eszerűen megvalósítható kereszt yagi antennára esett.
Mivel az idő sürgetett, így egy egyszerűen kivitelezhető antenna konstrukcióra volt szükség, amit végül PVC elemekből építettem meg.
Az alábbi képeken a kész antenna, és néhány elméleti paramétere látható.

Első körben csak sík antennát építettem, amelynek minden eleme mozgatható volt a boom-on. Az antenna az állványon a tengelye körül is elfordíthatóan lett felszerelve, így a polarizációs síkot kézzel lehet állítani. Ezzel párhuzamosan beszereztem egy HA8ET -féle GaAs FET-es kis zajú előerősítőt is. Az előerősítő kb. 17dB erősít, az antenna nyeresége kb. 14dB így már meg is van a 30dB plusz, a rádiólink zárásához.

Már csak egyetlen dolog volt hátra, az automatikus doppler korrekcióhoz csinálni kellet egy RS-232/CI-V buszillesztő áramkört a rádió és a PC közé, és telepíteni kellett a szükséges driver-eket is.

Miután minden készen állt, kiköltöztem a kertbe, és indulhatott a móka. Íme néhány videó

Telemetria vétele
1250bps sebességű csomagok vétele
A TLE adatok alapján számolt doppler, kézi korrekciója a frekvencia vízesés diagram alapján

Mikor először meghallottam hogy mennyire jól jön a Masat, nagy öröm és elégedettség töltött el. Az már hab volt a tortán, amikor a laptop kijelzőjén sorakozni kezdtek a csomagfejlécek is.

Jelenleg már túl vagyok a 50000. csomag vételén, és nagyon remélem hogy egy picit én is hozzájárulhattam a mérési eredmények, képfájlok, telemetria adatok darabkáinak továbbításával a projekt és azon keresztül Magyarország sikeréhez.

Masat-os linkek:

A műhold projekt hivatalos oldala
Vételi statisztika
Műhold vétel animáció (Forrás: http://cubesat.bme.hu)
Vegyes infok a Masat-1 microsatrol
HA7WEN honlapja

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük