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中間科普 | 《環(huan)球專業衛(wei)星先容》(二)美國專業衛(wei)星

【字體: 2021年03月22日 16:20 來歷:中國無(wu)線(xian)電辦理(li) 作者:趙哲 張寧(ning)

美(mei)國(guo)的(de)(de)大(da)都(dou)專業(ye)衛(wei)星城市(shi)用OSCAR來遏制定名,OSCAR是Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio的(de)(de)縮寫,意義(yi)是照顧(gu)專業(ye)無(wu)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)裝(zhuang)備的(de)(de)在(zai)軌衛(wei)星。衛(wei)星稱號和編號由美(mei)國(guo)專業(ye)無(wu)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)衛(wei)星構造(zao)(AMSAT)遏制分(fen)派,該(gai)構造(zao)努力于(yu)專業(ye)衛(wei)星的(de)(de)設(she)想、制作、測(ce)試、發射和通聯(lian)。這些(xie)專業(ye)衛(wei)星能夠(gou)由取(qu)得允許的(de)(de)專業(ye)無(wu)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)經營商收費(fei)用于(yu)語音(FM,SSB)和數據(AX.25,分(fen)組無(wu)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian),APRS)通訊。


專(zhuan)業無線電衛(wei)(wei)星(xing)援助推動了衛(wei)(wei)星(xing)通訊迷信(xin)。所做的進獻包羅第一個衛(wei)(wei)星(xing)語(yu)音應(ying)對器(qi)(搭(da)載在OSCAR-3)的宣(xuan)布和(he)高度進步前輩(bei)的數字“存儲(chu)轉發(fa)”動靜收發(fa)應(ying)對器(qi)手藝的開辟等(deng)。


自(zi)1961年12月12日(ri)由加利福尼亞(ya)州隆波克范登堡空軍基地的Thor-DM21 Agena B發射(she)器(qi)發射(she)了第(di)一顆專(zhuan)業衛星OSCAR-1以(yi)來,美國的專(zhuan)業衛星可分(fen)為兩個系列,第(di)一個系列是AMSAT-OSCAR,第(di)二(er)個系列是NAVY-OSCAR。



表1 今朝美國的在軌在用專(zhuan)業衛星

衛星稱(cheng)號

狀況

發射日期

AMSAT-OSCAR 7 

半運行

1974/11/15

AMSAT-OSCAR 16 

半運行

1990/1/22

OSCAR 33 

半(ban)運行

1998/10/24

Navy-OSCAR 44 

半運行

2001/9/30

GeneSat-1

在運行(xing)

2006/12/16

CAPE 2

在運行

2013/11/20

OSCAR 76

在運(yun)行

2013/11/21

OSCAR 83

在運行(xing)

2015/5/20

OSCAR 84

在運行

2015/5/20

AMSAT-OSCAR 85

在(zai)運行

2015/10/8

AMSAT-OSCAR 91

在(zai)運(yun)行

2017/11/18

AMSAT-OSCAR 92

在(zai)運行

2017/1/12

AMSAT-OSCAR 95

在(zai)運行

2018/12/3

Navy-OSCAR 103

在運行

2019/6/25

Navy-OSCAR 104

在運行

2019/6/25

第(di)一(yi)顆專業無線電衛星OSCAR-1只要4.5千(qian)克(ke)重(zhong)(30 x 25 x 12cm)。1961年末,作為(wei)Corona 9029(也稱為(wei)Discoverer 36)的第(di)二個(ge)有用(yong)載(zai)荷發射,這是(shi)(shi)KH-3系列衛星的第(di)八次也是(shi)(shi)最初一(yi)次發射。


OSCAR-1有(you)一個由電池(chi)供(gong)電的(de)140 mW發(fa)射(she)機(ji),使命在(zai)144.983 MHz頻點,接納了從凸(tu)面中間延長60厘米(mi)長的(de)單(dan)極發(fa)射(she)天(tian)線,但不姿勢(shi)節制(zhi)體系。像人類汗青上的(de)第一顆天(tian)然(ran)衛星(xing)Sputnik-1一樣,OSCAR-1只照顧(gu)了一個簡略的(de)小信(xin)標發(fa)射(she)器,能夠被空中站用(yong)來(lai)丈(zhang)量無線電在(zai)電離層中的(de)傳布,這(zhe)個信(xin)標還(huan)傳遞了包羅衛星(xing)外部溫度的(de)遙測信(xin)息。


OSCAR-1在軌道(dao)上(shang)運行的22天,發送了(le)摩爾斯電(dian)碼(ma)動靜“HI”。OSCAR-1發射后,美國副總(zong)統林登·約翰遜(Lyndon B. Johnson)隨即以慶(qing)祝電(dian)報(bao)的情勢向(xiang)援助(zhu)專業無線電(dian)史(shi)上(shang)這一嚴峻(jun)勾當的小組致以敬意。


OSCAR-1的(de)原始數據備(bei)份(fen)已規復,并(bing)且能夠完(wan)全操縱交換電(dian)源供電(dian)。今朝OSCAR-1在康涅狄(di)格(ge)州紐頓市的(de)ARRL總部展出,并(bing)能夠延(yan)續在145 MHz頻段收回摩(mo)爾斯電(dian)碼的(de)“HI”。


圖1 第一顆專業無線電衛星OSCAR-1

1.AMSAT-OSCAR系列先容(rong)

AMSAT是一個(ge)由(you)專業無線電(dian)經營商(HAMS)構成的環(huan)球性構造,建立四十(shi)多年以來(lai),AMSAT首(shou)要(yao)操(cao)縱自愿者供給的辦事和捐獻的資(zi)本遏制(zhi)衛(wei)星(xing)設想,制(zhi)作(zuo),并在當局(ju)和貿易機構的輔佐下,將衛(wei)星(xing)發射升空。遏制(zhi)今朝,AMSAT已(yi)勝利地將60多枚專業無線電(dian)衛(wei)星(xing)發射到了地球軌道上。


AMSAT建(jian)立于1969年,是(shi)美國哥倫比亞(ya)特(te)區特(te)許的(de)非(fei)營利(li)性教導構(gou)造(zao)。其目(mu)標是(shi)增進專業(ye)播送電臺到場太空研討(tao)和交換(huan)。這(zhe)個構(gou)造(zao)由3000名(ming)成員構(gou)成。在美國AMSAT建(jian)立以(yi)后,全天下各(ge)地(di)別的(de)地(di)域的(de)集體(ti)也起頭接踵建(jian)立,并(bing)同(tong)時也在操縱AMSAT這(zhe)個縮寫。雖然各(ge)個小(xiao)組之間的(de)附屬干系不(bu)是(shi)正式的(de),但構(gou)造(zao)之間會很是(shi)慎密地(di)遏(e)制協作。


接(jie)上去咱們會在AMSAT-OSCAR系列當選取幾個較為有代表(biao)性(xing)的衛星遏(e)制先(xian)容。


(1)AMSAT-OSCAR-7

OSCAR-7,也(ye)便是AO-7,于1974年(nian)11月(yue)15日(ri)發(fa)射到低地球(qiu)軌道,一向運行(xing)到1981年(nian)電(dian)池毛(mao)病。而后(hou)顛(dian)末21年(nian)的緘默,在(zai)發(fa)射27年(nian)后(hou)的2002年(nian)6月(yue)21日(ri)再次聽到了(le)該衛(wei)星的聲(sheng)響,可是衛(wei)星的節制體系(xi)已不能使命了(le)。雖然不受空(kong)中(zhong)節制,AO-7仍然能在(zai)有光照的大局部時候里(li)通(tong)聯。

圖2 有47年(nian)汗(han)青的在軌專業無線(xian)電(dian)衛(wei)星(xing)AO-7

衛星帶有(you)兩(liang)個(ge)通訊中(zhong)繼(ji)器(qi),同(tong)時只能(neng)有(you)一個(ge)處于使命(ming)狀(zhuang)況。第一個(ge)是OSCAR 6使命(ming)中(zhong)操(cao)縱的(de)高功率(2W)版本。該(gai)同(tong)相轉發器(qi)領受145.85 MHz和(he)145.95 MHz之(zhi)間(jian)的(de)下行鏈(lian)路旌旗燈號,并鄙(bi)人(ren)行鏈(lian)路上29.4MHz和(he)29.5 MHz之(zhi)間(jian)從頭發送它們(men)。200mW遙(yao)測(ce)信標供給29.502 MHz的(de)遙(yao)測(ce)數(shu)據。對1 W的(de)輸(shu)出(chu),在中(zhong)繼(ji)器(qi)輸(shu)出(chu)端子處約(yue)莫須要-100 dBm。這對應于90 W空中(zhong)的(de)EIRP,到衛星的(de)間(jian)隔為(wei)2,000英里(li),極化失配為(wei)3 dB。


第二其中繼(ji)器是由AMSAT的子公司AMSAT Deutschland e.V.在西德的馬爾巴(ba)赫制作(zuo)的,它是帶寬為(wei)40 kHz的反相線性(xing)中繼(ji)器。它接納(na)了接納(na)包絡消弭(mi)和規復手藝的8瓦PEP功率縮小(xiao)器,可在寬靜態規模(mo)內以高效力堅(jian)持(chi)線性(xing)使命。該轉發器的下行(xing)鏈(lian)(lian)路從432.125 MHz到432.175 MHz,下行(xing)鏈(lian)(lian)路從145.975 MHz到145.925 MHz。因為(wei)下行(xing)鏈(lian)(lian)路頻段與無(wu)線電(dian)(dian)定位辦事同享(xiang),是以在轉發器中并入了測驗(yan)考試性(xing)脈沖按捺電(dian)(dian)路,以削(xue)減(jian)下行(xing)鏈(lian)(lian)路中寬帶脈沖雷達攪(jiao)擾的影響。


(2)AMSAT-OSCAR-85

AO-85(之(zhi)前稱為Fox-1A)是(shi)AMSAT的Fox-1系列1U立方體衛星中的第(di)一個。作為ELaNa XII的一局部,AO-85在(zai)加利福尼亞州(zhou)范登(deng)堡發射(she)的NROL 55 Atlas 5上發射(she),它的傾角約莫(mo)為65度,在(zai)518x810 km的軌道(dao)上有遠地址在(zai)北半球。

圖(tu)3  AO-85衛(wei)星(xing)工(gong)程原型

AO-85帶(dai)有一個使命頻次(ci)高達800mw的(de)(de)U/V FM中繼器。下(xia)行鏈(lian)路打算為435.180 MHz,但開端報告標明,因為沒法預感的(de)(de)溫度(du)差別,下(xia)行鏈(lian)路能(neng)夠靠近435.172 MHz。中繼器的(de)(de)拜候請求衛(wei)星領受67.0 Hz的(de)(de)PL調子(zi)延續(xu)2秒鐘。若是衛(wei)星未領受到照顧67.0 Hz PL調子(zi)的(de)(de)旌旗燈號,則轉發器將在一分鐘后封(feng)閉。傍邊繼器未經由(you)過程照顧PL調子(zi)的(de)(de)旌旗燈號激活(huo)時,語音(yin)信標每兩分鐘發送(song)一次(ci)。下(xia)行鏈(lian)路為145.980 MHz,包羅(luo)與中繼器同(tong)時遏制的(de)(de)語音(yin)數據(ju)(DUV)FSK遙(yao)測。9600 bps的(de)(de)高速(su)數據(ju)下(xia)行鏈(lian)路可用(yong)于測驗考試(shi)和高分辯率數據(ju)。


除專業操縱外,航天器上(shang)會(hui)展開一(yi)些迷信測(ce)驗(yan)考(kao)試。比(bi)方范德比(bi)爾特大(da)學的低(di)能質子輻射測(ce)驗(yan)考(kao)試,賓夕(xi)法尼亞州(zhou)立(li)大(da)學的陀螺儀測(ce)驗(yan)考(kao)試。


(3)AMSAT-OSCAR91

AO-91是AMSAT與范(fan)德比爾特大(da)學ISDE協作(zuo)制(zhi)作(zuo)的,具備(bei)四個有用(yong)載(zai)(zai)荷(he),用(yong)于研(yan)討輻射對現成組件的輻射影響。該衛(wei)星于2017年11月(yue)18日發射,是ELaNa XIV使命的一局部(bu),是運載(zai)(zai)結合(he)極地衛(wei)星體系(JPSS-1)衛(wei)星進入軌道的Delta II火箭的第二個有用(yong)載(zai)(zai)荷(he)。

圖4  AO-91衛星工程原型

AO-91還(huan)具備(bei)Fox-1型FM U / v中繼器(qi),其下行(xing)鏈(lian)(lian)路(lu)為(wei)435.250 MHz(67.0 Hz CTCSS),下行(xing)鏈(lian)(lian)路(lu)為(wei)145.960 MHz。衛(wei)星和測驗考試遙測經由(you)過程“DUV”亞音頻(pin)遙測流遏(e)制下行(xing)鏈(lian)(lian)路(lu)傳(chuan)輸,并且(qie)能夠(gou)操縱FoxTelem軟件遏(e)制解碼。


2.NAVY-OSCAR系列先(xian)容

美國水兵學(xue)院建立于1845年10月10日(ri),在前美國水兵部長喬(qiao)治(zhi)·班克羅夫(fu)特的(de)帶領下(xia),是美國五所軍校中校齡(ling)第二長的(de),其畢(bi)業(ye)生首要插手(shou)美國水兵和(he)美國水兵陸戰隊。校園面積137公頃(qing),位于安妮阿倫德爾縣的(de)塞文河和(he)切塞皮(pi)克灣交(jiao)匯處。NAVY系列衛星首要便是美國水兵學(xue)院在發射(she)和(he)操縱。

(1)NAVY-OSCAR-44

OSCAR-44(也稱為Navy-OSCAR 44,或 NO-44)是(shi)由(you)美國水兵學院(yuan)制作的一顆專業衛(wei)星(xing)。該衛(wei)星(xing)由(you)阿(a)拉斯加的科迪(di)亞克發(fa)射場于2001年9月(yue)30日發(fa)射的,操縱的是(shi)Athena 1火箭,同時另有三(san)顆衛(wei)星(xing)被送入了地球(qiu)軌道,別離是(shi)Starshine 3,PICOSat和SAPPHIRE衛(wei)星(xing)。


圖5  NO-44衛星(xing)工程原(yuan)型

OSCAR 44在2米波(bo)段有一個用于APRS的數字中繼器,高低(di)行鏈路為145.825 MHz(FM FSK, AX.25, 1k2 and 9k6),衛星(xing)凡是在負功率均衡下使命。


OSCAR 44存在(zai)嚴峻的電(dian)池(chi)題目,每一年須要將(jiang)其電(dian)池(chi)遏制(zhi)三次重置。NO-44曾于(yu)2003年4月(yue)26日(ri)宣布(bu)竣事,并于(yu)7月(yue)17日(ri)滅亡。但同年9月(yue)又奇異地從(cong)頭(tou)規(gui)(gui)復運行。自(zi)從(cong)2003年以來(lai),已(yi)遏制(zhi)了很多測驗考試來(lai)規(gui)(gui)復該衛星,可是(shi)一直未(wei)能將(jiang)其完全(quan)規(gui)(gui)復。NO-44在(zai)有益日(ri)曬(shai)的前(qian)提(ti)下(凡是(shi)在(zai)中午時候)會堅(jian)持(chi)活潑(po)約(yue)30-45分鐘時,隨后(hou)跟著功率降落,又會遏制(zhi)使(shi)命。


(2)NAVY-OSCAR-104

PSat-2是(shi)(shi)美國(guo)水(shui)兵(bing)學(xue)院(yuan)的(de)測驗(yan)考試性專業無線(xian)電(dian)衛星,是(shi)(shi)與捷克共和國(guo)布爾諾手藝(yi)大學(xue)協作開辟(pi)的(de)。AMSAT北美的(de)OSCAR號碼(ma)辦理員為該(gai)衛星分派了號碼(ma)104;是(shi)(shi)以,在(zai)專業無線(xian)電(dian)社區中,它也被稱為Navy-OSCAR 104,簡稱NO-104。

圖6  NO-104衛(wei)星工程原型

PSat-2(ParkinsonSAT)是一(yi)個先生衛(wei)星名目(mu),它操縱雙(shuang)向通訊應對器(qi),用于(yu)經由過程Internet毗連的(de)(de)自愿空中(zhong)站的(de)(de)環球收集未來自長途情況測(ce)(ce)驗(yan)考試(shi)或其余數據(ju)源的(de)(de)遙測(ce)(ce)、傳感(gan)器(qi)和用戶數據(ju)中(zhong)繼回測(ce)(ce)驗(yan)考試(shi)者。數據(ju)轉發器(qi)還包羅完全的(de)(de)立方體衛(wei)星的(de)(de)一(yi)切遙測(ce)(ce),號(hao)令(ling)和節制。

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