12.08.2002 OSCAR 7 taas QRV ! OSCAR 7 on varsin vanha radioamatöörisatelliitti, sillä se on laukaistu 15.11.1974. Satelliitti oli käytössä n. 6.5 vuotta, kunnes se lopetti toimintansa kesäkuussa 1980 NiCd-akuston pettäessä. Maata kiertävien satelliittien elinikää rajoittavat useat tekijät. Satelliittien tyypillinen elinikä voisi olla luokkaa 6 - 10 vuotta. Varsin tavallisia syitä satelliittien elinkaaren loppumiseen ovat akuston ikääntyminen, aurinkopanelien sähkötehon kehityskyvyn heikkeneminen ja erityisesti kaupallisissa geostationäärisillä radoilla olevilla satelliiteilla ratakorjauspolttoaineen loppuminen ja stabilointi- hyrrien laakereiden pettäminen. Stabilointihyrrien kohdalla ainoastaan AO-40-radio- amatöörisatelliitissa on hyrrät, sillä AO-40 on ensimmäinen radioamatöörien satellitti, joka on suunniteltu kolmiakselistabiloitavaksi (siten, että antennit olisivat maata kohden joka kohtaa rataa). AO-40:ää kyseinen vikaantumistapa ei kuitenkaan koske, sillä ko. satelliitissa on kokeelliset kosketuksettomat (laakerittomat) magneettiseen levitaatioon perustuvat hyrrät. Seuraava kolmiakselistabiloiduksi radioamatöörisatelliitiksi kaavaillaan AMSAT-DL:n P3E-projektia, jossa käytettäisiin AO-40:n hyrristä miniatyrisoitua versiota kosketuksessomista hyrristä. Radioamatöörien satelliiteissa ei myöskään ole ollut tarvetta ratakorjauksiin laukaisun jälkeisten korjausten lisäksi, joten polttoaineen loppuminenkaan ei ole ollut hamssien riesana. Oikeastaan aurinkopanelien vaurioituminenkaan ei ole vielä kohdannut radioamatöörien satelliitteja, mutta ... Akustojen tapauksessa avaruusoloihin parhaiten ovat sopineet NiCd-akut. AMSAT:illa on oma erityinen proseduuri, jolla kaupallisista massatuoteakuista saadaan valikoitua avaruusolosuhteisiin spesifioidut yksilöt. Täällä maanpinnallakin NiCd-akut tyypillinen vikaantumistyyppi pitkän iän jälkeen on akun oiko- sulkeutuminen. Tämä sama ilmiö tyypillisesti katkaisee akustojen elinkaaren myös avaruusolosuhteissa. Näin kävi myös AO-07:n tapauksessa aikoinaan yli kaksikymmentävuotta sitten. AO-07 on laukaistu ns. aurinko- synkroniselle radalle ja se lentää n. 1480 km:n korkeu- dessa yhä tänäkin päivänä. Sama koskee myös AO-06:sta. Molemmat satellittit ehtivät myös aikoinaan olemaan molemmat taivaalla samaan käytettävissä radioamatöörienvälisten yhteyksien pitoon samaan aikaan parisen vuotta. AO-06:lla ja AO-07:llä tehtiin nimittäin myös historiaa, kuten useimmilla radioamatöörien radioamatööreille rakentamilla avaruusaluksilla on tehty. Myös Suomalainen Torsti Paatero oli aivan ensimmäisten joukossa pitämässä yhteyttä em. satelliittien kautta siten, että satelliitit kuulivat toisiaan ja signaalit välittyivät näin kahden "peräkkäisen" satelliitin kautta varsin pitkälle. AO-07:ää, kuten monet muutkin satelliitit, rakennettiin satelliittiasioista innostuneen radioamatöörin kellaripajassa muutaman muun innokkaan kanssa. Projektimanagerina toiminut Jan King, W3GEY sai suorastaan perhelisäystä pari kerrosta ylempänä, kun yhtälailla nuoret Karl Meinzer, DJ4ZC, ja nyttemmin edesmennyt Werner Haas, DJ5KQ, rakensivat ja hienosäätivät ensimmäistä radioamatöörien avaruuteen lentävää EER-tekniikkaa käyttävää UHF-/VHF-transponderia, ns. B-modea. Lähetin oli Karlin tohtorinväitöskirjan tuloksena syntyvä laite, jota avaruusradioalan suurmies Werner taas käytännössä rakensi. Mukana AO-07:ää rakentamassa olivat monet muutkin tunnetut hamssi-ammattilaiset, mm. Tom Clark, W3IWI. Kaikki mukanaolleet ovat olleet mukana myös mm. AO-40:n toteuttamisessa. AMSAT OSCAR 7 laukaistiin Delta 2310-kantoraketilla Vandenberg Air Force Base-tukikohdasta Kaliforniasta. Samalla laukausulla lähtivät myös NOAA 4-sääsatelliitti ja Espanjalainen INTASAT- satelliitti. AO-07 painoi 28.6 kg ja se on lähes ympyräradalla 1444 * 1459 km. Radan inklinaatiokulma on 101.7 astetta. Rungon muoto on kahdeksankulmainen ja avaruusaluksen halkaisija on 424 mm, korkeus 360 (ilman antennneja). Rungon toisessa päässä on neljän antennin kiertopolarisoitu VHF-/UHF-turnstile- antennijärjestelmä ja polemista rungon päistä lähtee 29 MHz dipolin elementit, jotka ovat olleen rungon sisälle pakattuina laukaisuvaiheessa. Satelliitin radioteknologiasta: Majakat: 29.502 MHz, (200 mw), käytetään A-moden kanssa 145.972 MHz, (200 mw), käytetään B- ja C-modella oltaessa 435.100 MHz (ajoittainen ongelma, lähtöteho on joko 400 mw tai 10 mw) 2304.1 MHz (40 mw), lähetin komennettava päälle. 2.3 GHz:n majakka sammuu aina automaattisesti 15 minuutin jälkeen. Tätä majakkaa ei ole koskaan kokeiltu laukaisun jälkeen taajuus- allokaatioiden muutosten vuoksi (radioamatöörien avaruusliikennettä ei ole sallittu kaikissa maissa tällä taajuudella). Lineaariset toistimet: Transponderi I: Mode A, lineaarinen, ei-invertoiva. Ylöslinkkaus: 145.850 - 145.950 MHz Alaslinkkaus: 29.400 - 29.500 MHz Lähtöteho: 1.3 W PEP Taajuuseron laskenta: alaslinkkitaajuus (MHz) = ylöslinkki- taajuus (MHz) - 116.450 MHz +/- Doppler Transponderi II: Modet B ja C (matalampi teho), lineaarinen, invertoiva Ylöslinkkaus: 432.125 - 432.175 MHz *katso huomautus Alaslinkkaus: 145.975 - 145.925 MHz Lähtöteho: 8 W PEP Mode B, 2.5 W PEP Mode C Taajuuseron laskenta: alaslinkkitaajuus (MHz) = 578.100 MHz - ylös- linkkitaajuus (MHz) +/- Doppler * tässä kohtaa voi tulla ongelmia workkimisen laillisuuden kanssa, sillä kyseistä taajuusaluetta ei ole enää allokoitu radioamatöörisatelliittiliikenteeseen. Lisäksi on käytössävielä ns. D-Mode, jossa mikään RF-laitteista ei ole päällä. Tämä toimintamuoto on akkujen latausta varten. AO-07 on tehnyt myös aikoinaan historiaa, sillä sen kautta pidettiin mm. ensimmäiset kaksisuuntaiset yhteydet käyttäen kahden satelliitin välistä releointia. Satelliittiparina oli AO-06. Toinen mielenkiintoinen tekninen kokeilu oli matalan budjetin lääketieteelliset informaation releoinnit ja maa-asemien paikantaminen Doppler-mittauksin. Tämä jälkimmäinen oli satelliittipohjaisia pelastusoperaatioita ajatellen tärkeä. AO-07-satelliitin B-moden lähetin oli myös aikaansa edellä, sillä se oli ensimmäinen EER-tekniikkaa käyttävä satelliittitransponderi. Tämä Envelope Elimination and Restoration -tekniikkaa käyttävä lähetin oli osa Karl Meinzerin, DJ4ZC, tohtorin- väitöskirjaa. Tekniikasta kehittyi myöhemmin High Efficiency Linear Amplification by Parameter Synthesis, HELAPS, jota on eri muodoissa sovellettu myös mm. AO-40-satelliitissa useissa lähettimissä ja myös AMSAT-OH tutkinut tekniikkaa mikroaalto- vahvistimiin sovellettuna. AO-07 oli myös ensimmäinen radio- amatöörisatelliitti, jossa oli akunlatauselektroniikkaa (Battery Charge Regulator BCR). Tätä BCR:ää tarvittiin sen vuoksi, että AO-07 oli ensimmäinen amatöörisatelliitti, jonka aurinkopaneliteho mahdollistaisi epätoivottavan akuston ylilatautumisen. AMSAT OSCAR 7 laukaistiin kiertoradalle 15. marraskuuta, 1974 Delta 2310- kantoraketilla Vandenberg Air Force Base-tukikohdasta Kaliforniasta. Samalla laukausulla lähtivät myös NOAA 4-sääsatelliitti ja Espanjalaienn INTASAT-satelliitti. AO-07 painoi 28.6 kg ja se on lähes ympyräradalla 1444 * 1459 km. Radan inklinaatiokulma on 101.7 astetta. Rungon muoto on kahdeksankulmainen ja avaruusaluksen halkaisija on 424 mm, korkeus 360 (ilman antennneja). Rungon toisessa päässä on neljän antennin - kiertopolarisoitu VHF-/UHF-turnstile-antennijärjestelmä ja polemista rungon päistä lähtee 29 MHz dipolin elementit, jotka ovat olleen rungon sisälle pakattuina laukaisuvaiheessa. AO-07:ssä oli CW- ja RTTY-viestien tallennus- ja toistomahdollisuus. Satelliitti oli käytössä 6.5 vuotta, kunnes NiCd-akuston vikaantuminen aiheutti satelliitin toiminnan keskeytymisen kesäkuussa 1981. 21 vuotta myöhemmin Pat Gowen, G3IOR, itsekin aikoinaan aktiivisesti AO-07:llä äänessä ollut OT, kuuli perjantaina, 21. kesäkuuta kuluvaa vuotta kahden metrin satelliittibandia (145.800 - 146.000 MHz) uudella GP:llään kuunnellessa äärimmäisen tutunkuuloista CW-signaalia kello 1728 UTC. Signaalin voimakkuus oli S7 ja siinä oli selvää Doppler- siirtymää. Minuutin kuluttua signaali hävisi. Pat kerkesi kirjoittamaan ylös yhden kokonaisen telemetriapaketin: HI HI 100 176 164 178 280 262 200 254 375 358 331 354 453 454 461 459 541 501 552 529 600 600 601 651 HI HI Jan King, W3GEY, AMSAT OSCAR 7:n projektimanageri aikoinaan, kommentoi tuoreeltaan tätä hämmästyttävää havaintoa: ei voinut vetää muuta johtopäätöstä kuin, että AO-07 on tullut taas ääneen. Telemetria- ryhmästä nähdään heti AO-07:lle tuttu rakenne: kuusi ryhmää neljän telemetriakanavan lukemia. Kutakin 24:n telemetriakanavan ryhmää erottaa kaksi HI-merkkiä. Mitä ilmeisimmin ISR (Instrumentation Switching Regulator) on kunnossa, koska se pystyi syöttämään B-moden lähetintä ja vastaanotinta. Nyt kuluneiden viikkojen aikana on ympäri maaiman käynyt valtava innostus, kun niin vanhat OT:t, kuin nuoretkin FM-satelliitteja workkivat nuoret amatöörit ovat käyneet ihmettelemässä liki 30-vuotista satelliitti-ihmettä. Näiden päivien aikana on tultu toistaiseksi siihen tulokseen (useimmat AO-07:ää rakentamassa olleista hamsseista ovat vielä elävien kirjoissa, mutta dokumenttien etsintä kellareista, vinteistä ja autotallien peristä on kestänyt tovin !), että joku satelliitin oiko- sulkeutuneista NiCd-akuista on galvaanisesti auennut, jolloin aurinkopaneleista saatava jännite on pystynyt jälleen syöttämään ISR:n kautta radiokalusta ! Viime päivinä on voitu havaita lähes kaikkien satelliitin oleellisten laitteiden olevan täysin toimintakuntoisia. Toisinaan matala käyttöjännite aiheuttaa lievää taajuusmodulaatiota paikallisoskillaattoreiden taajuuteen, mutta laitteisto on täysin muuten käyttökelpoista. AO-07:n vastaanottimet ovat tavattoman herkkiä ja satelliitin kautta workkiville on ollut vaikea paikka ymmärtää, että satelliittiin pääsee sisälle erittäin pienellä teholla. Näyttäisi siltä, että ainoastaan muutama kymmenen wattia ERP:tä riittää hyvään signaaliin. Liiallinen ylöslinkkiteho aiheuttaa vain sen, että muiden hyötysignaalien taso kärsii ja pahimmassa tapauksessa satelliitin transponderien paikallisoskillaattorit FM-modulatoituvat ikävästi. Yllämainitut lähettimet, vastaanottimet ja majakata ovat kaikki 2.3 GHz:n lähetintä lukuunottamatta toimintakunnossa, yhtä hyvällä mallilla kuin laukaisun jälkeenkin ! AO-07-projektin avainhenkilöt ovat pikaisesti rakentamassa komentoasemaa satelliitille, jolloin saadaan varmuus muidenkin laitteiden toiminnasta. Satelliitissa ei ole ensimmäistäkään mikroprosessoria, vaan toimintoja ohjaa kiinteä logiikka. Tämän logiikan käynnistymismoodi on kuin arpakuution heittoa satelliitin tullessa maan varjosta aurinkoon: etu- käteen ei voi tietää missä modessa satelliitti herää. Se voi olla B-modessa tai A-modessa, tai pelkkä 70 cm:n majakka päällä ja näyttää jopa siltä että toisinaan satelliitissa ei käynnistä mikään lähetin, jolloin alus on ilmeisesti D-modessa. 2.3 GHz:n lähetin on San Bernardino Microwave Societyn rakentama, eikä sitä ole koskaan päästy testaamaan avaruudessa. Lähettimellä on erityinen estologiikka, joka estää lähetintä tulemasta itsestään päälle, vaan se käynnistyy ainoastaan komennosta ja tällöinkin vain 15 minuutiksi kerrallaan. Näinollen ei ole riskiä, että lähetin tulisi päälle itsestään (lähetin ei ole nykyisinkään radioamatöörisatelliittibandilla). Satelliitti toimii erittäin hyvin. Itselläni satelliitti kuuluu B-modella hyvillä kierroksilla jopa sisätiloissa piiska-antennilla. Myös A-moden lähetin kuuluu hyvin, onhan satelliitissa täysimittainen dipoli 29 MHz:lle. Viikkojen kuuntelun jälkeenkään en pysty käsittämään, miten tämä lähes 30 vuotta vanha lintu voi vielä toimia näin hyvin. Kovasti kiinnostaa mm. miten paljon aurinkopanelit ovat todelluudessa huonontuneet mikrometeoriittien pommituksen myötä. Telemetrian perusteella näyttäisi siltä, että yksi paneleista tuottaa huonommin latausvirtaa, kuin muut. Taitaa AO-07:sta tulla toinen satelliitti, jonka telemetriaa täytyy ryhtyä seuraamaan aktiivisesti. Michael Fletcher, OH2AUE