Matkaraportti
Phase 3D-integrointi Orlandossa 16.03.-23.03.1998
AMSAT-OH:n edustajien, Michael Fletcher, OH2AUE:n ja Harri
Leskinen, OH2JMS:n, 10 GHz:n lähettimen integrointimatka
AMSAT:in integrointilaboratorioon Orlandoon Floridaan oli
erittäin onnistunut. Onnistuminen edellytti kuuden ja puolen
12-tuntisen työpäivän suorittamista paikanpäällä.
Haminamainen meininki
Paikalla oli runsaasti porukkaa, mm.
Karl Meinzer, DJ4ZC, Phase 3 D -projektin vetäjä
Peter Guelzow, DB2OS, väyläasiat, kontrolli-/telemetriasofta
Werner Haas, DJ5KQ, 144 MHz & 432 MHz lähettimet
Konrad Mueller, DG7FDQ, mekaniikka
Wilfried Gladisch, dokumentointi
Lou McFadin, W5DID, Integrointilaboratorion päällikkö
Chuck Green, N0ADI, RUDAK-rauta
Robert Davis, KF4KSS, rakenteen logistiikka
Rick Leon, KA1RHL, PR, yleiset logistiset asiat
Keith Baker, KB1SF, PR, AMSAT-NA:n varapuheenjohtaja
Stan Wood, WA4NFY, antennit paitsi 10 & 24 GHz, painoasiat
Freddy de Guchteneire, ON6UG, 24 GHz lähetin, 144 MHz rx
Matjaz Vidmar, S53MV, IF-matriisi, 21 ja 24 MHz rx, 6 cm rx, 1.3 GHz rx:t
Bdale Garbee, N3EUA, RUDAK-softa
Integrointia - taas ?!?!?
Tämänkertainen reissuhan oli tarpeen ESA:n tiukentuneen tärinä-
ja jyskytysspeksin vuoksi. Tämä taas oli seurausta Ariane 5:n ensimmäisen
koelennon ( -pätkän ... ) telemetrian perusteella saadusta
tiedosta huomattavasti suuremmasta tärinästä, kuin mitä alunperin
oli odotettavissa. Koska Phase 3D:n runkoa jouduttiin vahvistamaan
lujasti uuden spesifikaation vuoksi, jouduttiin myös rungon
rakennetta muuttamaan joiltain osin niin, että AMSAT-OH:n
toimittama ( ja jo viime keväänä kertaalleen integroima ) hyötykuorma
jouduttiin irrottamaan uudistustöiden jossakin vaiheessa.
Peltiheikit
Valitettavasti redundanttisen kulkuaaltoputkivahvistimen
antennin kiinnikkeet olivat nyt vahvistetussa rungossa joutuneet
aivan sivuun piirustuksiin merkityistä paikoista, joten
AMSAT-OH:n säätäjät joutuivat peltitöihin. Torviantennin kiinnikkeet
lyhennettiin ja niiden kiinnityspisteet rakennettiin uudestaan
kiinnikkeisiin niitattavilla alumiinlevyillä, joihin työstettiin
aaltoputkilaippojen kiinnityspaikat. Homma kesti kaikkinensa
pari päivää. Muu aika ennen tätä kului lähinnä hyötykuormamme
uudelleenasentamiseen ja läpikotaiseen testaukseen. Lisäksi
käytimme tilaisuutta hyväksi parantaa AGC-toimintakäyrän
muotoa tarkoituksenmukaisemmaksi.
Termistä johdetta
Kulkuaaltoputkivahvistin ja sen teholähde kiinnitettiin avaruus-
aluksen runkoon käyttäen lämmönjohteena erityisesti avaruusoloihin
kehitettyä alumiini-/silikonipohjaista materiaalia, jota Lou on
käyttänyt mm. sukkulaprojekteissa. Tämä on huomattavasti siistimpää
kuin viimekeväisessä asennuksessa käytetty kaksikomponenttisilikoniliima,
ja vain aavistuksen verran huonompin johde.
Kaikki oleelliset kiinnitysruuvit käsiteltiin tärinälukitusmateriaalilla,
joka vaati uunikäsittelyn ennen kiinnitystä haihtuvien aineiden
hävittämiseksi ennen tyhjötestausta. Materiaali on sitä Biltemasta
saatavaa automobiilitavaraa...
Teho- ja lineaarisuusmittauksia
Kaikki toiminnalliset testit suoritettiin IHU-simulaattorillamme.
Tällä testerillä suoritimme myös AGC-toimintakäyrän verifiointi.
Kutakin lähtötehon asetusta vastaava lineaarisuus mitattiin IHU-
simulaattorin kaksiäänigeneraattorin avulla rekisteröimällä
kolmannen kertaluvun keskeismodulaatiotaso eri AGC-asetuksilla.
Voimme ajaa lähetintämme haluttaessa kompressiossa vakioamplitudi-
modulaatioilla tai erittäin lineaarisella alueella. Puolijohdepääte-
asteen ulostuloteho on maksimissaan 6.4 W peak ja lineaarisella alueella n.
4 W ( - 20 dBc IMD ) ja TWTA:n ulostuloteho luokkaa 49 W peak kompressiossa
ja lineaarisella alueella n. 25 W ( - 20 dBc IMD ).
Mittaustekniikkaa
IMD-mittaukset suoritettiin käyttäjiä vanhemmalla
spektrianalysaattorilla, jossa oli naamataulusta
vaihdettava mikseridiodi !!!
CW kompressioteho on SSPA:lla 7.3 W ja TWTA:lla 58.3 W. Puolijohde-
pääteasteen kompressiotehoa on pudotettu 13 W:sta hyötysuhteen
parantamiseksi. Eri moduleiden virrankulutus 28 V:n linjalta
rekisteröitiin tarkasti tasavirtaklampin avulla. Testausten aikana
teho ajettiin SSPA:n tapauksessa koaksiaaliseen keinokuormaan ja
TWTA:n teho aaltoputkikeinokuormaan. Kummassakin pääteasteen
antennihaarassa oli mittausten aikana kalibroidut suuntakytkimet
tarkan tehomittauksen mahdollistamiseksi.
Empiirisenä tutkimustuloksena voidaan todeta mikroaalloilla olevan
havaittavissa kudoksien vanhenemista estäviä ominaisuuksia: "Baby Face"
-Leskiseltä kysyttiin todistusta riitävästä iästä kahdessakin
paikassa matkan aikana, ensin autovuokraamossa ja sitten hotellin
pubin tiskillä...
Allekirjoittaneen hyvin säilynyt hipiä on parran suojeluksessa.
Komennot ja telemetria
Lähtötehoa ( AGC:n toimintapistettä ) voidaan säätää neljän bitin
kombinaatiolla telemetrialinkin kautta. Ohjauksina voidaan myös
valita joko SSPA tai TWTA, sekä nostaa TWT-putken hehkujännitettä
hieman putken elikaaren loppupuolella emission parantamiseksi, sekä
voidaan asettaa TWTA:lle helix-virran ylivirran laukaisun ohitustila
erityistilanteita varten.
Edellisellä matkalla modifioitu 28V_S-ohjaus on nyt lisätty
muihinkin moduleihein, joita näimme integrointilaboratoriossa.
Tämä ohjaushan estää satelliitin hyötykuormien ( erityisesti
lähettimien ) päälletulon kun satelliitti on vielä kantoraketissa
kiinni.
The Real Thing
Kun kaikki testit ja dokumentointi oli valmista, siirryimme testaamaan
hyötykuormaamme puhtaasti IHU-ohjauksella. Tässä meitä avusti Peter,
DB2OS, joka suoritti haluamamme kauko-ohjaukset 400 baudin komentoyhteyden
yli langattomasti telemetrialinkin yli satelliitin ollessa täysin
itsenäisenä ja langattomassa yhteydessä, kuin avaruudessa ikään.
Vain aurinkopaneelisimulaattori oli kinni aluksessa testejä suorittaessamme.
Samalla seurasimme lähettimemme telemetriakanavista paluutietoja
telemetrialinkin paluuyhteydellä. Kaikki pelasi loistavasti - juuri
niinkuin pitikin, joten tyytyväisiä oltiin.
Ensimmäinen transponderiyhdistelmä
Samassa yhteydessä testasimme eri vastaanottimien kytkentää lähettimeemme
ja tämäkin toimi mainiosti. Samalla pidimme"ensimmäisen kuson"
144 MHz/10451 MHz yhdistelmällä. Testauksissa käytimme myös 1.3 GHz:n
vastaanotinta ja lisäksi välitaajuuteen kytkettiin vastaanotin-
läpäisyn lisäksi 1 - 3 majakkaa ja RUDAK:ilta dataa ( 2 * 9k6
+ 153.6 kbit/s ). Ylöslinkille kun vielä syötettiin SSB-signaali,
saatiin hyvä käsitys C/I-suhteesta ( hyötysignaalin voimakkuus
häiriötason yläpuolella ) eri lähtötehoilla.
Tehonmittauksessa käytettiin valantehnyttä, juuri kalibroitua teho-
mittaria. Tehomittarille oli muitakin havittelijoita ja allekirjoittanut
auttoi AMSAT_DL:n ryhmää 2.4 GHz:n, 435 MHz:n ja 145 MHz:n lähettimien
tehojen mittauksissa, sekä näiden + 24 GHz:n lähettimien spektrianalyysissä.
Analysaattorina oli syntetisoitu 50 GHz:n spektrianalysaattori.
Joitain ongelmia vielä jää eri ryhmien ratkottavaksi, mutta AMSAT-OH:n
toimittama hyötykuorma toimii täysin moitteettomasti.
Tulee kuulumaan ja kovaa
Yhteenvetona voidaan mainita, että näyttäisi siltä, että AMSAT-OH:n
toimittama 10 GHz:n lähetin on EIRP:ltään ja lineaarisuudeltaan/
spektripuhtaudeltaan ylivoimainen laite. Ajettaessa lähetintämme
lineaarisella alueella, ovat dynamiikkaa rajoittavina tekijöinä
välitaajuuteemme kytketyt muut laitteet...
Thermal Vacuum-testit
Seuraava vaihe Phase 3 D-satelliitin laukaisuvalmisteluissa on
koko satelliitin terminen syklaus tyjiössä. Tässä testissä todetaan
laitteiden oikeellinen toiminta -20 C-asteen ja + 50 C-asteen
äärilämpötiloissa ( edes kaupallinen avaruusspeksattu TWTA ei ole
spesifioitu toimimaan alle 0 C-asteen... ). Testit kestävät noin viikon.
Bump & Vibration
Tätä seuraa tärinä- ja jyskytystestaus ja jos satelliitista ei varise
oleellisia komponentteja pois on seuraava pysähdyspaikka Ranskan Guyana
Etelä-Amerikassa...
Lähtee - ei lähde...
Laukaisusta ei ole vielä mitään varmaa tietoa, vain vahvoja epäilyksiä.
On kuitenkin täysin mahdollista, että satelliittimme laukaisu tapahtuu
vihdoin ja viimein tämän vuoden puolella. Tätä ennen joudutaan vielä
ylipaino-ongelman ratkaisun eteen. Jostakin on aivan pakko pudottaa
10 kg painoa pois, jotta saavutettaisiin eden kohtuullinen rata
satelliitillemme. Koko aluksemmehan painaa uusien rungon vahvistusten
ja muutosten vuoksi huomattavasti suunniteltua enemmän.
Nyt jos koskaan on oikea hetki aloitaa 10 GHz:n vastaanottimen
rakentaminen Phase 3 D:tä varten !
Michael Fletcher, OH2AUE
AMSAT-OH