Comunicaciones por Satélites y Espacio

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En la actualidad, existen varios programas de seguimiento por satélite disponibles en formato shareware o para su compra, así como en una variedad de formatos informáticos diferentes. Además, numerosos sitios web relacionados con la operación de satélites para aficionados ahora tienen programas de seguimiento en línea que hacen que el seguimiento aproximado sea muy fácil. Pero, si se toma en serio el seguimiento por satélite, también debe familiarizarse con el uso de conjuntos de datos orbitales llamados elementos keplerianos (Keplerian Elements).

Elementos Keplerianos (Keplerian Elements)

En la actualidad, el NORAD (Comando de Defensa Aeroespacial de América del Norte) lleva un registro de casi todo lo que ocurre en la órbita terrestre. Periódicamente, envía información orbital sobre satélites no clasificados a la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) para que la divulgue al público en general. La información se enumera según el número de catálogo de cada satélite y contiene datos numéricos que describen, de forma matemática, cómo se mueve el satélite alrededor de la Tierra.

Sin entrar en los complejos detalles de la mecánica orbital (¡o de las leyes de Kepler!), basta con decir que estos datos son los que utiliza el software de su computadora para trazar las trayectorias previstas de los satélites. Es decir, una vez que ha cargado su ubicación (latitud y longitud), la hora actual (junto con su diferencia local con respecto al Tiempo Universal Coordinado (UTC)) junto con los archivos de elementos keplerianos en su software de seguimiento de satélites, la computadora resuelve las complicadas matemáticas orbitales para hacer una predicción de dónde debería estar un satélite seleccionado en el momento actual (o en un momento futuro).

Balizas (Beacons)

Probablemente una de las primeras cosas que aprenderá a hacer después de averiguar cuándo un satélite en particular estará dentro del alcance de su estación es escuchar la señal del satélite. La mayoría de las señales de los satélites consisten en una o más transmisiones provenientes del satélite que lo ayudarán en su búsqueda y le indicarán otras cosas sobre el estado del satélite y la naturaleza de sus transpondedores.

Las balizas satelitales funcionan en muchos modos, desde código Morse hasta una variedad de formatos digitales, y generalmente se las puede encontrar en frecuencias inmediatamente superiores o inferiores a las otras frecuencias de enlace descendente del satélite. Además, como la mayoría de las balizas satelitales transmiten

Con una cantidad fija de potencia de salida, también pueden servir como un excelente punto de referencia para configurar y calibrar las antenas de su estación y otros equipos. La mayoría de las señales de telemetría satelital, que consisten principalmente en transmisiones sobre el estado del satélite, también se envían a los controladores terrestres a través de la baliza. Es más, algunos satélites incluso proporcionan información sobre sus horarios de transpondedores, junto con otros elementos de interés para los operadores de satélites, utilizando sus balizas. Sin embargo, en el caso de AO-91 y la mayoría de nuestros otros satélites FM populares, el enlace descendente de un solo canal es en sí mismo la baliza.

Transpondador (Transponder)

Por lo tanto, una vez que tenga una forma fiable de saber cuándo el satélite está dentro del alcance de su estación y se haya familiarizado con su baliza, el siguiente paso es aprender a utilizar su transpondedor. Un transpondedor es un circuito que recibe su señal de enlace ascendente y luego retransmite lo que escucha a través de su transmisor de enlace descendente, de forma muy similar a como lo hace un repetidor FM terrestre. Sin embargo, a diferencia de un repetidor FM terrestre, que tiene una frecuencia de entrada y salida específica en la misma banda, la mayoría de los transpondedores de satélites de aficionados reciben y luego retransmiten lo que escuchan en otra frecuencia (o frecuencias) en otra banda de aficionados completamente diferente. En resumen, la mayoría de los satélites de aficionados actúan de forma muy similar a "repetidores en el cielo" de banda cruzada.

Además, como un satélite es un objetivo en movimiento, las señales que pasan a través de él exhibirán un pronunciado desplazamiento Doppler, como el tono cambiante del silbato de un tren cuando se acerca y luego pasa. Durante un contacto satelital, a medida que el satélite se acerca a usted, tanto las frecuencias de enlace ascendente como descendente parecerán más altas que las publicadas. A medida que el satélite pasa por encima, tanto las frecuencias de enlace ascendente como descendente parecerán caer lentamente en frecuencia con respecto a las publicadas. Y, como si eso no fuera lo suficientemente confuso, este aparente desplazamiento de frecuencia parecerá ser más pronunciado en las bandas de radioaficionados de frecuencia más alta (longitud de onda más corta) que en las más bajas.

Nuestro satélite de ejemplo (AO-91) utiliza lo que se denomina un transpondedor FM de "tubo curvo". Es decir, todas las señales FM que se envían al satélite por su enlace ascendente de un solo canal se "envían a través del tubo" de vuelta por su enlace descendente FM de un solo canal.

Modos de Operación

Uno de los términos que también encontrarás en el trabajo satelital será una referencia los modos de funcionamiento del transpondedor de un satélite. El modo de funcionamiento de un satélite no es más que una forma abreviada en la que los operadores de satélites veteranos identifican las distintas combinaciones de frecuencias de enlace ascendente y descendente disponibles para su uso. En los primeros tiempos de la explotación de satélites, se utilizaban una o más letras del alfabeto para designar los modos de transpondedor de los satélites. Por ejemplo, si la frecuencia de enlace ascendente de un satélite estaba en 2 m y su frecuencia de enlace descendente estaba en 70 cm, se decía que el satélite estaba funcionando en "Modo J". Un enlace ascendente en 70 cm con un enlace descendente en 2 m se denominaba "Modo B", y así sucesivamente.

En la actualidad, debido a que hay en órbita tantos satélites con distintas combinaciones de transpondedores de enlace ascendente y descendente, ha surgido un sistema más simplificado que incluye la primera letra de la banda en uso (VHF, UHF, SHF, etc.). Como resultado, el antiguo "Modo B" ha pasado a denominarse "Modo U/V", ya que el transpondedor de enlace ascendente del satélite está sintonizado en UHF y su transmisor de enlace descendente está configurado para las bandas VHF. Asimismo, el antiguo "Modo J" ha pasado a denominarse "Modo V/U", y así sucesivamente.

Antenas de Satélites

Si realmente desea escuchar o trabajar rutinariamente con satelites FM con un HT, necesitará una antena Yagi portátil de algún tipo para proporcionar a su transceptor suficiente potencia de enlace ascendente efectiva (y ganancia de receptor de enlace descendente) para hacerlo de manera confiable.

A lo largo de los años, muchos aficionados a los satélites han "fabricado sus propias" antenas Yagi portátiles exclusivamente para trabajar con estos satélites LEO. Por ejemplo, radioaficionados como Kent Britain (WA5VJB), un entusiasta de VHF/UHF desde hace mucho tiempo, han estado compartiendo libremente su aprendizaje mediante la publicación de numerosos planos en Internet para una serie de antenas Yagi portátiles caseras de 2 m y 70 cm hechas con materiales fáciles de conseguir. Estos materiales incluyen trozos de cable de tierra de aluminio o varillas de soldadura junto con trozos de madera de su sótano, garaje o cobertizo (o, cuando todo lo demás falla, de su ferretería local).

En un excelente artículo en línea titulado "Antenas baratas para los satélites LEO de AMSAT" en www.wa5vjb.com/references/Cheap%20Antennas-LEOs.pdf, Kent muestra cómo se puede construir fácilmente una antena Yagi portátil de "dual band" para trabajar con los satélites FM. Otra fuente confiable de planos para estas antenas caseras se puede encontrar en una excelente serie (o mejor aún, un auricular con un micrófono de pértiga conectado) mientras se trabaja con estos satélites.

Un auricular con brazo articulado le evitará la tarea de tener que sostener una antena con una mano y la radio cerca de la boca y los oídos con la otra. Aunque están hechos de materiales livianos, su brazo se cansará después de sostener una de estas antenas durante un pase satelital de 15 minutos, tanto que probablemente querrá cambiar de mano una o dos veces durante su contacto. Otro enfoque que funciona bien es solicitar la ayuda de un asistente que pueda sostener su radio (o un pequeño altavoz externo conectado a su HT) durante el pase.

Antenas Fijas

Una antena de estación base omnidireccional relativamente económica que resulta útil para el trabajo con satélites LEO se llama Eggbeater. La antena Eggbeater se parece mucho a su homónima, una batidora de huevos de cocina común y corriente.

Esta antena está compuesta por dos bucles de onda completa de alambre (o algún otro material metálico rígido) colocados 90 grados fuera de fase entre sí. Algunos diseños incluso tienen elementos reflectores parásitos debajo del conjunto para darle a la antena una mayor ganancia. En el horizonte, la antena presenta un patrón lineal polarizado horizontalmente, lo que también la hace útil para trabajos terrestres de VHF o UHF con señales débiles. Sin embargo, a mayores elevaciones, la antena presenta un patrón de radiación circular cada vez más dextrógiro, lo que la hace ideal para trabajos satelitales.

Gerald Brown, K5OE, ha publicado un excelente artículo en línea sobre cómo fabricar antenas Eggbeater optimizadas para satélites en wb5rmg.somenet.net/k5oe/Eggbeater_2.html. Las Eggbeaters también están disponibles en fabricantes de antenas comerciales como M2 Antennas de Fresno, California www.m2inc.com. Actualmente estoy usando un par de antenas Eggbeater M2 fabricadas comercialmente en mi QTH hogareño y encuentro que funcionan razonablemente bien para las aves LEO, especialmente si los elementos reflectores de la antena están instalados. Ahora bien, es cierto que los batidores de huevos no te darán señales S9 de horizonte a horizonte ni hacia dentro ni hacia fuera de las aves como lo hará una antena Yagi de brazo largo.

Modos de Operación de Satélites

Históricamente, las frecuencias de enlace ascendente (transmisión a) y enlace descendente (recepción desde) de OSCAR se designaban utilizando códigos de una sola letra.

• Mode A: 2 m uplink / 10 m downlink
• Mode B: 70 cm uplink / 2 m downlink
• Mode J: 2 m uplink / 70 cm downlink

Las nuevas designaciones de enlace ascendente y descendente utilizan conjuntos de letras emparejadas que siguen la estructura X/Y, donde X es la banda de enlace ascendente e Y es la banda de enlace descendente.

Desig	H	A	V	U	L	S	S2	C	X	K	R
Banda	15 m	10 m	2 m	70 cm	23 cm	13 cm	9 cm	5 cm	3 cm	1.2 cm	6 mm
Freq	21 MHz	29 MHz	145 MHz	435 MHz	1.2 GHz	2.4 GHz	3.4 GHz	5 GHz	10 GHz	24 GHz	47 GHz

Modo	Uplink	Downlink
HA	21 MHz	29 MHz
HV	21 MHz	145 MHz
VA	145 MHz	29 MHz
VU	145 MHz	435 MHz
UV	435 MHz	145 MHz
US	435 MHz	2400 MHz
LU	1268 MHz	435 MHz
LS	1268 MHz	2400 MHz
LX	1268 MHz	10450 MHz
VS	145 MHz	2400 MHz
SX	2400 MHz	10 GHz

Frecuencias de Satélites para Radioaficionados

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Satelites con Transponders

Satelite	Modo	Uplink	Downlink	Beacon	Notas
AO-7	VA	145.850 - 145.950 MHz	29.400 – 29.500 MHz	29.502 MHz CW	SSB/CW No-Invertido
	UV	432.125 – 432.175 MHz	145.975 – 145.925 MHz	145.977 MHz CW	SSB/CW Invertido
	V			145.977 MHz CW
	U			435.100 MHz CW
FO-29	VU	145.900 – 146.000 MHz	435.800 – 435.900 MHz	435.795 MHz CW	SSB/CW Invertido
AO-73	UV	435.150 – 435.130 MHz	145.950 – 145.970 MHz	145.935 MHz BPSK	SSB/CW Invertido

Programas (Software) para Satelites

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