上回說到,有如此多種多樣的業餘無線電通訊方式等著我們去實踐。
這次,我們的眼光可不僅侷限於地面上,地球已經擋不住我們的腳步了,我們要上天。
上天,就是玩衛星通訊,也就是藉助填上的衛星,與其他業餘無線電愛好者通訊,或者從衛星獲取通訊訊號。有些HAM也把這種活動叫做“打衛星”。
其實,“打衛星”沒有那麼神祕,我們業餘無線電愛好者們所使用的,也都是業餘無線電衛星,畢竟,專業衛星是不能隨便玩的。
業餘衛星通訊業餘無線電衛星的簡要歷史
業餘無線電衛星的研究與世界其他衛星工程的起步在時間上相差不多。1958年1月至5月,蘇聯的衛星Sputnik和美國的探索者一號相繼升空。與此同時,美國的一些愛好者萌生了發射業餘無線電通訊衛星的設想。他們組織起來並將這個計劃命名為OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio),目標就是製造和發射業餘無線電通訊衛星。4年之後,他們的努力獲得成功,世界上第一顆業餘通訊衛星OSCAR-1號在美國加利福尼亞的範登伯格空軍基地由發現者36號火箭攜帶升空。
歷經了幾十年的探索,現在的OSCAR衛星,在技術上有了重大進步。但在開發過程中,愛好者的“業餘”傳統一直延續了下來,並體現在最新的衛星設計上。比如OSCAR-13,這是一顆AMSAT Phase 3 衛星,其中大部分子系統是自制的,有些部件甚至是從二手市場上購買的。衛星內部連線各模組的玻璃纖維杆是在AMSAT(業餘衛星組織)一位副主席家廚房裡的爐子上加工的;用千製造導熱毯的材料來自捐贈,由一位志願者在他家地下室裡用手縫製而成。另外一個業餘通訊衛星Phase 3-D的很多部件用的也都是類似的“廉價”的製作手段。比如,用以展開和固定太陽能電池組的裝置,實際上跟普通門栓的結構沒什麼兩樣。衛星構架用的是普通鋁片,許多天線用的也是一般材料,加速發動機和電池用的則是一些廢舊邊角料,其中很多材料是各國航天公司捐贈或從他們那裡低價購得的。
儘管業餘衛星製作成本低廉,但其精緻程度足以與運營中的商業衛星相娥美。自20世紀80年代以來發射的業餘衛星已具相當水平,現在軌執行的業餘無線電通訊衛星約有20顆,過半攜帶有BBS系統。有一些衛星允許愛好者利用電腦和收發信機以9600bit/s的速度與之連線並使用它。利用現在的業餘無線電資料分組通訊衛星(PACSAT)所組成的網路,理論上愛好者們可以在地球上任意兩地收、發信息,而這一過程只需幾秒。業餘衛星的語音轉發器使得愛好者可以有更多的操作模式選擇,從CW到SSB再到FM。有些衛星還允許地面上的電臺之間通過它進行業餘電視(FSTV)或慢掃描電視(SSTV)的通聯。
業餘衛星的轉發器,即使是最簡單的,其天線也有它的指向性,因為衛星的姿態控制系統對千保持良好的通聯非常重要。不同的業餘衛星採用不同的穩定技術,從簡單的磁棒到電腦控制的主動電磁鐵系統,來控制衛星的旋轉穩定性和姿態。Phase 3系列的衛星使用了主動電磁鐵系統,它可以自動檢測地球和太陽的位置,並用所攜帶的電腦分析這些資料,然後通過控制衛星上的三套電磁鐵,獲得合適的旋轉速度並使衛星穩定。有些業餘衛星利用重力梯度和磁力測定來檢測衛星姿態,這項簡單而實用的設計已經應用於許多微衛星(MICROSAT)。
實時的衛星通訊技術有很多種,從音訊轉發到資料儲存和轉發再到允許同時發射小型衛星的多衛星發射介面卡, 這裡面都凝聚了業餘無線電愛好者的智慧,所用的材料也是他們在自己的工作室裡加工的。更重要的是,業餘愛好者作為開拓者,為小型衛星的將來開闢了一條道路。現在,一些商業集團正準備投資數十億美金髮射上百顆類似的小型衛星用於資料儲存和轉發。在業餘愛好者開創先河之後,這些小型衛星的發射將帶來更多技術上的革新與突破。
歷史上也曾被稱為“業餘”的萊特兄弟、馬可尼、羅貝德高達德等偉人們,都是利用現有的材料和條件,融入自己的智慧和創造,設計和製造出新的東西為我們現代文明做出了巨大貢獻。這種開拓者的精神,一直被全世界的業餘無線電愛好者們繼承併發揚。
由於業餘衛星技術上的進步與隊伍的壯大,業餘衛星通訊已被國際電信聯盟(ITU)確認為一項專門的無線電業務一業餘衛星業務(Amateur Satellite Service),其定義是:利用地球衛星上的空間電臺開展與業餘業務相同目的的無線電通訊業務。專門的組織AMSAT (The Radio Amateur Satellite Corporation)已遍佈世界上20 多個國家和地區,有一些大學也成立了相應的機構。對這項活動感興趣的愛好者可以方便地通過該組織的網站:/file/2020/01/07/20200107210704_10938.jpg 查詢到最新資料。
下期預告:衛星雖好,上天也難。為了降低成本,業餘無線電愛好者們也使出了渾身解數。下期將為大家進一步介紹。