Радиолюбительский спутник AO-40

Трасса полёта

Перигей и апогей: 48800 км

Частоты

P3-D частоты для передачи на спутник (Uplink):

UPLINK	Цифровой	Аналоговый Passband
15 м	нет	21.210 — 21.250 МГц
12 м	нет	24.920 — 24.960 МГц
2 м	145.800 — 145.840 МГц	145.840 — 145.990 МГц
70 см	435.300 — 435.550 МГц	435.550 — 435.800 МГц
23 см (1)	1269.000 — 1269.250 МГц	1269.250 — 1269.500 МГц
23 см (2)	1268.075 — 1268.325 МГц	1268.325 — 1268.575 МГц
13 см (1)	2400.100 — 2400.350 МГц	2400.350 — 2400.600 МГц
13 см (2)	2446.200 — 2446.450 МГц	2446.450 — 2446.700 МГц
6 см	5668.300 — 5668.550 МГц	5668.550 — 5668.800 МГц

P3-D частоты для приема на Земле (Downlink):

DOWNLINK	Цифровой	Аналоговый Passband
2 м	145.955 — 145.990 МГц	145.805 — 145.955 МГц
70 см	435.900 — 436.200 МГц	435.475 — 435.725 МГц
13 см (1)	2400.650 — 2400.950 МГц	2400.225 — 2400.475 МГц
13 см (2)	2401.650 — 2401.950 МГц	2401.225 — 2401.475 МГц
3 см	10451.450 — 10451.750 МГц	10451.025 — 10451.275 МГц
1.5 см	нет	24048.025 — 24048.075 МГц

P3-D частоты приема телеметрии (Маяки):

Диапазон	Основной маяк	Средний маяк	Инженерный маяк
2 м	нет	145.898 МГц	нет
70 см	435.438 МГц	435.588 МГц	435.838 МГц
13 см (1)	2400.188 МГц	2400.338 МГц	2400.588 МГц
13 см (2)	2401.173 МГц	2401.323 МГц	2401.573 МГц
3 см	10450.975 МГц	10451.125 МГц	10451.375 МГц
1.5 см	24047.885 МГц	24048.035 МГц	24048.285 МГц

Информация о спутнике

АО-40 — это связной суперспутник последнего поколения хотя после взрыва на борту осталось в рабочем состоянии всего четверть возможностей и наземная команда просто не тестировала многие системы опасаясь выхода из строя того что уже работает как было с S-1 передатчиком который исправно отработал 2 месяца, а теперь не подлежит восстановлению. История с запуском это отдельная статья — первый спутник взорвался на Ариане 5 при запуске. Тот что летает сейчас — это второй, резервный комплект. Запущен так же на Ариане на геостационар и после включения разгонного двигателя для вывода на конечную орбиту борт замолчал.

AMSAT OSCAR 40 Был запущен 16 ноября 2000 г в 01:07 UTS ракетоносителем Ариан 5. Носитель вывел на орбиту четыре спутника общим весом 6293.5 КГ из которых 646 КГ занял Фаза-3Д который покинул носитель последним. В 01:53 Фаза-3Д переименованный в АО-40 успешно отделился от Ариана. Проект АМСАТ Фаза-3Д начался в 1991 году и сразу же возникли сомнения сможет ли радиолюбительское сообщество создать настолько сложный и многофункциональный аппарат и если сможет то будет ли он летать. Проекту не везло много раз , ему не хватало денег катастрофически (даже пожертвования собирали) и запуск назначенный на 96 год откладывался многократно вплоть до 2000 года, первый образец Ф3Д был разрушен на первом неудачном запуске Ариан-5. К сожалению многие решения заложенные в него за это время устарели. В частности, развитие пакетных контроллеров пошло по другому пути чем планировалось, увеличение скорости до 38400 не произошло, пакет применили для АПРС (автоматическое определение местоположения) где ему и место. Увеличение скорости цифрового обмена по радио пошло по пути распределенного спектра и скорости 2 и 11 Мбит/сек сегодня доступны на безлицензионной основе,но это уже другая история.

Утром 16 ноября 2000г были получены первые сигналы с АО-40 первый 400-bps PSK бакен был принят на частоте 145.898 и уровень сигнала был огромен. Бакен принимался и радиолюбителями на IC-706 и антенну с круговой поляризацией на уровне S-5 и это с космического аппарата на расстоянии 35000 КМ от земли. ОСКАР 40 был выведен на геостационарную промежуточную орбиту откуда после проверок всех систем должен был стартовать на оконечную высокоэлиптическую в северной полусфере (аналог АО-10 и АО-13). Это требовало включения маршевого двигателя 400-Newton arcjet motor примерно на период в 270 дней. Начальные тесты всех систем после старта показали хорошее состояние борта после вывода на геостационар, однако неудачи не оставляли АО-40, поток телеметрии с борта был прерван 13 декабря во время тестов 400-newton propulsion system маршевого двигателя — АО-40 замолчал и любые попытки вернуть его к жизни не принесли результатов. Слабая надежда на то что бортовой компьютер рестартанет 16 декабря и возобновит поток телеметрии, однако этого не случилось. Наземная команда продолжала вслепую давать команды на сброс бортового компьютера но безрезультатно. Согласно рапорта North American Aerospace Defense Command — NORAD — АО-40 выглядел целым и орбита совпадала с ожидаемой, данные радаров совпадали с расчетными размерами спутника и посторонних частей не наблюдалось — это не подтверждало догадку что спутник взорвался. Бортовой компьютер IHU-1 не воспринял *слепые команды* посылаемые наземной станцией и второй программный watchdog также не сбросил компьютер.

Однако оба таймера были программными и наземная команда пыталась избежать холодный старт. Ф3Д был запущен несмотря на проблемы обнаруженные в емкости с гелием которая контролировала поток топлива для маршевого двигателя 400-newton, недостатки были выявлены на земле во время тестов и емкость была отправлена на ремонт производителю. Регуляторы объема и давления работали нормально во время наземных тестов и в течении теста на давление непосредственно перед запуском. Однако "все что под давлением — когда-то взрывается" (народная китайская мудрость). В рождество — 25 декабря прошла команда на сброс и возобновился поток телеметрии через 2.4 ГГц бакен, (по слухам его пробили полуторокиловаттным сигналом с одной из огромных парабол 40м в диаметре, наверное врут). Начальный анализ показал что в дополнении 2.4 ГГц передатчика 2м, 70 см и 1.2 ГГц приемники и направленные антенны работают а вот антенны с круговой диаграммой и ряд передатчиков нет. Видимо никто и никогда не узнает точно что случилось на борту но скорость вращения и выявленный ряд нерабочих систем говорят о небольшом взрыве емкости с гелием на борту.

Более подробно рабочие и не рабочие системы сведены в таблице. С помощью вспомогательного двигателя АТОС АО-40 был передвинут на эллиптическую орбиту по экватору на которой он может находится около 20 лет (по ней он летает и сейчас). Был использован холодный пуск двигателя без зажигания, только потоком газа, но при этом было израсходовано все топливо. Неприятности на этом не закончились и после первых успешных связей в режиме U/S1 (435/2400) с мая 2001 по август и успешного тестирования системы трехосевой стабилизации 13 августа отказал S1 передатчик, попытки восстановить его не увенчались успехом. В довершение всего S1 транспондер был оснащен узконаправленной параболической антенной с высоким коэффициентом усиления и сигналы S2 транспондера на 10 ДБ слабее, хотя антенна имеет более широкую диаграмму направленности, но на наземной станции от этого не легче (сигнал на 2401 в 10 раз слабее). Не исключено что при очередном тестировании одной из систем АО-40 может замолчать навсегда не смотря на почти полный год достаточно успешной работы через него. Наземная команда крайне осторожно работает с бортом и благодаря ее усилиям стало возможным проводить связи через АО-40.

Частоты и порядок смены транспондеров могут изменяться по командам с Земли. Кроме того они меняются в зависимости от местоположения спутника на орбите, вся орбита (а она очень протяженная) разбита на 256 частей т.н. МА каждый МА чуть более 4 минут режим работы определяет номер МА. В телеметрии идет расписание работы на текушую орбиту и анонс будущих изменений , состояние спутника ПЧ матрица и какие приемники и передатчки в данный момент подключены, даже температура блоков и состояние батарей, система ориентации и навигации, уровень АРУ на приемнике и т.д. Подробнее смотри ниже. Кого и когда слышно на АО-40 можно посмотреть по адресу: http://www.artieda.net/hb9dri/ao40logger/

Станции имеют уровень примерно на 10 Дб меньше чем сигнал с мидбакена, кроме того на борту есть устройство лимиттер так называемая *лейла* (абревиатура с немецкого) которая выдает предупреждение если кто-то *передул* транспондер по входу и отсекает (выставляет нотч фильтр) если станция продолжает передачу. Прием на 2.4 Гиг задача не сложная и вполне по силам большинству радиолюбителей. Работать через АО-10 гораздо сложней по причине необходимости мощного усилителя и хороших антенн на 435 и очень *загрязненного* участка на прием 145 Мег, где никакие антенны и фильтры не спасут от китайского радиоудлиннителя в соседнем микрорайоне на частоте 145.900 ровно с полосой +-25КГц .

Средний бакен или маяк транслирует телеметрию. Еще есть основной бакен (маяк) и инженерный они торчат в начале и в конце пассбанда (участок работы) но они выключены. Могут подключатся в любой передатчик который в данный момент используется. АО-40 использует ПЧ матрицу к которой могут быть подключены програмно любые приемники и любые передатчики кроме одного диапазона, есть еще деление на аналог и цифровой пассбанд. Телеметрия идет в рабочем передатчике постоянно кроме некоторых исключений:.

В центре S-транспондера на АО-40 идет передача телеметрии т.н. мидбакен который выключается только во время работы цифрового комплекса RUDAK. Все остальное время он передает телеметрию которую достаточно легко декодировать имея компьютер и звуковую карту. Программа для декодирования по адресу: http://www.qsl.net/ae4jy/ao40rcv.htm бесплатная и позволяет любому следить за состоянием спутника , какие транспондеры включены и когда , кроме того там передается программа работы борта, номера орбиты и много еще чего. Спутник очень хорошо *слышит* землю имеет очень чувствительные приемники на 435 и 1.2 Гига но имеет слабый передатчик работающий на антенну с широкой диаграмой направлености — его плохо слышно. Поэтому правило *если ты не слышишь — не можешь сработать* право как никогда.

Частоты, моды, диапазоны можно посмотреть здесь: http://www.dj1km.de/amsat-dl/p3dqrg.html