Radioklub OK2KJT
Pavel Masař
Leskovec 166
Valašská Polanka
756 11
Czech Republic
Email:
radioklub@ok2kjt.net

Přihlašovací jméno
Heslo

Článek
Elektrotábor ARISS (OK2KET - OR4ISS)
Zbyněk OK2PIN, 11. srpna 2016 09:33

ARISS (Amateur Radio on International Space Station) je program určen školám (typicky středním), jehož cílem je vzbudit v dětech zájem o techniku, fyziku, vesmír, kosmonauty, vysílačky, vesmírný program. Organizují ho vesmírné agentury (NASA, Rosaviakosmos, JAXA, CSA, ESA) ve spolupráci s radioamatéry.

Pro studenty škola připraví vzdělávací program zaměřený na různé oblasti, které jsou spojené s vesmírem a jeho výzkumnými programy. Zakončením tohoto programu je rádiové spojení s kosmonautem, který je zrovna ve vesmíru na Mezinárodní vesmírné stanici. Studenti tak mají výjimečnou možnost položit kosmonautovi nějakou otázku a dostat na ni odpověď.

Elektrotábor není typickým účastníkem. Nejsme škola a většina účastníků nejsou studenti středních škol. Pro žáky základních škol je to tedy zcela unikátní a neopakovatelná příležitost přímo mluvit s kosmonautem. Přihlášku jsem podal již v roce 2012 a obratem jsem ji dostal potvrzenou, jako první účastník z České republiky. Jelikož se účastní školy z celého světa, čekací doba je dlouhá, tehdy asi 1 rok. Dalším omezujícím faktorem je krátká doba trvání Elektrotábora - 11 dnů. ISS sice obletí Zemi 15x denně, ale část průletů není vidět (jsou pod obzorem) a vhodné, vysoké průlety mohou nastat v nevhodnou dobu, třeba ve 2 hod po půlnoci. Přesně tak nám to vycházelo celé 4 roky. Škole je jedno, jestli spojení nastane v říjnu nebo si počkají do dubna. Elektrotábor vždy musel čekat další rok.

Až letos jsme měli štěstí. Už začátkem roku bylo jasné, že během tábora budou vhodné průlety během pozdního odpoledne a večera. Takže začala příprava. Probíhala ve dvou hlavních rovinách.

Vzdělávací část jsem si vzal na starost s Petrem OK1VEN. Připravili jsme si pásmo krátkých přednášek o vesmíru, družicích, ISS, vysílačkách, anténách a kosmonautech. Cílem bylo dětem přiblížit vesmírný program, ukázat technické obtíže, ale i krásy letů do vesmíru a komunikací.

Z technické části bylo třeba připravit vysílací zařízení. Na ISS je jen minimalistická radioamatérská stanice, v podstatě ručka na FM s výkonem jednotek wattů a nějaký dipol. Tedy hlavní tíži spojení musí (logicky) nést pozemní stanice. Spojení probíhá s pásmu 145 MHz frekvenční modulací. Požadavky NASA byly: 200 wattů výkonu, automatická korekce Dopplerova posunu, anténa minimálně 10 dB s automatickým natáčením v obou rovinách (horizontální i vertikální).

Jelikož ARISS byla z pohledu tábora vedlejší, krátká a jednorázová aktivita, nechtěli jsme do příprav investovat příliš mnoho času a úsilí. Maximálně jsme chtěli využít dostupné věci a jen minimum dodělat.

Volba vysílačky byla jasná: Yaesu FT-897, oblíbený a rozšířený radioamatérský transceiver. Disponujeme několika kusy. Na táboře jsme jich měli 5 a využili jsme je v závodech na KV i VKV. V případě problémů, snadno vyměníme za jiný kus. Jelikož na 145 MHz dává "jen" 50W, přivezl Petr OK1VEN koncový stupeň (zesilovač výkonu) VLA200 s maximálním (teoretickým) výkonem 200W. Všechny klíčové prvky, tedy vysílačka, koncový stupeň i natáčení antény, byly napájeny z autobaterie 12V, abychom byli nezávislí na případném výpadku elektřiny.

Je třeba též řešit polarizaci antény. Použít křížovou Yagi a přepínat polarizace se jevilo zbytečně komplikované (navíc jsme takovou anténu neměli). Vzpomněl jsem si však na starou GW4CQT, která byla v 90. letech používaná v radioklubu OK2KJT a která by principálně řešila problémy se správnou polarizací. Roky už ji nikdo neviděl. Kde je teď? Nakonec se našla na půdě u OK2PMU. Zub času na ní zahlodal (pokřivené prvky a zarezlý konektor), ale byla funkční.

Zbýval vyřešit rotátor a elevátor. Rotátor (horizontální otáčení) nebyl problém, zapůjčili OK2KOL, kteří ho používají ve VKV závodech. Jediný chybějící prvek byl elevátor (vertikální natáčení). Navrhl ho Vlastík OK2PQH a mechanicky dokončil Zdeněk OK2BUC. Rotátor i elevátor pohání malé stejnosměrné, 12V motorky používané u dražších aut na posun sedadel řidiče a spolujezdce.

Takže zbývalo vyřešit snímání azimutu a elevace a automaticky natáčet. A opět nejjednodušší varianta. Tedy aripot (víceotáčkový potenciometr) s ozubeným kolem přitlačeným na otáčecí část stožáru gumicuky.

Notebooky jsem od začátku vyloučil. Zbytečná komplikace hyzdící pracoviště. Zvolil jsme opět jednoduchou variantu malý bazmek postavený na Arduinu. Tady to tak úplně snadné nebylo. Arduino je past vedle pasti, problémy s knihovnami, kompilátory, pamětí, ale nakonec se povedlo. Nakonec ještě komplikace s ovládáním FT-897. Japonští konstruktéři se vybodli na pořádné, uživatelsky přívětivé ovládaní přes CAT, takže bylo třeba kompletně stáhnout celou EEPROM, prohrabat se jí, nastudovat mapu paměti a pak z Arduina zapisovat přímo do EEPROM. Nakonec to fungovalo dobře. (Pro nadšence: v Linuxu Arduino kompiluje i nahrává výrazně rychleji, což šetří spoustu času.)

Před táborem jsme začali řešit, který průlet si vybereme pro spojení. Z důvodu pásma přednášek a výcviku ovládání vysílačky jsem zvolil ideální večerní průlet ke konci tábora: 10. srpna 2016 ve 21 hod. Maximální elevace přímo v zenitu 90°. Večerní čas po západu slunce umožňoval i krásnou viditelnost s jasem přibližně srovnatelným s Jupiterem. Mít rádiové spojení a zároveň vidět protistanici na vzdálenost přes 1000 km není vůbec běžné.

Od začátku tábora jsme s Petrem OK1VEN spustili pásmo přednášek, učili ovládat vysílačku a srozumitelně do ní mluvit. Připadalo nám trapné, aby jim někdo před pusou držel zaklíčovaný mikrofon, tak jednoduchou věc přece zvládnou samy. Naučily se to rychle a využily to v SSB lize i QRP závodě.

Začal druhý týden tábora. V pondělí, když děti byly na celodenním výletě na koupališti, jsme vše v táboře sestavili a vyzkoušeli. Přijímací cesta včetně Dopplera a směrování antény jsme vyzkoušeli na stařičké AO-7 a novém čínském satelitu XW-2F. Signály perfektní dokonce i z tábora přes stromy jsme je slyšeli už od 2° elevace a poslouchali maják i stanice z ON, F a G.

Jelikož tábor je utopený v dolině, pro spojení s ISS jsme hodlali postavit anténu na poli nad táborem a ke stanům natáhnout 50 koaxu. I to jsme chtěli vyzkoušet. Rozhodli jsme se umístit koncový stupeň až k anténě a dlouhý koax budit z transceiceru. Spínání vysílače jsme svěřili VOXu. Na OK0H jsme po meteo kroužku sehnali dobrovolníka na modulační pokusy a na pár desítek kilometrů vyzkoušeli, nakolik jsme schopni koncový stupeň vybudit a jestli nebude problém s modulací. Vše proběhlo bez problémů. Vše jsme sbalili a čekali na středu.

Dlouho před táborem jsme řešili propagaci této vcelku výjímečné akce. Chtěli jsme ji udržet jako malou táborovou akci s minimem cizích lidí. Tedy jen jeden exkluzivní mediální partner. Zvolili jsme Technet z iDnesu. Velká čtenářská základna zaměřená na lidi, které technika zajímá. Pro nás ideální kombinace. I šéfredaktor byl nadšený. Před táborem zveřejnili článek o chystaném spojení s příslibem dalšího článku či reportáži s vlastního spojení. Jaké však bylo zklamání, když jsme se po připomenutí dozvěděli, že k tak daleké cestě, až ke Znojmu, určitě nikoho z redaktorů (z Prahy) není možné přesvědčit. Takže jsme rychle potřebovali náhradní řešení. Petr OK1VEN měl kontakt na radioamatéra pracujícího v brněnské redakci České televize. Tady to šlo naprosto hladce. Nadchli se pro to a připravili štáb.

Středa nezačala dobře. Od rána silně pršelo a Aladin předpovídal déšť celý den až do 21 hod, kdy se mělo uskutečnit spojení. Česká televize přijela kolem 9 hodiny. Venku se nedalo nic točit, tak všechny záběry jsou z budovy, kde děti měly zrovna dopolední program a stavily své táborové výrobky. Měli jsme živý vstup do Studia 6 a poté natočili ještě reportáž na večer. Před obědem televize odjela. Venku však stále pršelo.

Teprve kolem 15 hodiny déšť na chvíli přestal. Vyběhli jsme na pole nad táborem, postavili anténu a zkalibrovali rotátor a elevaci.

V táboře jsme začali stavět ARISS arénu. U stanů jsme vytvořili zastřešené vysílací pracoviště a kolem do půlkruhu postavili lavičky s výhledem na oblohu. Pod přenosnou stanovou stříškou byla nejen vysílačka, ale i projektor, kterým jsme promítali aktuální polohu ISS na mapě, osvětlení a kamery.

Audio ozvučení se ujal Mirek OK2MDK se zkušenostmi z divadla a koncertů, sestavil celou audio sestavu včetně nahrávání. Přijímaný signál jsme tak publiku pouštěli z velké reprobedny. Celé odpoledne stále pršelo, i když už menší intenzitou.

Generálka proběhla během předposledního průletu o půl osmé. Všechny systémy fungovaly. Konečně se na nás usmálo štěstí. Přestalo pršet. Svolali jsme děti a čekali jako na letišti: "kdy už nám to poletí". ISS se odpoutala od jižní Ameriky a přes Atlantik fičela k Evropě. Orbitron pípl, že ISS se dostala nad obzor a začal jsem ISS volat pod naší táborovou značkou OK2KET. ISS už byla na 5° elevace, ale stále žádná odpověď. Až pak se ozval japonský kosmonaut Takuya Onishi, KF5LKS pod značkou OR4ISS. Signál silný, ale mohl to více hlasově promodulovat.

Děti se začaly střídat u vysílačky a během 10 minutového průletu jsme stihli položit 17 otázek. Mraky se dokonce rozestoupily a během spojení jsme viděli ISS na obloze. Vizuální potvrzení rádiového spojení na vzdálenost více než 1000 km. Další rozměr zážitku. Na závěr jsme si připravili překvapení. Naše oddílová vedoucí Gabča studovala japonštinu a rok strávila v Japonsku na studijním pobytu, takže rozloučení a poděkování zaznělo i japonsky.

Vše se tedy podařilo podle plánu, žádný technický problém, děti perfektně zvládly vysílačku i svoji otázku položit v angličtině. Byla to hezká táborová akce, která v dětech propojila znalosti a dovednosti z mnoha oborů: technika, fyzika, vesmír, vysílačky, antény, vesmírný program a angličtina.

Zde jsou audio i video záznamy:

Audio záznam (mp3, 7 MB): ARISS-OR4ISS-OK2KET.mp3
Video záznam (youtube): ARISS-OR4ISS-OK2KET


ARISS aréna

ARISS team

GW4CQT připravena

Pracoviště

Kompenzace Dopplera na Arduinu

Poslední přípravy

Večerní atmosféra

Spojení navázáno
 
Komentáře (Comments) Počet: 1
Gratulace
Pavel OK2DM
11.08.

 Band QSO 
144 MHz83831
432 MHz19599
1.3 GHz6654
2.3 GHz1077
3.4 GHz413
5.7 GHz535
10 GHz2353
Total
Logs 1119
QSO 114462

Provozní aktiv 3
1. subregionál
Provozní aktiv 2

Polní den
JS coundown

Contest QSO
since 1996

Enter callsign

Hint: search your callsign and get your eQSL generated
Top Ten ODX

Počet přístupů
183131

© php+html by OK2PIN, graphics by OK1HRA