COMUNICACIONES EXPERIMENTALES POR SATÉLITE
[Proyecto Oscar]
[AMSAT]
[El programa soviético]
[Proyecto UOSAT]
[Fases de desarrollo]
[Comunicaciones con naves]
[Shuttle]
[Comunicacions digitales]		 Existen diferentes proyectos a escala mundial para conseguir comunicaciones mediante satélites de órbita circular y elíptica, con finalidades de experimentación. Radioaficionados y universidades utilizan desde hace más de tres décadas satélites de comunicaciones con diseños muy avanzados, que les permiten enlaces digitales y analógicos a grandes distancias. Sus voces, imágenes y datos, cubren el espacio accesible a estos sistemas.

Las primeras experiencias espaciales se remontan al 4 de octubre de 1957 con el lanzamiento del Sputnik-I, desde una villa cercana al mar de Aral, en la antigua URSS. El mundo se conmovió ante una gesta de tan singular significación científica y tecnológica, que recuerdo perfectamente a pesar de tener entonces una temprana edad. EL simple sonido referencial "bip-bip" que emitía aquella bola de aluminio de 83 kg de masa, girando entorno a la Tierra a 900 Km de altura, en la banda de 20 MHz (20.005MHz), ya fue escuchado por muchos aficionados a las comunicaciones. Cuatro meses más tarde los americanos pusieron en órbita su primer satélite. Los "Vanguard-I, II" americanos operaban en la banda de 108MHz (108.027MHz) con una potencia aproximada de "1mw"; muy poco tiempo después, se situaron en los 136 MHz, actuales frecuencias de los satélites meteorológicos.
 

Proyecto OSCAR
La idea de diseñar, lanzar y utilizar un satélite para el uso exclusivo de los radioaficionados se remonta a 1960 cuando un grupo de radioaficionados Sunnyvale (California) cuya ocupación profesional estaba vinculada con el espacio o con las comunicaciones crearon la organización OSCAR (Orbiting Satellite Carryng Amateur Radio).
El 12 de diciembre de 1961 desde la base Vanderber (California) fue lanzado al espacio, a bordo de un cohete Thor-Agena y como misión secundaria el OSCAR-1. En la última fase del lanzamiento de desligó del cohete mediante un resorte mecánico, que además de ponerlo en funcionamiento incorporó la antena de un cuarto de onda.
 
Características OSCAR-I
apogeo
perigeo
471 Km
245 Km 
periodo de revolución:
91 minutos
masa
4'5 kg
emisor
banda de 144 MHz (144'983 MHz)
potencia
140 mW
alimentación
2 baterías de mercurio con previsión para 21 días
Características OSCAR-II
apogeo
perigeo
391 Km
208 Km 
periodo  de revolución
90 minutos
 
El seguimiento se hacía mediante las señales transmitidas en telegrafía (CW): diez señales "HI" (diviridi, divi). Estuvo activo durante 19 días, escuchándose por última vez el 3 de enero de 1962. Veintiocho días más tarde se volatilizó al entrar en contacto con la atmósfera terrestre.
Pocos meses más tarde, el 2 de junio, fue puesto en órbita el OSCAR II con las mismas características de su predecesor. Su emisor resultó mucho más eficaz y estuvo activo durante 18 días.

AMSAT (Radio Amateur Satellite Corporation)*
De los éxitos de estos primeros pasos en las comunicaciones via satélite mediante el proyecto OSCAR (Fase I), surgió la necesidad  de un nuevo grupo que llevara adelante los proyectos de organización. El 3 de marzo de 1969 se fundaba en Washinton la "AMSAT". Es una fundación sin ánimo de lucro de ámbito mundial, bajo el amparo de la IARU, dedicada al estudio y práctica de la modalidad de comunicaciones via satélite.
El primer satélite de esta nueva organización AUSTRALIS-OSCAR-5, lanzado el 23 de enero de 1923, fue construido por estudiantes de la Universidad de Melbourne (Australia) y funcionó durante 52 días.
El AMSAT OSCAR-6 ya fue el primero de los vehículos espaciales de la serie "Fase II". Lanzado por la Nasa el 15 de octubre de 1972 funcionó durante un periodo de cuatro años y medio, que excedió sobradamente el año de vida previsto originalmente. El satélite comercial que había compartido su lanzamiento había sucumbido mucho antes. Fue el primer satélite de aficionados de larga vida que empleó paneles solares para la obtención de la energía.
El AMSAT OSCAR-6 desarrolló experiencias únicas, como las pruebas para determinar la posición de las transmisiones de un localizador de emergencia procedentes de una aeronave en un simulacro de accidente. También se utilizó en numerosas escuelas para efectuar demostraciones y experiencias.
El AMSAT OSCAR-7 segundo de la serie de la Fase II fue lanzado por la Nasa el 15 de noviembre de 1974. El AMSAT OSCAR-8 lanzado también por la Nasa el 5 de marzo de 1978, fue desarrollado para reemplazar al AMSAT OSCAR-6.
Como singularidad este vehículo espacial, además del transpondedor de la banda de 144 MHz a 28 MHz, como llevaban sus antecesores el 6 y el 7, incorporó un nuevo transpondedor para las bandas de 144 MHz a 430 MHz desarrollado por los miembros de la Japan AMSAT Association (JAMSAT).
(*)Amsat: P.O.Box 27, Washington D.C. 20044, USA

El programa soviético: los satélites RS*(Radioamateuri Sputniki)
El 26 de octubre de 1978 la antigua URSS  lanzó el satélite de investigación Cosmos desde Plesetsk. Le acompañaban los dos primeros satélites soviéticos diseñados para las comunicaciones de radioaficionados el Radio-1 y Radio-2 (RS-1 y RS-2). Según las pocas noticias que en aquel tiempo se disponía, se suponían colocacados como compañeros de órbita de los satélites Meteor. Fueron diseñados y montados por estudiantes y radioaficionados. Su programa de trabajo incluía comunicaciones entre radioaficionados, experimentos científicos y trabajos de estudio llevados a cabo por centros universitarios.
 
Características RS-1 y RS-2
apogeo
perigeo
        1724 Km
1688 Km 
periodo de revolución
RS-1 
RS-2 
120'389 minutos
120'416 minutos 
inclinación de la órbita: 
82'6º
medidas
cilindro de 42 cm de Ø y 40 de alto
emisor
transponder de 145 MHz a 29 MHz
doppler
750 Hz
potencia
1'5 W
alimentación
baterias solares
 
El receptor del transpondedor era extremadamente sensible limitando la potencia del enlace ascendente a 5 W, recibiendo señales entre 145'880 y 145'920 MHz. Las señales recibidas eran proporcionalmente emitidas entre 29'360 y 29'400 MHz. La frecuencia de 29'400 funcionaba como una baliza que emitía constantemente las señales de identificación "RS".
El ancho de banda del transpondedor permitía 20 contactos bilaterales simultáneos consiguiendo cubrir zonas de hasta 8.000 Km.
Al estar en órbitas más altas que los OSCAR, el tiempo del satélite disponible sobre la vertical del operador era más largo. Cada "pasada" permitía 25 minutos de operación. El régimen de trabajo era de tres días a la semana: sábados, domingos y miércoles. Durante estos tres días, considerados en régimen de estudio, estaban a disposición de los estudiantes para sus investigaciones. Muy posiblemente aún esté activa su baliza.

El 17 de diciembre de 1981 se lanzaron simultáneamente seis satélites, del RS-3 al RS-8. Los RS-3 y RS-4 eran experimentales y no contemplaban la posibilidad de ser operados por radioaficionados. Los RS-5 y RS-7 transportaban autotranspondedores que permitían hacer contactos en telegrafía (CW) con el robot del satélite. Estuvieron activos hasta 1988.

El RS-10 y el RS-11, dos módulos en el mismo satélite fueron situdos en una órbita circular de unos 1000 km de altitud, el 23 de junio de 1987.  Al igual que sus predecesores, disponían de transpondedores y "robots" en "modo A" de 40 KHz de un ancho de banda. Contaban también con un "uplink" (enlace ascendente) en 15 metros (modo K) y un "downlink" (enlace descendente) en 10 metros. El segundo, el uplink en 10 metros y downlink en 144 MHz.
 

Modo A 
uplink entre 145'860 MHz y 145'900 MHz en USB
downlink entre 29'360 MHz y 29'400 MHz
Modo K 
uplink entre 21'210 MHz y 21'250 MHz en USB  (unos 100W)
downlink entre 29'410 MHz y 29'450 MHz
beacon 29'408 en CW
 
Los RS-12 y RS-13 lanzados al espacio el 5 de febrero de 1995 constituyen una réplica a los dos anteriores.  El RS 12 sigue operando en la actualidad siendo favoritos por sus excelentes señales, gran sensibilidad de su transpondedor y su facilidad de acceso. Este tema se amplia en el apartado: RS12/13.

El RS-14 llamado también AMSAT OSCAR-21 (AO-21) lanzado el 29 de enero de 1991 desde el cosmódromo de Plesetsk, al norte de Rusia. Es el resultado de una excelente colaboración entre rusos y alemanes.  Su apogeo se encuentra a 1000 Km de la Tierra y con una inclinación de 83º. Su aspecto rectangular, que medía 230x320x120 cm, con una masa de 6'2 kg. Se parecía muy poco a la serie anterior, primero por la frecuencia de trabajo. El "uplink" se encontraba en 435'014 MHz y recibía en 145'987 MHz. Está preparado para las comunicaciones digitales, y cuenta además con un DSP (Digital Signal Processor) que le permitía transmitir mensajes en varias lenguas en voz sintetizada.

El RS-15, también llamado Radio-Rosto, es el último de la serie RS que fue lanzado al espacio el dia 26 de diciembre de 1994 desde el cosmódromo de Baikonur. Su órbita está cerca de los 2000 Km de altura y su inclinación respecto al Ecuador era de 65º. No se orienta en el espacio. El periodo de circunvalación alrededor de la Tierra es de 128 minutos.
Tiene una apariencia externa similar a una esfera de 90 cm de Ø, recubierta de elementos de baterías solares. Sa masa es de alrededor de 80 Kg. La retransmisión de las señales se efectúa de 145'858 a 145'898 MHz para los enlaces ascendentes y de 29.354 a 29394 MHz para los descendentes. Dispone de dos balizas en CW (código Morse) a las frecuencias de 29'352 y 29'399 MHz pudiéndose controlar su potencia desde la Tierra: 0'4 y 1'2 W. En la actualidad sólo se escucha esporádicamente.

Los satélites ISKRA-2 y ISCRA-3 fueron dos módulos que llegaron a operar unos días en el espacio. El primero de la serie ISKRA ("chispa" en ruso) fue lanzado manualmente el 17 de mayo de 1982 a bordo de la estación espacial Salyut-7. Disponía de una radiobaliza en la banda de 28 MHz con el indicativo RK02 y un transpondedor de 15 a 10 metros. Se destruyó semanas después al reentrar en la atmósfera. El ISCRA-3 se puso también en órbita desde la Salyut-7 casi al final de la misión. Su vida fue algo más corta que la de su antecesor.
(*)RS Radio Sputnik Coordinating Group. Radio Sport Federation. P.O.Box 88, Moscou, Rusia

Programa UOSAT

La serie de estos satélites son una realización de la Universidad de Surrey, en Inglaterra. La componen un total de ocho satélites para efectuar diversos experimentos de interés tanto para radioaficionados como para educadores y científicos. Los estudios de propagación para HF incluyen cuatro balizas enfasadas en 7.001, 14.001, 21.001 y 28.001MHz. Para frecuencias SHF incluyen dos balizas en 2401GHz y 10470GHz.
La unidad UoSAT-9  fue lanzado en 1981 incorporando además un sintetizador de voz y una cámara de video (imágen de 256x256 puntos y 16 tonalidades de gris) pretendiendo cubrir una área de 500 Km2.
El UoSAT 11 fue lanzado por la Nasa en marzo de 1994. Su aspecto tetragonal de 58x35x35cm tenía una masa de 60 Kg. No transportaba ningun transpondedor, únicamente tres balizas para telemetría en FM, AFSK y ASCII en 145'825, 435'025 y 2461'5Mhz.

Diferentes fases de desarrollo de satélites:
FASE I Pertenecen a esta fase los primeros experimentos orbitales, en órbitas bajas y excaso tiempo de uso en el espacio.
 
OSCAR, 1, 2, 3, 4
OSCAR-5
ISKRA, 2, 3
 
FASE II Órbitas bajas, con transpondedor (recepción por una frecuencia, emisión por otra), también experimentales, con mayor tiempo de permanencia en vuelo.
 
AMSAT OSCAR, 6, 7, 8
RS, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10/11, 12/13
Serie UoSAT-OSCAR, 9,  11, 14, 22
Serie MicroSAT, OSCAR, 16, 17, 18, 19
 
FASE III Órbitas elípticas para largos recorridos y mayor tiempo de operación. Una dilatada vida operativa.
 
AMSAT FASE-3A, AMSAT OSCAR-10, AMSAT OSCAR-13, AMSAT FASE-3D, ARSENE
 
FASE IV Satélites geoestacionarios previstos para un uso continuado. En experimentación
 
AMSAT FASE-4A
 

Comunicaciones con naves tripuladas
Primero los americanos y después los rusos han empezado a incluir dentro de las actividades de los vuelos tripulados, las comunicaciones en frecuencias de aficionados, en algún momento de su tiempo de descanso.
La Nasa con la ayuda de radioclubes ha puesto en marcha un programa de actividades: SAREX* (Shuttle Amateur Radio Experiment). Los objetivos de una misión Sarex pretenden conseguir atraer el mayor números de personas, muy en especial a los jóvenes por la tecnología y los programas espaciales.

Los astronautas mantienen contactos programados con escuelas, contactos personales con sus propias familias así, como contactos improvisados con radioaficionados.
El interés que estos programas despiertan en los alumnos es enorme, además posibilitan grandes recursos educativos, por su  interdisciplinariedad. En Villafranca del Penedés (Barcelona), más de 300 alumnos de Villafranca, Sant Joan de Mediona y la Llacuna tuvieron la oportunidad histórica el 29 de marzo de 1992 de participar en un experimento Sarex, realizando un contacto con el astronauta Dave Ledesma (N5WQC) a bordo del transbordador Atlantis. Seis minutos intensos (durante el recorrido entre Marruecos y Suiza) que ninguno podrá olvidar. AREC* *era una asociación catalana que ha desarrollando interensantes actividades educativas dentro del ámbito escolar, en torno de al mundo de las  comunicaciones.

La primera experiencia "Shuttle" tuvo lugar durante la misión del STS-9 del 28 de noviembre a 8 de diciembre de 1983. Owen Garriot (W5LFL) pudo contactar con más de 250 aficionados usando un simple equipo de 144MHz de FM y con una antena dipolo colgada de la escotilla de la nave. Posteriormente las experiencias han cubierto otras modalidades de comunicaciones además de la voz, como el packet radio, SSTV (televisión de barrido lento)...
Las frecuencias de trabajo generalmente son:
 

uplink downlink
Voz FM 144'910, 930, 950, 970, 990 MHz 145'550MHz
Voz FM Europa 144'700, 750, 000 145'500 MHz
Pácket radio 144'900 MHz 145'550 MHz AFSK
 
Nasa Spacelink es el centro de información que facilita a cualquier persona interesada, noticias sobre los programas de la Nasa. Dirección WWW con URL: http://spacelink.msfc.nasa.gov

La estación espacial MIR también ha participado en numerosas actividades espaciales. Sus primeros operadores fueron Vladimir Totov y Musa Manarov que operaron el indicativo U2MIR el día 6 de noviembre de 1988 por primera vez en la frecuencia de 145'550MHz. La estación a bordo de la MIR consistía por aquel entonces con un simple equipo de 144MHz y una antena "ground plane". Valery Polyakoav (U3MIR), Alexander Volkov (U4MIR), Serguei Krikalev (U5MIR), Dietrich Flade (DP0MIR-DP1MIR) y Alexander Viktorenko (U6MIR) han operado de forma continuada esta estación.

(*)-NASA Marshall Space Flight Center, Mail Code CA21, Marshall Space Flight Center, AL 35812, EEUU.
(**)-AREC.  Asociación para la Radiocomunicación Educativa de Catalunya. C.P. "Dr.Estalella Graells". Carme 1, 08720-Vilafranca del Penedès, Barcelona

Comunicaciones digitales

La masiva extensión de las microcomputadoras ha provocado diferentes modalidades de comunicaciónes: CW, RTTY, AMTOR, SSTV, FAX y especialmente PACKET AX.25. Esta última modalidad, representa un mayor nivel de seguridad en la transmisión de la comunicación. Los satélites bajo esta modalidad se agrupan en el modo "JD" y la mayoría van equipados con los más modernos y sofisticados equipos. No obstante, el punto más significativo además de asegurar la comunicación es la función de BBS o buzón, que permite dejar, guardar o recibir mensajes en diferido desde cualquier punto de la Tierra.
El "Modo JD" de comunicaciones digitales que requiere el uso de un TNC (terminal de controlador de radiopaquete a 9600 bps), un transmisor de 144 MHz en SSB y un receptor de 430 MHz también con capacidad de SSB (Single Side Band)