ISS: gara di lancio del cubesat Chasqui-1 (monitorabile via Web con SDR remoto)

Che dire, è veramente emozionante il video girato sulla ISS nel corso della passeggiata spaziale effettuata qualche giorno fa, il 18 agosto, dai cosmonauti russi Alexander Skvortsov e Oleg Artemyev.

Nell'occasione i due hanno letteralmente "lanciato" (a mano!) nello spazio il nanosatellite peruano Chasqui-1 della Universidad Nacional de Ingenieria del Peru. Secondo le informazioni diffuse da Amsat-UK, il piccolo cubo satellitare è equipaggiato con un radiofaro a 437,025 MHz e la strumentazione di bordo prevede anche una fotocamera per la ripresa di immagini della terra. Ancora non sembrano esserci segnalazioni dirette del satellite, ma Amsat invita tutti a monitorare via Internet questo e altri cubesat e sonde atmosferiche nelle bande dei 144-146 e 435-438 e nei 434 MHz attraverso il nuovo ricevitore SDR remotizzato della Southampton University Wireless Society. Funziona benissimo!

Kicksat, sciami di "femtosatelliti" nello spazio per esplorazioni low-cost. Ma il primo test sta per fallire.

Non sempre la fortuna aiuta gli audaci. In questo caso il progetto Kicksat, partito in orbita verso Pasqua, rischia di fallire, forse per colpa di un malizioso raggio cosmico. Lo ha appena comunicato l'inventore del progetto, uno scienziato spaziale (e radioamatore) della Cornell University, Zac Manchester. L'idea è ancora molto embrionale ma estremamente affascinante. Ispirandosi al caso dello Sputnik e all'impulso che quel piccolo oggetto diede all'esplorazione spaziale, Manchester ha proposto di riformulare il progetto Sputnik in chiave nanotecnologica. Al posto della sfera di un metro progettata dai sovietici, Manchester vuole utilizzare gli "Sprite", satelliti grossi quanto mezzo cracker (4 centimetri di lato). Ogni Sprite è insomma una schedina elettronica che contiene tutti i componenti necessari per misurare qualcosa e comunicarlo via radio a una stazione ricevente. Il bello è che gli Sprite non lavoreranno da soli, ma in veri e propri sciami di migliaia di Sprite, rilasciati in orbita da satelliti poco più grandi, ma comunque poco costosi. Gli Sprite costano pochissimo, sono leggeri come piume, spedirli nello spazio non sarebbe un'impresa particolarmente veloce. Manchester per il suo primo esperimento ha scelto un cubesat radioamatoriale, un cubetto di 10 centimetri di lato, proponendosi di raccogliere 30 mila dollari su Kickstarter. Ne ha messi insieme 75 mila grazie a 315 sostenitori che hanno speso fino a mille dollari per partecipare all'iniziativa (i più generosi hanno avuto in regalo uno Sprite e la possibilità di programmarlo). 

Viste le dimensioni ridottissime, poco più di un francobollo, gli Sprite non possono certo disporre di un motore o di carburante. E allora come si sposterebbero nelle loro esplorazioni? Per gli ideatori di Kicksat gli sciami dei "femtosatelliti" assumerebbero una configurazione tale da rendere possibile uno spostamento provocato dai fotoni del vento solare, da altre particelli e campi. Gli scienziati ipotizzano l'esistenza di una Interplanetary Transport Network, un reticolo di "strade" per veicoli spaziali praticamente privi di carburante. Proprio come gli Sprite. Un modo decisamente alternativo per osservare e studiare lo spazio.

Purtroppo, per verificare queste ipotesi ora bisognerà forse attendere una nuova occasione. Il modulo contenente gli Sprite di Kicksat, partito a bordo del vettore CRS-3 della NASA e attualmente in orbita a 315 km di quota, dove i radioamatori stanno monitorando il cubesat attraverso la sua telemetria, ha subito un inatteso reset. La colpa non è dei sistemi di bordo, Manchester ritiene che l'evento sia legato alle radiazioni. Con questo reset il timer che avrebbe dovuto scatenare il meccanismo di rilascio degli Sprite dal loro contenitore spaziale, è ripartito da zero. Avrebbe dovuto avvenire in queste ore, esattamente 16 giorni dopo il lancio. In questo momento. In pratica il rilascio è stato riprogrammato verso metà maggio. Il problema è che il cubesat che trasporta gli Sprite non ha tutto questo tempo, l'orbita sta degradando e presto sarà distrutto al rientro nell'atmosfera. È anche molto difficile forzare il rilascio dei femtosatelliti perché le batterie della radio che dovrebbe ricevere il segnale di attivazione non sono abbastanza cariche dopo l'accidentale reset. La tenue speranza, scrive Zac Manchester, è che la batteria possa raggiungere un livello sufficiente prima che l'orbita degradi in modo definitivo. Se la missione riuscirà a salvarsi per il rotto della cuffia, resta pur sempre il problema di monitorare gli Sprite, che emettono su una frequenza di 437,24 MHz con una potenza di soli 10 mW. Nel caso dovesse andare veramente male, Manchester promette che ci riproverà al più presto.

Datacasting dallo spazio: Outernet sogna una costellazione di CubeSat per Internet free e planetaria

L'idea di Internet dallo spazio non è del tutto nuova ma la visionaria iniziativa di Outernet, intende sfruttare un recente sviluppo della tecnologia satellitare, quella dei "nanosatelliti", per abbattare drasticamente i costi di una operazione che ha tutto il fascino di un romanzo cyberpunk alla Neal Stephenson. Si tratterebbe di realizzare una costellazione di centinaia di piccoli CubeSat in orbita bassa per ridistribuire su scala planetaria un flusso informativo - un datacast - capace di arrivare direttamente agli smartphone e ai dispositivi Wi-Fi, superando barriere infrastrutturali e censure. 

Già a partire da giugno Outernet intende sviluppare i primi prototipi dei nanosatelliti, con l'obiettivo di lanciare i primi esemplari già nel giugno 2015. Il piano prevede anche una fase di sperimentazione che dovrebbe coinvolgere la Space Station. La tecnologia utilizzata è il Wi-Fi Multicasting basato sul protocollo UDP, un sistema che Cisco ha già implementato e che viene già utilizzato in alcuni impianti sportivi per trasmettere contenuti Wi-Fi agli spettatori. Outernet trasmetterebbe in questa modalità notiziari, applicazioni, corsi online e persino "vaglia" in moneta elettronica Bitcoin. Il periodo di sperimentazione serve a stabilire la affidabilità del sistema su distanze orbitali di qualche centinaio di chilometri. 

Dietro le quinte di Outernet c'è un gruppo di sviluppatori, ingegneri spaziali e finanziatori guidati da Syed Karim, un broker americano. Secondo il project leader Outernet verrebbe a costare nell'ordine delle decine di milioni di dollari (con i satelliti tradizionali costerebbe cento volte tanto) ed è possibile che i fondatori decidano di ricorrere, in parte, al crowdfounding della loro iniziativa. 

Un Natale di cubesat: decine di nuovi "birds" da monitorare. Ecco quali, e come

Tra il 19 e il 21 novembre una vera tormenta di nanosatelliti cubesat (formati da uno o più moduli di 10 cm di lato ciascuno) si è scatenata in orbita, per la felicità dei radioamatori che seguono la telemetria di queste piccole sonde sperimentali sviluppate perlopiù nell'ambito dei piani di studio in scienze aerospaziali di numerose università americane e non solo. Due vettori sono partiti da terra, un Minotaur-1 dalla base di Wallops in Florida e un Dnepr da Yasny in Russia. A seconda delle fonti consultate il primo aveva a bordo 29 o 30 satelliti di cui 12 dotati di ripetitori operativi in bande amatoriali, mentre il vettore russo trasportava in totale 34 satelliti (uno di loro, UniSat-5, ha dispiegato a sua volta un certo numero di satelliti, uno dei quali, il peruano PUCP-SAT-1 conteneva un PocketPUCP). Nader Omer ST2NH ha compilato uno schema di lancio di questo complicato vettore. Il totale di satelliti operativi in bande amatoriali dovrebbe essere di 24 (altre fonti ne indicano qualcuno di meno). Il più famoso cubesat a bordo del Dnepr è sicuramente il britannico FunCUBE-1, che ha dato inizio all'omonimo progetto del ricevitore-dongle per interfaccia USB da cui è poi derivata la pletora di chiavette low-cost per la ricezione in bande VHF-UHF. Agli oltre 30 cubesat partiti da terra se ne aggiungono altri quattro messi in orbita dagli astronauti della stazione spaziale.  Non finisce qui. Il 5 dicembre dovrebbe partire dalla base di Vanderberg un vettore Atlas V 501 con una decina di satelliti cubesat di cui almeno 5 operativi in banda radioamatoriale.

Mineo Wakita, JE9PEL nella sua Satellite List amatoriale elenca queste frequenze (riportate da AMSAT UK):

Satellite         Uplink          Downlink         Beacon       Mode
- 
ISS deployment:
PicoDragon           .            437.365          437.250      1200bps AFSK,CW
ArduSat-1            .            437.000             .         9600bps MSK
ArduSat-X            .            437.000             .         9600bps MSK
TechEdSat-3          .            437.465          437.465      1200bps AFSK,CW
-
Minotaur-1 launcher:
Black Knight-1       .            437.345             .
CAPE-2               .            145.825/437.325     .
COPPER               .            437.290             .         9600bps
DragonSat-1          .            145.870             .
Ho'oponopono-2       .            427.220             .         9600bps FSK/GMSK
KYSat-2              .            437.405             .
NPS-SCAT             .            437.525/2401.200-2447.600
PhoneSat-v2          .            437.425/2401.200-2431.200
SwampSat             .            437.385             .
TetherSat            .            437.100/305         .         9600bps GFSK
TJ3Sat               .            437.320             .
Trailblazer-1        .            437.425             .
-
Dnepr launcher:
BRITE-PL1            .            2234.4
CubeBug-2            .            437.445             .         1k2 AFSK 9k6 FSK,GMSK
Delfi-n3Xt        435.530-570     145.880-920         .         Transponder(U/V)
Delfi-n3Xt           .            145.870/930         .         1200bps AFSK
Eagle-1              .            437.465             .         9600bps GFSK
Eagle-2              .            437.505             .         9600bps GFSK
E-Star-2             .            437.485             .         1200bps AFSK
First-MOVE        435.520         145.970             .         1200bps BPSK
FUNcube-1         435.150-130     145.950-970         .         Inverting(U/V)
FUNcube-1            .            145.935             .         1200bps BPSK
GOMX-1               .            437.250             .         1k2/2k4/4k8/9k6 GMSK
HiNCube              .            437.305             .
Humsat-D             .            437.325/437.525     .
ICUBE-1           435.060         145.947             .         1200bps BPSK
NEE-02 Krysaor       .            980.000?            .
PUCP-SAT-1        145.840         145.840/437.200     .         1200bps AFSK
Pocket-PUCP          .            437.200          437.200      1200bps AFSK,CW
Qubescout-S1         .            437.525             .         9600bps GMSK
Triton-1          435.xxx         145.815/860     2408.000      9600bps RC-BPSK
UniSat-5             .            437.175/425         .         9600bps GMSK
UWE-3                .            437.385          437.385      1200bps FSK,CW
VELOX-P2          437.305         145.980             .         1200bps BPSK
Wren                 .            437.405          437.405      1200bps FSK,CW
ZACube-1          145.860         437.345           14.099

I satelliti lanciati da Minotaur fanno parte dell'iniziativa NASA ELANA IV, che ha distribuito una mappa con l'indicativo dei cubesat e l'istituzione responsabile della realizzazione:

Per quanto riguarda il lancio di Atlas V il blog PE0SAT di Jan van Gils offre queste anticipazioni sulle frequenze utilizzate: 

Nader's Satellite Blog, DK3WN SatBlog di Mike Rupprecht e lo stesso sito di Mineo Wakita contengono informazioni aggiornate di ora in ora sul monitoraggio e sul software che consente di entrare nel dettaglio della telemetria trasmessa da questi e altri cubesat, Ma anche noi italiani abbiamo esperti come Aldo Moroni, IW2DZX. Aldo con la sua antenna crossed dipole e una serie di front end e applicazioni SDR sta seguendo le evoluzioni orbitali del FunCUBE-1, ormai ufficialmente ribattezzato AO-73 per sottolineare il suo ingresso nel firmamento dei satelliti radioamatoriali veri e propri. La ricezione effettuata attraverso un setup basato sul FunCUBE Dashboard, il software rilasciato da AMSAT-UK, ha prodotto tra le altre questa videata:

Ecco come Aldo descrive la sua configurazione:

«La chiavetta DVB-T è gestita con la solita DLL RTL. Il sample rate lo riduco a 1.02Msps per contenere le dimensioni del file di registrazione in baseband. In HDSDR [il software SDR utilizzato per la sintonia - NdR] seleziono DRM e ottengo una larghezza del filtro di IF che mi permette di avere una finestra temporale decente senza toccare la sintonia per compensare l'effetto doppler. L'audio di uscita da HDSDR lo mando a VB-Audio (una versione free di Virtual Audio Cable, [il cavetto virtuale che serve a instradare l'audio da analizzare dal software HDSDR alla scheda audio del computer- NdR]). Il bellissimo software di decodifica dei dati telemetrici, messo a disposizione dal team Funcube [FunCUBE Dashboard - NdR], si becca l'audio in ingresso da VB-Audio e grazie a un AFC efficentissimo, provvede a compensare il doppler audio. Decodificati i dati, li visualizza sulla schermata che hai visto e provvede ad inviarli (previa registrazione) al sito Funcube.»

Quello di Aldo è solo uno tra più esperti radioamatori italiani  in questo momento impegnati a dare la caccia a questa raffica di oggetti volanti identificabili. Pierluigi Poggi, IW4BLG merita sicuramente di essere citato qui per la sua traduzione italiana del dettagliato manuale sul FunCUBE e il suo software. Tutti possono vedere i dati che il sito FunCUBE-1 pubblica in tempo reale raccogliendoli dai radioamatori che hanno prelevato la Dashboard. Per seguire le orbite e i segnali degli altri cubesat occorre risalire ai Keplerian Elements (two lines elements TLEs) che si possono trovare aggiornati sui siti riferibili alle varie missioni e vengono raccolti da T.S. Kelso sul sito Celestrak a partire dall'identificativo NORAD - North American Aerospace Defence Command, del satellite da tracciare. Bisogna tenere presente che per lanci multipli - da singoli POD inviati in orbita da un vettore o dalla Stazione Spaziale - possono valere gli identificativi NORAD relativi al dispositivo che effettua il lancio (la ISS, per esempio), in attesa che il satellite distaccatosi dal POD si distanzi a sufficienza e riceva un suo identificativo autonomo. Una fonte più ufficiale è Space-Track gestita direttamente dallo Space Command USAF (richiede registrazione gratuita).  Anche l'organizzazione AMSAT globale ha una pagina dove è possibile scaricare i Kepleriani aggiornati. Utilizzando un programma di tracking in genere le informazioni sui TLE vengono aggiornate automaticamente. Un software come SDR-com integra ad esempio una DLL che rende immediato individuare la posizione orbitale di un satellite e sintonizzarne il segnale, addirittura con la compensazione automatica della deriva di frequenza causata dall'effetto Doppler (dettagli su SDR-satellites.com). In giro per Internet ci sono numerosi programmi free o a pagamento (due elenchi vengono curati da AMSAT stessa e da Celestrak). Un progetto molto interessante è l'open source multipiattaforma GPredict di Alexandru Csete OZ9AEC, uno sviluppatore attivissimo nel campo delle applicazioni SDR per chiavette USB. GPredict è molto avanzato ma la sua installazione su piattaforme non Windows può richiedere qualche competenza in più, su MacOS per esempio è disponibile solo attraverso un port e non per l'installazione diretta. Oggi grazie al Web e alle app mobili ci sono tantissime alternative al tracking basato su specifici programmi. Con siti come N2YO potete visualizzare la posizione di migliaia di satelliti, inclusi i cubesat direttamente online e sono sempre più numerose le apple per ambienti iOS e Android. Una volta stabilita la finestra di visibilità di un satellite rimane il problema di tracciarlo via radio. Per chi fosse interessato alla telemetria è quasi sempre necessario avere un sistema di correzione automatica della deriva Doppler, a meno di non disporre di decoder con AFC integrato (FunCUBE Dashboard per esempio ce l'ha).

Infine per i dettagli sui lanci di nuovi satelliti a bordo dei vari vettori oggi operativi si può fare riferimento alla Gunter's Space Page di Gunter Dirk Krebs. Radiopassioni naturalmente cercherà di tenervi sempre il più possibile al corrente e aspetta con ansia le vostre segnalazioni. Chiudiamo per ora con questa fantastica immagine dei cubesat rilasciati dalla Stazione Spaziale.

Orbite luminose: nei cieli si apre la caccia a FITSAT e Kwangmyongsong-3

Le orbite intorno alla terra sono sempre più affollate di satelliti di origine radioamatoriale o comunque dotati di sistemi di comunicazione che gli appassionati "sat tracker" riescono a monitorare anche con strumenti non particolarmente evoluti. A fare notizia in questi giorni due satelliti dal Far East, il piccolo "cube-sat" amatoriale giapponese FITSAT-1 e il già controverso satellite nordcoreano Kwangmyongsong-3 (seconda versione, dopo il fallimento di aprile), lanciato proprio questa mattina, il 12.12.12 poco dopo le 00 UTC. Ecco il sobrio annuncio della brillante messa in orbita dagli schermi di Tele Pyongyang (non oso pensare che cosa accadrebbe se l'annuncio riguardasse la decisione da parte di Seoul di chiedere l'annessione alla Corea del Nord):

Il satellite, del peso di 100 chilogrammi, dovrebbe avere una orbita eliosincrona e secondo alcune informazioni (in particolare quelle fornite dal sito 38North) avrebbe a bordo un beacon radio attivo sulla frequenza di 470 MHz. Anche N2YO sta già pubblicando le mappe di tracciamento.

In attesa di capire meglio se l'operazione spaziale nordcoreana è andata in porto (e in questo caso gli occidentali non saranno troppo contenti), tutte le energie si concentrano sul giapponese FITSAT-1 che è stato battezzato il "satellite di Natale", perché oltre all'antenna radio il piccolo satellite cubico monta un segnalatore luminoso a LED che in questi giorni dovrebbe essere utilizzato per lanciare un messaggio in codice Morse sulla volta del cielo. La data fissata finora per il passaggio europeo era il 13 dicembre, ma a quanto leggo sul sito ora è previsto un passaggio per il 14 dicembre, tra le 22.54,30 e le 22.56,30 UTC (da noi prevedono neve). FITSAT-1 non dovrebbe servirsi del codice Morse questa volta: si limiterebbe ad attivare il suo faretto luminoso in modalità pulsante a una frequenza di 10 Hz. L'osservarzione può avvenire con un semplice binocolo,  o forse anche a occhio nudo, ma il cielo dev'essere sereno. Ecco come funziona una osservazione FITSAT in questo esempio scattato oggi in Giappone durante un breve test del sistema di segnalamento, con un tempo di due secondi di esposizione. A 10 Hz in due secondi si contano 20 "dash":

Per seguire il tracciato di FITSAT e i periodi di migliore visibilità, è consigliabile puntare sulla pagina allestita da Simone Corbellini, SatFlare.

I magnifici otto del Vega: ricevere i nanosatelliti dallo spazio

[Pubblicato qualche giorno fa, questo post viene aggiornato oggi, 19 febbraio, con altre indicazioni rivolte a chi volesse cimentarsi nel monitoraggio dei nanosatelliti amatoriali e universitari a orbita bassa.] Dopo alcuni lanci falliti e altri episodi non proprio positivi (quello del satellite ArisSat, lanciato - male - dalla Stazione Spaziale, per esempio) la comunità dei radioamatori specializzati in collegamenti satellitari celebra un po' ovunque il grande successo della prima missione di lancio del vettore missilistico leggero europeo Vega, partita felicemente il 13 febbraio alle 11 italiane dalla base della Guyana Francese. A bordo del primo Vega un payload di ben otto "cubesat" non commerciali, alcuni dei quali italiani, realizzati a scopo educativo e scientifico da altrettante equipe universitarie selezionate dall'ESA. Ecco la lista, con le rispettive frequenze in "downlink" ricevibili a terra, con telemetria e identificativi Morse:

+ AlmaSat-1 437.465 MHz 1200 bps FSK, 2407.850 MHz

+ E-St@r 437.445 MHz 1200 bps AFSK

+ Goliat 437.485 MHz 1200 bpx AFSK

+ Masat-1 437.345 MHz 625/1250 bps GFSK, CW

+ PW-Sat 145.900 MHz 1200 bps BPSK AX25, CW

+ Robusta 437.325 MHz 1200 bps FM telemetry – one data burst of 20 secs every 1 min (may be 437.340 MHz)

+ UniCubeSat 437.305 MHz 9600 bps FSK

+ XaTcobeo 437.365 MHz FFSK with AX.25

Una delle prime ricezioni qui in Italia (vedi illustrazione) si riferisce al PW-Sat polacco ed è stata fatta dal solito Aldo Moroni, IW2DZX (sua anche l'immagine e la realizzazione dell'antenna a doppio dipolo incrociato). Il monitoraggio dei deboli segnali da queste otto sonde orbitali non è impossibile anche con attrezzature normalmente a disposizione degli appassionati, ma non è neppure così scontata. Occorre naturalmente disporre di un ricevitore wide-band capace di coprire fino a 450 MHz. In teoria basta uno scanner ma molti in queste ore si stanno dando da fare anche con i vari sistemi software defined, in particolare il FUNcube Dongle (concepito proprio nell'ambito dei progetti dei nanosatelliti). Il ricevitore deve essere sensibile, ma disporre di un'antenna efficace aiuta moltissimo. Due i progetti preferiti dagli autocostruttori, uno relativamente semplice (il doppio dipolo incrociato) l'altro un po' più complicato. Per entrambi ecco alcuni link:

http://www.poes-weather.com/media/MARTES.pdf

(doppio dipolo incrociato)

http://jcoppens.com/ant/qfh/index.en.php

http://va6bc.no-ip.com/jerry_pix/Quadrifilar-helix/quadrifilar_helix_antenna.htm

http://www.rocob.plus.com/

http://www.aribra.it/autocostruzione/qfh/index.php

http://www.g4ilo.com/qfh.html

(quadrifilar helix)

La ricezione di un satellite che si trova a 7-800 chilometri sopra la nostra testa implica poi una conoscenza abbastanza precisa della sua posizione. Specie se il nostro orizzonte è ingombro di ostacoli, il satellite dev'essere ben visibile e alto nel cielo, condizione che si verifica solo per determinati passaggi orbitali e che tra l'altro, vista la velocità di un oggetto in grado di girare intorno alla terra in poco più di un'ora e mezzo, dura poche decine di secondi. Lo strumento fondamentale per il monitoraggio dei satelliti a orbita bassa è un software o un sito Web capace di prevedere il tempo di passaggio nel cielo dell'osservatore a partire dai dati orbitali dell'oggetto. Dati che in genere vengono codificati nel sistema TLE, two-line element set. Ecco quelli ancora abbastanza preliminari calcolati per gli otto cubetti spaziali (in genere i TLE si possono trovare sul sito CelesTrak):

2012-006A

1 38077U 12006A 12045.34170990 .00075337 33376-5 11441-2 0 63

2 38077 69.5095 236.8571 0799714 45.5517 320.7952 14.12063853 121

2012-006B

1 38078U 12006B 12045.34630730 .00062068 00000-0 18138-2 0 45

2 38078 69.4882 236.7669 0775634 43.1211 322.7631 14.04418081 137

2012-006C

1 38079U 12006C 12045.34563505 .00003646 00000-0 10000-3 0 50

2 38079 69.4892 236.7638 0781145 43.1829 322.8098 14.05512214 125

2012-006D (Goliat)

1 38080U 12006D 12045.34576499 -.00000171 00000-0 00000+0 0 43

2 38080 69.4894 236.7650 0779813 43.1749 322.8467 14.05390632 121

2012-006E

1 38081U 12006E 12045.34576237 -.00000170 00000-0 00000+0 0 43

2 38081 69.4853 236.7588 0779430 43.1167 322.8527 14.05284925 120

2012-006F

1 38082U 12006F 12045.34582563 -.00000170 00000-0 00000+0 0 32

2 38082 69.4894 236.7668 0779831 43.1118 322.8601 14.05192436 124

2012-006G

1 38083U 12006G 12045.34579010 -.00000171 00000-0 00000+0 0 48

2 38083 69.4868 236.7618 0780170 43.1324 322.8589 14.05257909 120

2012-006H

1 38084U 12006H 12044.91874586 -.00000170 00000-0 00000+0 0 24

2 38084 69.4837 237.7229 0780017 43.6486 322.3757 14.05172992 63

2012-006J

1 38085U 12006J 12044.91875341 -.00000172 00000-0 00000+0 0 27

2 38085 69.4881 237.7235 0782167 43.6065 322.3957 14.05159457 64

Ci sono due siti Web che visualizzano molto bene i passaggi di centinaia di satelliti orbitanti, N2YO e Heaven's above, il primo soprattutto. Ma al momento solo il primo - che è anche il più bello, con il suo mashup di Google Maps - elenca uno degli oggetti appena lanciati (il Goliat, per la precisione). Le orbite però sono molto simili e c'è da pensare che presto tutti i database verranno aggiornati. Un altro tool online molto pratico è il Satellite Tracker di Jens Satre. Basta inserire il TLE desiderato e la pagina di Satre calcola l'orbita e la velocità generando una file "numerico" di previsioni di passaggio. Altrimenti si devono utilizzare software come SatScape di Scott Hather, un piccolo programma in Java, compatibile WIn/Linux/MacOS e aggiornato via Internet con gli ultimi TLE (anche in questo caso bisognerà attendere un po' per avere i dati degli otto satelliti di Vega). Un programma che permette di inserire anche TLE personalizzati e funziona anche lui su più piattaforme è JsatTrak. Non è sempre detto che i passaggi dei satelliti siano favorevoli al loro monitoraggio. Spesso queste sonde sono alimentate con pannelli solari e il loro funzionamento quando il satellite è in eclisse (cioè non esposto alla luce del sole) può essere a ciclo ridotto.

La funzione di un software di satellite tracking non è però soltanto quella di evidenziare i periodi di visibilità radio di oggetti che attraversano rapidamente il cielo (in genere percorrendo una traiettoria orientata sull'asse nordovest-sudest). Forse più importante - se lo scopo non è quello di monitorare visualmente il satellite ma si vuole anche effettuare opportune decodifiche dei segnali di identificazione Morse o la telemetria scientifica e di controllo - è uno strumento che permetta di compensare l'effetto Doppler. Sulle frequenze intorno ai 430 MHz normalmente utilizzate (ma sono possibili anche frequenze nella banda dei 2 metri o su lunghezze d'onda molto più corte), la deriva del canale da sintonizzare può variare anche di 2 kHz per minuto a causa della velocità di avvicinamento o allontanamento del satellite. Quando la banda dei segnali da ricevere è piuttosto larga, questa variabilità può essere problematica per i software di decodifica e bisogna assolutamente compensarla in modo automatico. Per farsi un'idea ecco un impressionante video realizzato dal solito, preparatissimo, Aldo Moroni, IW2DZX:

Il filmato è stato realizzato con il software di demodulazione SDR HDSDR, un clone di Winrad che controlla e demodula i segnali ricevuti dal frontend SDR USB FunCube Dongle. La sintonia di HDSDR viene continuamente compensata dal modulo di sat tracking integrato nel programma HRD Ham Radio Deluxe, il software di controllo remoto dei ricevitori originariamente sviluppato da Simon Brown HB9DRV. Successivamente, prima di creare il suo nuovo SDR-RADIO, un bellissimo software di controllo e demodulazione SDR, Simon ha ceduto HRD a una piccola società americana, la HRDsoftwareLLC, che ora lo ha portato alla quinta versione, accolta con un certo scetticismo dalla comunità ham. Nella parte bassa dello schermo si vede in azione CW Skimmer un decoder Morse multicanale in grado di decodificare in simultanea diversi stream Morse. Come fa CW Skimmer ha ricevere sempre una nota audio costante? Semplice: occorre che la sintonia di HDSDR possa variare in base alle informazioni fornite dal modulo di sat tracking di HRD. Lo scambio di informazioni tra HRD e HDSDR avviene attraverso una combinazione client/server DDE, Dynamic Data Exchange, una modalità Windows per lo scambio dinamico dei dati tra programmi. Ham Radio Deluxe implementa un server DDE e HDSDR un client, il primo trasmette al secondo le informazioni sulla velocità del satellite, utilizzando un formato standardizzato dal software di tracking Orbitron, molto diffuso. Sulla base di questi dati HDSDR modifica automaticamente la propria sintonia per compensare la deriva Doppler (diversi programmi di tracciamento sono anche in grado di pilotare il rotore delle antenne utilizzate per la ricezione di satelliti ancora più difficili da monitorare). Il meccanismo vale per l'accoppiata HDSDR-HRD, ma il client DDE di HDSDR è compatibile con il server integrato in altri programmi o moduli di sat tracking, tra cui lo stesso Orbitron, WXtrack, SatPC32 e Wisp. Un file di istruzioni per la corretta impostazione di HDSDR con i vari server di tracciamento si trova qui.

Questa è solo una configurazione possibile. La compensazione Doppler - una operazione fondamentale, come si è detto - viene implementata anche da programmi di demodulazione come SDR-RADIO.

Nanoticinesi nello spazio: il successo di TIsat-1

A margine della notizia sullo sfortunato lancio della missione satellitare della NASA Glory, nella quale sono andati perduti tre nanosatelliti amatoriali CubeSat, mi hanno scritto dal Canton Ticino due radioamatori locali - Gianluigi HE9ZKC e Fabio HB9AUS - per precisare che altre missioni CubeSat hanno avuto un grande successo. Una di queste ha visto la messa in orbita di un nanosatellite radioamatoriale tutto ticinese, il TIsat-1 (call radioamatoriale HB9DE) lanciato il 12 luglio scorso dal Nanosatellite Launch Service della Canadese UTIAS/SF (Univeristà di Toronto) dalla base indiana del Satish Dhawan Space Centre in Sriharikota, Andhra Pradesh, a bordo di un veicolo Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV-C15) della Antrix Corporation. Qui trovate una lista di tutte le missioni NLS promosse da UTIAS.

Il TIsat-1 è stato progettato interamente in Ticino dalla scuola superiore SUPSI una "fachschule" di livello universitario che insieme alla Università della Svizzera Italiana e ad altre scuole di alta formazione rappresenta validamente il settore dell'educazione superiore nella regione svizzera di cultura italiana. Il nanosatellite radioamatoriale nasce per iniziativa del Dipartimento Tecnologie Innovative della SUPSI e come spiegano Gianluigi e Fabio nei loro commenti può essere monitorato (con antenne ad alto guadagno) su due frequenze, quelle del radiofaro che opera in CW su 437,305 MHz e del secondo downlink di 145,98 MHz che ripete sulla stessa frequenza le richieste dei controllori identificandosi in CW in modulazione FM.

A bordo del piccolo veicolo orbitale un piccolo laboratorio di sensori raccoglie una serie di informazioni ambientali. La telemetria viene raccolta e analizzata in questa pagina Web. Dalla stessa pagina si può prelevare il manuale delle comunicazioni implementate sul TIsat e volendo si può prelevare il TIsat Demodulator, per analizzare in casa propria la telemetria. Il tracciamento in tempo reale del satellite avviene molto facilmente grazie al servizio N2YO, che visualizza i tracciati orbitali di tutti i veicoli orbitanti su un mashup con Google Maps. Questa è la scheda di TIsat-1 nel Master Catalog della NASA.

Complimenti allo SpaceLab 2010 della DTI della SUPSI per l'ottimo andamento di questa missione.

Ecco i dettagli della missione CubeSat UKube-1

Sollecitato da Enrico, disposto a partecipare a una minicordata, ho provato ad acquistare un FunCube Dongle all'asta che su è tenuta ieri sera. L'asta via PayPal è l'unico mezzo per acquistare questo dispositivo che periodicamente mette in palio qualche decina di lotti. In genere questi vanno esauriti nel giro di una manciata di secondi a partire dall'ora ufficiale di inizio della vendita online. Sarà stata la fortuna del principiante ma mi sembra di esserci riuscito, almeno a giudicare dal messaggio di approvazione del pagamento ricevuto da Paypal. Questo piccolo front end USB per applicazioni SDR si basa su un chip per la ricezione televisiva e quello che conta per me è che può essere controllato da una applicazione Mac. Il sito di Alexandru Csete, fisico che lavora in Danimarca (ma di chiare origini non scandinave) ha compilato in ambiente QT una applicazione che imposta la frequenza per il FCDongle. Il resto dovrebbero farlo le applicazioni SDR per Mac e i vari software di "cavetteria" virtuale per questa piattaforma, tipo SoundFlower. Almeno credo.

FunCube Dongle nasce nell'ambito dell'operazione FunCube, progetto radioamatoriale satellitare inserito nel quadro dell'iniziativa UKube-1, a sua volta inquadrata nel più ampio del progetto CubeSat di Caltech, San Luis Obispo e Stanford Space Systems Development Lab (qui c'è anche un forum di discussione e una lista di progetti CubeSat compilata da Amsat).

All'inizio del prossimo anno (Maya permettendo) la missione britannica dovrebbe lanciare nello spazio un payload costituito da diversi nanolaboratori orbitali. Proprio in queste ore la UK Space Agency ha fornito i dettagli sulla missione, annunciando i quattro progetti che sono stati approvati da una lista di una decina di proposte.

UK’s first CubeSat mission starts to take shape

The UK Space Agency has today (17th March 2011) revealed the instruments and experiments that will be launched into orbit onboard the UKube-1 CubeSat in early 2012.

The winning payloads from the UK Space Agency’s payload competition include the first GPS device aimed at measuring plasmaspheric space weather; a camera that will take images of the Earth and test the effect of radiation on space hardware, using a new generation of imaging sensor; an experiment to demonstrate the feasibility of using cosmic radiation to improve the security of communications satellites and to flight test lower cost electronic systems; and a payload made up of 5 experiments that UK students and the public can interact with.

UKube-1 - a nanosatellite that will allow the UK to test new technologies and carry out new space research quickly and efficiently - is an exciting and novel collaboration between the UK Space Agency, industry and academia, and is envisaged as the pilot for a full national CubeSat programme.

As well as providing a fantastic opportunity for innovative UK companies and UK academics to collaborate on a national space project, UKube-1 is also useful for training the next generation of space engineers and will include a tiny radio transmitter for science education, and a materials science experiment from which school students can receive data. The system, funded by volunteer members and friends of AMSAT-UK, is called FUNcube and will be integrated with UKube-1 as part of the programme.

Dr David Williams, Chief Executive of the UK Space Agency, said, “UKube-1 is really starting to take shape. Our payload competition has enabled us to include a wide variety of innovative instruments and experiments that will drive the development of UK space technologies and help to enthuse UK students about science. CubeSat missions offer opportunities for a wide range of people to get involved in space activity, removing barriers and encouraging innovation.”

Astrium ‘Janus’ experiment

Astrium's Janus payload is designed to demonstrate the feasibility of using space-based cosmic radiation to produce true random number generation in satellites for the first time. Random number generation is an essential component of secure communication systems and the Janus payload could pave the way for highly-secure telecommunication satellites. The Janus mission will also act as a technology demonstrator to determine the effects of cosmic radiation on a high performance integrated circuit in the payload - a Xilinx Field Programmable Gate Array (FPGA). The FPGA has the potential to be re-programmed in orbit and therefore could lead to further advancements in the payload's overall functionality.

CMOS Imager Demonstrator

The Open University’s CMOS Imager Demonstrator is based on new sensor technology which is being developed and evaluated for space use. It is designed to perform a variety of imaging tasks and will take images of the Earth and test the effect of radiation on instruments in space.

myPocketQub

UKSEDS myPocketQub is a pocket spacecraft that will carry a stack of different experiments, allowing students and hobbyists to take part in a space mission.

The three core goals of myPocketQub are to allow up to 365 people to try their experiments in space on a pocket spacecraft for a day; help people to develop payloads for pocket spacecraft at home, school or university; and demonstrate an open source pocket spacecraft design.

TOPCAT

TOPCAT, a project from the University of Bath, will be the first GPS device aimed at measuring space weather conditions in the plasmasphere (the areas of space just beyond the earth’s atmosphere). The results from the measurements taken by TOPCAT will allow these conditions to be monitored and reacted to, reducing negative implications for GPS and improving systems such as satellite navigation and telecommunications. TOPCAT is funded by the University of Bath and the Bath Alumni Fund.

Dr Ronan Wall, UKube-1 programme manager and systems engineer at Astrium, said, “With the securing of this major milestone, we can now concentrate on getting these payloads and the spacecraft itself mission-ready. Thanks to the efforts put in by the payload, platform and ground segment teams, UKube-1 will allow scientific discoveries, demonstrate technological innovation and throw open the doors of space experiments to the UK school and university population – all from a cost-effective, 4.5kg satellite”.

The funding partners for UKube-1 are the UK Space Agency, the Science and Technology Facilities Council and the Technology Strategy Board. The spacecraft is being developed through an existing Knowledge Transfer Partnership (KTP) with innovative Scottish space company Clyde Space and the University of Strathclyde. Engineering and programme management support is provided by the UK’s largest space company, EADS Astrium Ltd. The platform development is supported through internal funding from ClydeSpace and STFC sponsorship of the KTP.

As well as the platform and payload elements of the mission, UKube-1 is being generously supported by three Ground Stations. Led by the STFC Rutherford Appleton Laboratory’s Ground Segment, these crucial elements will provide the link to the orbiting spacecraft, as well as full planning of the operations. The supporting ground stations are provided by Dundee and Strathclyde Universities.

Companies providing free support to UKube-1 include Isotron, Xilinx, Invotec and DS SolidWorks Corp.

Nanosatelliti radioamatoriali, un altro fallimento

Cocente delusione per la comunità dei radioamatori appassionati di ricerca e comunicazione spaziale. Il vettore Taurus XL lanciato questa mattina dalla base californiana di Vanderberg con a bordo il satellite ambientale Glory e tre nanosatelliti amatoriali "CubeSat" sviluppati da altrettanti consorzi universitari, non è riuscito a portare e a termine correttamente la sua missione. Il guscio di carenatura che protegge il carico del missile dall'attrito con l'atmosfera non si è separato correttamente dal vettore e il peso di questa struttura non ha permesso di raggiungere in tempo la quota orbitale.

I radioamatori "spaziali" si apprestavano a seguire la telemetria dei tre minuscoli satelliti cubici (dieci centimetri di lato), ma le loro antenne resteranno a secco. Una delusione tanto più cocente se si pensa che il missile Taurus aveva subito un analogo incidente due o tre anni fa, costringendo i tecnici a prendere delle misure correttive. Alcuni lanci successivi avevano funzionato, ma oggi il difetto si è ripresentato di nuovo. I tre satelliti avrebbero dovuto rappresentare la prima tappa del programma Educational Launch of Nanosatellite, una joint venture tra la Nasa e le università. Peccato soprattutto per la missione Glory, che avrebbe dovuto aiutare gli scienziati a misurare l'impatto del sole e degli aerosol sul nostro clima.

Ecco qualche riferimento alle tre missioni CubeSat e a una pagina riassuntiva con le radiofrequenze (437,425 436,790 e 437,505 MHz) che non si sono "accese". Nel 2006, un vettore russo Dnepr lanciato da Baikonur con a bordo 14 nanosatelliti analoghi a questi (tra cui l'italiano PicPot, il "Piccolo Cubo del Politecnico di Torino"), aveva subito lo stesso destino, distruggendo l'intero carico.

Explorer 1 Prime:

http://ssel.montana.edu/e1p/operations/

http://ssel.montana.edu/e1p/mission/

KYsat1:

http://ssl.engineering.uky.edu/missions/orbital/kysat1/operations/

http://www.kentuckyspace.com/index.php?option=com_content&view=article&id=274:kysat-1-update&catid=45:kentuckyspaceblog&Itemid=1

HERMES:

http://spacegrant.colorado.edu/COSGC_Projects/co3sat/PCOM.htm

http://spacegrant.colorado.edu/index.php/current-projects/208-cubesatcomm

http://www.cubesat.org/index.php/collaborate/elana/90-glorylaunch