VOCÊ SABE OPERAR SATÉLITES.
Por PY2MXK, Mário Keiteris
Com este artigo pretendo abrir uma série sobre este tema ainda pouco conhecido pelos colegas radioamadores. Nessa óptica, entenda-se por comunicações espaciais a comunicação das estações do Serviço de Amador com astronautas radioamadores a bordo de naves espaciais ou transbordadores, o uso de satélites artificiais em órbita para retransmissão das suas emissões ou simples recepção de informação e o uso de corpos celestes como a lua como repetidores passivos.
Ainda este ano teremos oportunidade de possuir um repetidor na lua através de uma nave chinesa, segundo consta brevemente teremos um repetidor em Marte. Aguardem, a tecnologia avança rapidamente, tente acompanha-la.
Os satélites artificiais de comunicações podem ser geralmente agrupados em três tipos principais de acordo com os parâmetros da sua órbita em redor da terra. Assim sendo podemos classificá-los em satélites de baixa altitude com órbita quase circular, de alta altitude com órbita elíptica e os satélites geoestacionários.
As órbitas de baixa altitude, tal como o seu próprio nome indica situam-se entre 335 Kilometros e os 40.000 Kilometros. Os satélites neste tipo de órbita descrevem um movimento circular em volta da terra atraída pela gravidade do planeta com poucas variações de altitude em relação a terra. Desta forma estes dispositivos dão várias voltas ao mundo por dia passado sempre por cima de regiões diferentes já que se afastam algumas dezenas ou centenas de Kilometros em relação aos pontos em terra por baixo de si na passagem anterior.
Nas órbitas de alta altitude, os satélites para além desse movimento circular em volta do planeta ainda exibem uma outra particularidade que é o movimento elíptico, ou seja, cada movimento de rotação tem um ponto de maior afastamento e outro de maior proximidade em relação a terra.
Os satélites geoestacionários mantêm uma órbita fixa a cerca de 35.800 Kilometros acima do equador. Só é possível manterem-se 24 horas por dia nessa posição porque viajam precisamente à mesma velocidade do planeta e na mesma direção. A grande necessidade do seu uso obrigou a estabelecer-se uma cintura com 3º de longitude de separação obrigatória entre cada uma das posições pré-definidas para alojamento destes satélites usados sobretudo para ligações intercontinentais de rádio, televisão, telefone e outros tipos de comunicações. Até à presente data não há conhecimento de nenhum tipo possível de utilização de satélites geoestacionários no serviço de amador por satélite para comunicações.
Como vimos em relação aos satélites de órbitas quase circulares e elípticas a sua posição em relação ao solo varia com o tempo. Este fato torna a comunicação ou a simples recepção dos seus sinais somente possível quando não há impedimentos ou barreiras físicas na ligação com a estação terrestre, ( nomeadamente só quando o satélite se eleva acima do horizonte).
O conjunto de parâmetros usados para calcular a posição atual do satélite em relação ao ponto da terra onde se encontra a estação de solo denominam-se Elementos Keplerianos. Qualquer computador pessoal dispõe hoje de uma incrível variedade de programas ou aplicações informáticas mais ou menos sofisticadas e precisas para cumprir esta operação com sucesso na estação de radiocomunicações, o que torna fácil e acessível.
Associações de radioamadores que se dedicam a este tipo de comunicações como a AMSAT e organizações espaciais como a NASA, (entre outras entidades), fornecem e atualizam mesmo via Internet listagens de Elementos Keplerianos para programação dos sistemas caseiros de cálculo de posicionamento, tornando-se a única responsabilidade do radioamador a inserção esses dados no programa sempre que ache necessário fazê-lo.
Para se trabalharem os satélites que disponibilizam comunicações no serviço de amador por satélite as estações devem equipar-se com os meios adequados a fazerem uso dos repetidores ou instrumentação instalada a bordo. Correntemente, a maior parte das comunicações acessíveis destes satélites são sobretudo as retransmissões do sinal, seja este em telefonia ou nos modos digitais. Para esta operação, tal como acontece com as vulgares estações repetidoras terrestres, existe um canal de acesso e um de saída ou recepção. Estes canais são vulgarmente conhecidos como ” uplink ” (canal de subida) e ” downlink ” (canal de descida ).
Sendo o ideal possuir-se também uma forma de se receber o canal de descida em simultâneo, ( sobretudo para se poder escutar a própria emissão e dessa forma se corrigirem quaisquer eventuais defeitos como os desvios do efeito Doppler provocado por alguns fenômenos físicos comuns a todas comunicações espaciais).
Para facilitar tecnicamente esta tarefa, o canal de subida e o de descida estão em segmentos diferentes bandas situadas nas faixas de freqüências atribuídas ao serviço de amador por satélite. A correspondência entre freqüências nas duas bandas pode ser invertida ou não. Nas correspondências não invertidas sabemos que basta somar ou subtrair um número certo de MHz para acharmos o resultado certo dessa conversão.
Para nos deslocarmos dentro do segmento de operação desses satélites sabemos que deverá ser percorrido o mesmo espaço numa e noutra banda para tudo bater certo se não houver qualquer tipo de fenômeno que possa ser integrado nas exceções à regra. Vamos tomar com exemplo o fator de conversão de – 116,400 MHz. Se estivermos a emitir no canal de subida em 145,825 MHz devemos ir escutar a freqüência de 29,425 MHz para a resposta ou mesmo para monitorizarmos a nossa própria emissão.
Se nos deslocarmos depois para 145.850 MHz a freqüência de escuta para o canal de descida passa então para 29,450 MHz e assim sucessivamente. Usaremos neste caso como exemplo um canal de subida na freqüência de 145,825 MHz ao que corresponde um canal de descida em 435,225 MHz.
Se avançarmos para a freqüência de 145,850 MHz não teremos como correspondente o canal de descida em 435,250 MHz, como no exemplo anterior, mas de 435,200. A explicação advém de não haver uma conversão direta fixa de + 289,400 MHz, pois no canal de subida à medida que vamos aumentando a freqüência vamos diminuindo no canal de descida e vice-versa.
Nesta ordem de idéias chegamos á conclusão que na freqüência do centro da banda haverá aí sim uma diferença fixa de cerca de 289,300 MHz que vai aumentando à medida que nos deslocamos para os extremos da banda em qualquer das direções. Esta norma é valida quer para os casos em que a freqüência de descida é superior à de subida ou em caso contrário como no primeiro exemplo.
Quando as correspondências se invertem como no segundo exemplo, o efeito Dopller é mais fácil de controlar. Este fenômeno deve-se à velocidade de deslocação entre o satélite e a estação terrestre fixa sendo proporcional à freqüência do sinal. Nos casos das comunicações através de satélites com órbitas circulares ou elípticas este ligeiro desvio de freqüência é diferente consoante cada faixa de freqüências do serviço amador por satélite A diferença de freqüência está também relacionada com a altitude.
Em satélites de órbita elíptica o efeito de Doppler no apogeu é cerca de oito vezes menor do que se faz sentir no perigeu. Há ainda que ter em consideração este fator de desvio na freqüência tanto no canal de subida como no canal de descida. Para a operação dos satélites pelos radioamadores existem vários modos pré-definidos. Numa próxima oportunidade vamos ficar a conhecer alguns satélites e a sua forma de operação em particular.
Na esperança de que o presente artigo seja do agrado de todos espero seus comentários, críticas ou sugestões, pôr agora despeço-me com um forte e cordial
73′ do Mário Keiteris / PY2MXK
