ISS Ham Radio for dummies – Parte 1

Con il recente ritorno di Paolo Nespoli a bordo della ISS con la missione Vita, si prospetta un periodo interessante per la comunità radioamatoriale. Durante la precedente missione MagISStra, dal novembre 2010 al maggio 2011, l’astronauta Paolo Nespoli ha già svolto un lavoro enorme, utilizzando la radio con più di 70 scuole coinvolte e centinaia di radioamatori contattati in tutto il mondo. Nel corso della missione VITA la promessa è quella di replicare, dunque quale migliore occasione per riassumere, per i meno esperti, le modalità con le quali è possibile ascoltare e contattare la ISS utilizzando apparati radioamatoriali.

A bordo della ISS sono presenti due postazioni radio, a disposizione degli astronauti per QSO (contatto radio in gergo radioamatoriale) nell’ambito del programma ARISS e per contatti spontanei non programmati con la comunità di radioamatori in tutto il mondo.

La nascita di ARISS, evoluzione di SAREX

La progettazione è stata curata dall’organizzazione ARISS (acronimo di Amateur Radio on the International Space Station), un gruppo di lavoro di tecnici ed appassionati appartenenti alle principali associazioni radioamatoriali dei paesi partecipanti al programma ISS (USA, Russia, Europa, Canada e Giappone).  ARISS si costituisce, nel 1996, come evoluzione del programma SAREX (Shuttle Amateur Radio Experiment) e con l’obiettivo di proseguire la strada inaugurata nel 1983 dall’astronauta NASA Owen Garriott W5LFL, primo ad aver portato nello spazio, a bordo della navetta shuttle Columbia (missione STS-9), un apparato radioamatoriale, con l’iniziale idea di contattare a terra la madre e alcuni amici radioamatori.

Owen Garriott W5LFL, Astronauta NASA – Credits: NASA

Grazie al grande successo dell’iniziativa del dott. Garriott, conclusa con oltre 300 contatti radio in una unica missione, NASA decise di istituzionalizzare l’uso della radio coinvolgendo gli studenti delle scuole. Nasce così SAREX che, fino all’avvento della ISS, ha coinvolto decine di astronauti e centinaia di scuole e studenti in tutto il mondo.

 

1st ARISS meeting (Houston, TX – 4/5 novembre 1996) – Credits: ARISS

Il primo meeting ARISS, in cui sono state gettate le basi per lo sviluppo della stazione radio da inviare a bordo della futura Stazione Spaziale Internazionale, si è svolto a Houston il 4 e 5 novembre 1996.

Dal primo meeting, con un processo di ingegnerizzazione, costruzione e certificazione durato qualche anno si arriva al primo apparato radio, la cosiddetta Phase 1, inviata arrivata a bordo della ISS nel 2000, con la navetta shuttle Atlantis (STS-106) ed installata nel modulo russo FGB Zarja (Functional Cargo Block). Il sistema era composto da una coppia di radio portatili Ericsson M-PA VHF e UHF, connesse al sistema di antenna originariamente previsto per il docking del modulo di servizio Zvezda all’FGB.

phase1 equipment

ARISS station, Phase 1 – Credits: ARISS Europe website

Le modalità operative prevedono l’utilizzo in modalità voce e packet (trasmissione dati) sulle bande VHF 2m e UHF 70cm, con una potenza di trasmissione di 5W. Attualmente l’hardware Phase 1, dopo l’installazione di Phase 2, è stato trasferito permanentemente nel modulo europeo Columbus.

Phase 2, inviato con una capsula cargo russa Progress nell’agosto del 2003, composto da un nuovo apparato VHF/UHF Kenwood D-700 con potenza di trasmissione di 25W e un sistema di 4 antenne, di cui una utilizzabile in banda HF, installate con successive EVA. La stazione è ubicata nel compartimento russo della ISS, all’interno del modulo di servizio Zvezda.

ARISS Station, Phase 2 – Credits: ARISS Europe website

Attualmente è in fase di progettazione la nuova stazione denominata “Interoperable Radio System”, verrà collocata in Columbus in sostituzione dell’hardware Phase 1 e se ne prevede l’ultimazione e lancio nel corso del 2018.

Dal 2014, grazie all’Agenzia Spaziale Europea (ESA), AMSAT Italia e Kayser Italia è presente a bordo della ISS, nel modulo europeo Columbus, anche un trasmettitore video digitale denominato HAM Video, in grado di trasmettere, in banda S, l’astronauta durante i collegamenti radio. Ne parleremo più approfonditamente in prossimo articolo.

Frequenze e callsigns

Ecco le frequenze per l’ascolto della ISS nelle varie modalità di emissione. E’ bene ricordare che l’utilizzo di apparati radioamatoriali è subordinato al conseguimento nelle necessarie autorizzazione del MiSE (Ministero dello Sviluppo Economico, settore comunicazioni), come ben illustrato qui.

Voce Uplink

Downlink

145.200 MHz*

145.800 MHz

Ripetitore Uplink

Downlink

437.800 MHz

145.800 MHz

Packet dati Columbus

Zvezda

437.550 MHz

145.825 MHz

* frequenza valida per uplink in zona IARU 1 (Europa, Russia e Africa). Per area IARU 2 (America) e IARU 3 (Asia, Asutralia e Pacifico) 144.490MHz

Il nominativo (sigla identificativa della stazione trasmittente) utilizzato dagli astronauti a bordo della ISS, varia a seconda della nazionalità e dell’area in cui si trovano ad operare:

Voce USA NA1SS
Russia RS0ISS

RZ3DZR

Europa DP0ISS

IR0ISS

OR4ISS

ARISS school contacts, cosa sono e come ascoltarli?

I contatti radio vengono pianificati da ARISS in accordo con le agenzie spaziali, così da poter inserire l’attività nella agenda quotidiana dell’astronauta, che vi deve dedicare circa 15 minuti.

Gli studenti hanno la possibilità di porre circa 20 domande all’astronauta, ascoltandone in diretta la risposta.

Schedule di un evento ARISS – Credits: ARISS

Le modalità previste da ARISS per gli school contact sono due:

  • contatto diretto: viene installata una stazione ricetrasmittente presso la scuola. La stazione è solitamente dotata di antenna direttiva ad alto guadagno e rotore ad inseguimento alt-azimutale, in grado di garantire un buon segnale per i circa 10 minuti di durata del passaggio della ISS.
  • contatto telebridge: per le scuole che non dispongono di una stazione radio o della collaborazione di un team di radioamatori, ARISS ha predisposto una rete di stazioni sparse per il mondo, in grado di contattare la ISS e a disposizione delle scuole. In questo caso il contatto con l’astronauta avviene per tramite di una teleconferenza tra la scuola e la stazione telebridge, che si preoccupa di effettuare il cosiddetto “uplink” (cioè la trasmissione del segnale radio vero e proprio) della voce degli studenti.

I contatti ARISS vengono annunciati con anticipo attraverso il sito ufficiale ARISS e l’account Twitter.

Per chi non fosse in possesso di una stazione radio, quasi sempre lo school contact viene trasmesso anche in diretta streaming per consentire a tutti un facile ascolto. Il video che segue è proprio la registrazione del contatto svolto l’8/3/2011 con Paolo Nespoli:

Altrimenti, per chi dotato di una stazione radio, è sufficiente effettuare una predizione del passaggio della ISS sopra la propria località utilizzando le numerose app (ricercare ISS sullo store del proprio smartphone), tool online (www.heavens-above.com) e applicazioni per PC (ad es. Orbitron).

ISS pass – Credits: ARISS

La frequenza di ascolto, come riportato sopra in tabella, è sempre 145.800 MHz in modalità FM. Sebbene l’uplink dalla scuola avvenga su una diversa frequenza riservata, raccomandiamo di NON effettuare tentativi di chiamata all’astronauta durante uno school contact, così da non interferire con il regolare svolgimento dell’evento. Per il solo ascolto è sufficiente, anche se magari non per tutta la durata del passaggio ISS ma limitata alla fase con più alta elevazione sull’orizzonte, una antenna verticale o portatile connessa all’apparato radio.

Contatti random, come contattare la ISS

Periodicamente, in maniera del tutto volontaria e compatibile con il poco tempo libero, gli astronauti decidono di trascorrere alcuni minuti alla radio effettuando chiamate aperte a tutta la comunità radioamatoriale internazionale. Ad esempio Paolo Nespoli, con il proprio nominativo radioamatoriale IZ0JPA e Luca Parmitano KF5KDP, nelle precedenti missioni hanno risposto a parecchie centinaia di chiamate di radioamatori in tutto il mondo. Il consiglio, in questo caso, è di tenere sotto controllo gli account social degli astronauti, che normalmente annunciano con qualche minuto di anticipo la loro presenza alla stazione HAM radio. Diversamente dal solo ascolto, la trasmissione richiede una dotazione del tutto simile a quella degli school contact. Approfondiremo anche questo aspetto tecnico in un prossimo articolo.

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Gianpietro Ferrario

Appassionato di astronomia, astronautica e radioamatore, conferenziere presso il Planetario di Lecco. Membro del gruppo di lavoro ARISS Europa, dedito all’organizzazione di contatti radio tra le scuole e gli astronauti a bordo della ISS. Socio e consigliere dell’associazione ISAA.

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