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中心科普 | 《全球业余卫星介绍》(六)典型的废弃业余卫星

日期:2021-03-29 09:33:25 来源:黑龙江省无线电管理网

业余卫星发展经历了三个阶段:第一阶段从1961年到1972年,这一时期的业余卫星寿命很短,大多只有二三十天,主要用作卫星技术试验,参与通信的业余无线电爱好者人数约为几百至几千人;第二阶段从1972年到1980年,卫星的寿命有很大的提高,可以达几年,且有较强的通信能力,运行的轨道多为近地轨道,更多的业余无线电爱好者加入到业余卫星通信的行列;第三阶段从1980年至今,业余卫星通信时代到来,卫星也向更高、更强发展。

20世纪发射的业余卫星到现在已经几乎全部废弃。本篇文章介绍几颗较为典型的废弃业余卫星。

1.  OSCAR-2

OSCAR-2于1962年6月2日在加利福尼亚州范登堡空军基地搭乘Agena-B型运载火箭升空并进入运行轨道。该星由OSCAR-1的同一组织设计制造,相对OSCAR-1而言有很多改进。一项升级内容是改进了内部温度感应机制,提高了感应准确度;另一项改进了卫星的外部保护层,以确保内部能保持较低的温度;还有一项修改降低了信标发射机的输出功率低至100mW,用来延长卫星电池的使用寿命。在1962年6月20日停止了为期18天的服役,并于1962年6月21日重新启动。


2.  OSCAR-5

OSCAR-5又称Australis-OSCAR-S于1970年1月23日从加利福尼亚州的范登堡空军基地发射升空,搭乘运行美国气象卫星的Delta火箭到达1488km高的极地轨道。它是由宇航部门和澳大利亚墨尔本大学无线电俱乐部的学生设计建造的。该星在29MHz和144MHz传输遥测信标数据,也是第一颗可以从地面控制的业余卫星,它有一个遥控指令接收机,可以让地面站控制卫星上的29MHz信标发射机。OSCAR 5未携带转发器,所以它不能用来做中继通信。但是它安装了一个创新性的磁场姿态稳定系统。

3.  RS-1和RS-2

RS-1和RS-2于1978年10月26日从前苏联北部的普列谢茨克国家航天发射场搭载一枚F-2型火箭升空,进入距地球1600km的椭圆轨道。这两颗卫星都携带了145MHz~29MHz的转发器。这两颗卫星也被称之为Radio-1和Radion-2,绕地球一圈约为120分钟。它们用莫尔斯电码传送温度和电压遥测信号,有太阳能电池和“Codestore”存储转发邮件系统,在莫斯科、新西伯利亚及海参崴建有地面控制站。

RS-1和RS-2有灵敏度非常高的接收机和防止上行功率过大时保护接收机的过载断路器,断路器只能在卫星覆盖前苏联的时候被重置。然而,西方的业余无线电爱好者们有时用数百瓦的功率来过载发射,这种不断的触发断路器动作使这两颗卫星转发器被不断关闭。前苏联的地面控制人员不得不重置该断路器来保持打开状态,但最终的结果是卫星只能在覆盖前苏联的时候可以通联,因为在卫星覆盖北美和西欧的时候西方的业余无线电爱好者们总是触发这个断路器。RS-1只工作了几个月,但是RS-2一直工作到1981年。


4.  Iskra-1

  前苏联在20世纪八十年代也忙于自己的业余卫星项目,虽然大多数前苏联的业余无线电卫星被称为“Radionsputniks” (无线电人造地球卫星),但有一个系列的卫星被称为Iskra”,其俄语中的含义是“火花”。莫斯科航空研究所的学生业余无线电爱好者们制造了28kg的“Iskra”。这颗卫星有太阳能供电的转发器、遥测信标、地面指令信道、存储转发信息公告板和星载计算机。“Iskra”的转发器在21MHz和28MHz传输信号,它的遥测信号在29MHz附近。卫星通过莫斯科和卡卢加的地面站控制,其目的是希望促进保加利亚、古巴、匈牙利、老挝、蒙古国、波兰、罗阿尼亚、前苏联还有越南的业余无线电爱好者们通联。

Iskra-1于1981年7月10日在北部的普列谢茨克航天中心发射场用A-1火箭送到680km的极地轨道。在运行了13周以后于1981年10月7日因再入大气层而烧毁。

5.  UoSAT-OSCAR 9

英国的第一颗业余无线电卫星是英国萨利大学的学生设计的UO-9。其实“UoSAT”就是“University of Surrey Satellite”(萨利大学的卫星)。这颗52kg重的科学教育卫星于1981年10月6日在美国加利福尼亚州范登堡空军基地由Delta火箭送入547km高的极地轨道。

虽然UO-9没有携带通信转发器,但是他可以发送数据,并且将携带的摄像机的图像传输回地球。这颗卫星装有一个最早期的(CCD)阵列,它组成了首个用来防止荒漠化的低成本空间电视摄像机。相对于早期的技术来说,它拍摄并传送的空间图像是非常壮观的。UO-9卫星的摄像机并没有稳定地指向地球,所以照片所涵盖的区域也是随机拍摄的。

UO-9上带有磁力计及辐射探测仪,此外还带有两台粒子计数器用来测量太阳活动及极光对无线电信号的影响。卫星还装载了具有150个词汇的语音合成器,用来报告卫星的状况。它既在145MHz和435MHz发射信标,又在7MHz、14MHz、21MHz、28MHz的短波频率及2GHz和10GHz的微波频率发射信标。

1982年由于软件错误造成145MHz和435MHz的信标被错误地同时开启,导致卫星的接收机被自己的发射阻塞,萨里大学的业余无线电爱好者呼吁斯坦福大学及加州的业余无线电爱好者对卫星实施干预。斯坦福大学的业余无线电爱好者使用43米的蝶形天线用15mW的功率向卫星发射,这一办法后来让卫星恢复了控制。

UO-9在经过7年多可靠的运行和服务后于1989年10月13日坠入大气层烧毁。

结语:由国家无线电监测中心组织编写的《全球业余卫星介绍》(节选)连载已完结。后续,我们将在无线电科普丛书《业余卫星通信》中系统介绍业余卫星通信基本原理、主要特点、系统组成,业余卫星通信的基本方法和当前在轨业余卫星应用情况等内容,与广大读者共飨业余卫星通信领域的科学之美。


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