Zeptejte seastronautů na ISS Návrhy na otázky můžete klást v našem on-line formuláři, který najdete na ZDE. Případně nám otázky pošlete na e-mail redakce@technet.cz. Čas je do konce pracovního týdne, tedy do 17. června. |
Když se chcete spojit s kosmonauty, můžete se buď pokusit sehnat práci pro nějakou vesmírnou agenturu, anebo - pokud ještě chodíte do školy - využít pomoci radioamatéra. Organizace NASA, CSA, Rosaviakosmos, JAXA a ESA ve spolupráci právě s radioamatéry pořádají program ARISS (Amateur Radio on International Space Station), určený pro školy po celém světě. V rámci projektu děti přes vysílačku kladou otázky kosmonautům na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS).
Jedno takové spojení se uskuteční i letos v létě v České republice, a to mezi oběžnou dráhou a letním táborem „Elektrotábor“ určený pro děti se zájmem o elektrotechniku. Bude to někdy v první polovině srpna 2016, přesné datum a čas upřesní NASA později. Otázky kosmonautovi na oběžné dráze v ISS budou klást děti přes radioamatérskou vysílačku.
Během desetiminutového průletu se stihne maximálně 20 otázek, pro jistotu chceme mít připraveno o něco více, a tak organizátoři chtějí požádat o pomoc i čtenáře Technetu. Máte zájem se kosmonauta na něco zeptat? Máte zajímavou otázku? Zašlete nám ji přes tento formulář nebo na e-mail redakce@technet.cz (nejlépe s předmětem „Otázka pro ISS“), možná právě ta vaše bude vybrána. Čas je pouze do konce tohoto pracovního týdne (tedy do půlnoci pátku 17. června), otázky chce totiž s předstihem vidět i NASA.
Otázky by měly být v rámci krátkého spojení jednoduché a stručné. A rovněž neposílejte dotazy, na které si můžete najít odpověď na internetu (kolik je vám let, pokolikáté jste ve vesmíru...). Obousměrná komunikace bude probíhat v angličtině, můžete tedy posílat otázky anglicky i česky (ty následně přeložíme).
Čekalo se roky
Přestože typickým účastníkem projektu ARISS jsou školy, první potvrzenou přihlášku v České republice získal právě „Elektrotábor“, a to už v roce 2012. Od té doby se čekalo na vhodnou konstelaci.
Jak bylo již řečeno, půjde o poměrně krátký hovor. Stanice obíhá Zemi po nízké orbitální dráze ve výšce 400 km, pohybuje se rychlostí 7,6 km/sekundu, jeden oblet Země trvá přibližně 1,5 hodiny. V případě vysokých průletů je ISS nad obzorem 12 minut. Samotné spojení probíhá v radioamatérském pásmu 145 MHz. Jelikož radioamatérská stanice na ISS je minimalistická, je třeba, aby výkonnější stanice byla umístěna na Zemi.
NASA doporučuje minimální vybavení pozemní stanice: anténu se ziskem 10 dB, ideálně s kruhovou polarizací, výkon 100 Wattů a automatickou kompenzaci Dopplerova posuvu. Stanice použitá na Elektrotáboře se bude skládat z vysílačky YAESU FT-897, která má VF výkon 50 W, k tomu výkonový zesilovač 200 W. Pro dosažení požadovaného zisku antény je třeba použít směrovou anténu, zvolena byla GW4CQT s kruhovou polarizací a během celého průletu bude směrována na ISS, a to jak v horizontální ose (azimut), tak i ve vertikální (elevace). Pro případ výpadku elektrického proudu je celá stanice včetně otáčení stožáru napájena z akumulátoru (autobaterie 12V).
Nutné je taky průběžně kompenzovat Dopplerův posuv frekvence pro vysílání i příjem. Když ISS vychází nad obzor, nachází se ve vzdálenosti 2 300 km a vzdálenost se snižuje, Dopplerův posuv v tu chvíli je 3,3 kHz. Aby ISS s jednoduchou stanicí mohla jednoduše vysílat a přijímat na nominálním kmitočtu, je třeba, aby pozemní stanice přijímala o 3,3 kHz výše a vysílala 3,3 KHz níže. Následně se Dopplerův posuv průběžně snižuje až na nulu v bodě nejvyššího průletu. Poté opět narůstá, pozemní stanice ale musí obrátit znaménka, přijímat na nižším kmitočtu a vysílat na kmitočtu vyšším.
Pro radost z vlastních konstrukcí je postaven celý mechanismus anténního stožáru (otáčí ho malé stejnosměrné motorky původně určeny pro posun sedadel v osobním autě). Pro výpočet polohy satelitu a Dopplerova posuvu, jakož i samotné ovládání směrování antény, poslouží vlastní jednoduché řídicí moduly s využitím Arduina. Antény se tak během průletu otáčí samy, stejně jako Arduino periodicky počítá hodnotu Dopplerova posuvu a sériovou linkou ho nastavuje ve vysílačce.
Pro zajímavost, celý výpočet polohy satelitu (azimut, elevace) a aktuální hodnotu Dopplerova posuvu trvá Arduinu 0,01 sekundy. Vstupními údaji jsou datum, čas, zeměpisné souřadnice a nadmořská výška pozemní stanice. K samotnému výpočtu se používají Keppleriánská data popisující dráhu satelitu, která jsou volně dostupná např. na webu NASA, kde jsou denně aktualizována. Pro přesný výsledek by Keppleriánská data neměla být starší než několik dnů.
Jak si najít satelitKeppleriánská data zmiňovaná na konci článku slouží k rychlému nalezení satelitů na oběžné dráze Země, což je jinak vzhledem k jejich rychlosti a velikosti oblohy dost velký oříšek. Obsahují dvě skupiny údajů. První je identifikace satelitu a druhou popis jejich dráhy: definice počátečního bodu v počátečním čase a parametry eliptické dráhy, ze které lze vypočítat polohu ve zvoleném čase. 1 25544U 98067A 16141.06379093 .00005466 00000-0 88064-4 0 9991 2 25544 51.6430 198.3271 0001800 114.9557 324.4495 15.54657875 614 S vysvětlením začneme hezky popořadě u prvního čísla na prvním řádku: 1 – 1. řádek 25554 – katalogové číslo satelitu přidělené organizací NORAD pro ISS U – klasifikace satelitu (U = unclasified) 98067A – 98 je rok vypuštění 1998, 067 je pořadí vypuštění nosné rakety v tom roce, A je pořadí satelitu na nosné raketě 16141.06379093 – čas, kdy byla data vytvořena: 16 je rok 2016, 141 je 141. den roku 2016 (20. května), .06379093 je desetinné vyjádření části dne (01:31:51), čas je v UTC .00005466 – 1. derivace střední úhlové rychlosti dělená dvěma 00000-0 – 2. derivace střední úhlové rychlosti dělená šesti 88064-4 – aerodynamický odpor 0 – nevyužito 999 – pořadové číslo vygenerovaných Keppleriánských dat pro tento satelit 1 – kontrolní součet 2. řádek 2 – 2. řádek 25544 – katalogové číslo ISS 51.6430 – inklinace, úhel mezi rovinou danou rovníkem a rovinou eliptické dráhy satelitu 198.3271 – azimut, kde satelit vychází nad obzor 0001800 – excentricita, tvar eliptické dráhy 114.9557 – perigeum ve stupních 324.4495 – střední úhel mezi skutečnou eliptickou a ideální kruhovou orbitální dráhou 15.54657875 – počet obletů za den 61 – celkový počet obletů (pětimístné číslo, ISS již „přetočila tachometr“ = 100061. oblet) 4 – kontrolní součet |
