Әуесқой радио спутниктік ұйымдары және AMSAT тарихы

Кіріспе

Әуесқойлық радио спутниктік ұйымдар

AMSAT – әлем бойынша әртүрлі әуесқойлық радио спутниктік ұйымдарды білдіретін атау. Атап айтқанда, бұл көбінесе Вашингтон қаласында кеңсесі орналасқан Радио әуесқойлық спутник корпорациясын (Radio Amateur Satellite Corporation) көрсетеді. AMSAT ұйымдары әуесқойлық радиолық жабдықтары бар спутниктерді жобалайды, құрастырады, ұшыруды ұйымдастырады және оларды басқарады (бағыттайды), оның ішінде OSCAR спутниктер сериясын. Мысалы, AMSAT Germany (AMSAT DL) және AMSAT Japan (JAMSAT) сияқты ресми емес байланыстағы ұлттық ұйымдар да бар.

Тарих

AMSAT 1969 жылы Вашингтон қаласында OSCAR жобасы бастаған жұмысты жалғастыру мақсатымен құрылды. Оның алғашқы жобасы Мельбурн университетінің студенттері салған OSCAR 5 спутнигінің ұшырылуын үйлестіру болды. Кейбір конструкциялық өзгерістер қажет болды және AMSAT мүшелері оларды жасады. Спутник 1970 жылғы 30 қаңтарда NASA Thor Delta атқарушы құрылғысымен сәтті ұшырылды. AMSAT-тың келесі ұшырылымы 1972 жылғы 15 қазанда AMSAT OSCAR 6 (AO 6) болды. AO 6 – AMSAT-тың ұзақ қызмет ететін алғашқы спутнигі, ол Австралия және Батыс Германиядан келген қатысушылармен бірлесіп салынды. Австралия, Канада, Ұлыбритания, Венгрия, Марокко, Жаңа Зеландия, АҚШ және Батыс Германиядағы басқару станциялары спутникті бақылап, оның 4,5 жылдық қызметіне зор үлес қосты. Халықаралық ынтымақтастыққа басымдық бере отырып, келесі ұшырулар жалғасты. AMSAT OSCAR 7 (AO 7) Карл Мейнцер және AMSAT Germany (AMSAT DL) жасаған және салған жаңа транспондермен ұшырылды. AMSAT Japan (JAMSAT) AMSAT OSCAR 8 (AO 8) спутнигіне транспондерді қосты. Өз спутниктерін ұшыру үшін AMSAT ғарыш агенттіктерімен және коммерциялық ұшыру операторларымен бірлесіп, ұшыру құралдарының пайдаланылмаған бөліктерін пайдаланудың жаңа тәсілдерін әзірледі. AMSAT кейде ұшыру шығындарын азайту немесе одан бас тарту туралы келісімдерге қол жеткізе алады. Ең маңыздыларының бірі – 1990 жылы Еуропалық ғарыш агенттігімен (ESA) серіктестікте құрылған және оның Ariane 4 атқарушы құрылғысында пайдалануға арналған, қосымша пайдалы жүктемелерге арналған (ASAP) Ariane құрылымы. AMSAT тағы да пайдаланылмаған кеңістікті пайдалана алды, AMSAT OSCAR 40 (AO 40) Ariane 5 атқарушы құрылғысындағы бос орынды иеленді. AMSAT III фазасы үшін әзірленген IPS тізбекті код тілі – ғарыш аппаратында қолданылған жоғары деңгейдегі тілдің алғашқы мысалы. Тағы бір 16 биттік IPS нұсқасы AMSAT P3D-дегі IHU 2 құрылғысындағы ARM процессорында жұмыс істеу үшін арнайы әзірленді. 32 биттік IPS нұсқасы AMSAT P3E спутнигі және AMSAT P5A Марсқа миссиясы үшін әзірленді, олар да ARM процессорларын қолданады. Классикалық 16 биттік және 32 биттік IPS тілі мен даму ортасының эмуляторлары көптеген басқа жүйелер үшін қолжетімді.

AMSAT was founded in 1969 in Washington, D. C. to continue the efforts begun by Project OSCAR. Its first project was to coordinate the launch of OSCAR 5, constructed by students at the University of Melbourne. Some design modifications were needed and were made by AMSAT members, and the satellite was successfully launched on 30 January 1970, on a NASA Thor Delta launch vehicle. AMSAT's next launch was AMSAT OSCAR 6 (AO 6) on 15 October 1972. AO 6 was AMSAT's first long life satellite, and was built with participants from Australia and West Germany. Command stations in Australia, Canada, United Kingdom, Hungary, Morocco, New Zealand, the United States and West Germany controlled the satellite, contributing greatly to its 4.5 years of service. Further launches continued to emphasize international cooperation, with AMSAT OSCAR 7 (AO 7) launching with a new transponder developed and built by Karl Meinzer and AMSAT Germany (AMSAT DL). AMSAT Japan (JAMSAT) contributed a transponder to AMSAT OSCAR 8 (AO 8). In order to launch its satellites, AMSAT has worked with space agencies and commercial launch contractors to develop new ways to take advantage of unused areas of launch vehicles. In return, AMSAT sometimes can negotiate a reduction or waiver of launch costs. One of the most significant is the Ariane Structure for Auxiliary Payloads (ASAP), developed and manufactured in partnership with the European Space Agency (ESA) in 1990 for use on its Ariane 4 launch vehicle. AMSAT was again able to take advantage of unused space with the launch of AMSAT OSCAR 40 (AO 40), occupying unused space on an Ariane 5. The IPS threaded code language, developed for AMSAT Phase III, is the first known use of a high level language on board a spacecraft. Another 16 bit IPS implementation was specifically developed to run on the ARM CPU in the IHU 2 on the AMSAT P3D. A 32 bit IPS implementation has been developed for the AMSAT P3E satellite and the AMSAT P5A mission to Mars, which also have ARM CPUs. Emulators for both the classic 16 bit and the 32 bit IPS language and development environment are available for many other systems.

Фазалық жүйе

AMSAT фазалық жүйесі – спутниктің мүмкіндіктеріне немесе жұмыс істеу режиміне сүйенген әуесқойлық спутниктерді сипаттау және әуесқойлық спутниктердің дамуымен шамамен паралель жүреді. 1-фаза: Күн панельдері жоқ (тек аккумулятормен жұмыс істейді), қысқа ғұмырлы, технологияны сынау платформасы. Спутник деп жіктелуі үшін орбитаға шығуы қажет. 2-фаза: Күн панельдерін пайдаланып ұзақ қызмет ету мерзімі, байланыс мүмкіндіктері, Жердің төменгі орбитасы. 3-фаза: Ұзақ қызмет ету мерзімі, қуатты байланыс, телеметрия және басқару жүйелері. Жоғары эллипстік орбита, көбінесе Молния орбитасы; бастапқы орбита әдетте геостационарлық транзиттік орбита (GTO) болып табылады, ал борттағы итеркіш жүйелер оны соңғы орбитаға жеткізеді. Жоғары эллипстік орбитаның арқасында спутник ұзақ уақыт бойы бір аймақ үстінде қалады, бұл әуесқойларға спутник арқылы ұзақ байланыс жасауға мүмкіндік береді. 4-фаза: Геостационарлық орбитадағы (GEO) әуесқой спутник. Қазіргі уақытта орбитадағы жалғыз әуесқойлық радиореттегіштер 2019 жылдың 26 ақпанында AMSAT-тың QO 100 деп атаған Es'hail 2 спутнигіндегі қосымша миссия болып табылады. 5-фаза: Айға немесе планеталарға миссиялар орындай алатын ғарыш кемесі.

Спутниктердің атаулары

Көптеген әуесқойлық спутниктер орбитаға сәтті шыққаннан кейін ғана, және ұшыру ұйымының сұрауы бойынша OSCAR белгісін алады. Fox 1D (AO 92) 2018 жылдың 12 қаңтарында Үндістанның Шрихарикота қаласындағы Сатиш Даван ғарыш орталығынан PSLV C40 миссиясы аясында ұшырылды. Fox 1Cliff 2018 жылдың 3 желтоқсанында Ванденберг әуе күштері базасынан SpaceX Falcon 9 SSO A зымыранымен ұшырылды. Бұл төрт Fox спутнигі 70 см жиілік диапазонында жоғары көтеріліс және 2 метрлік жиілік диапазонында төмен көтеріліс мүмкіндігі бар FM-транспондерлерін қамтиды. Fox 1 сериясының өзгеруі болып табылатын RadFxSat 2/Fox 1E, V/U режиміндегі сызықтық транспондерді алып жүреді және NASA CubeSat Launch Initiative бағдарламасы бойынша ұшыруға қабылданды. Fox 1E 2021 жылдың 17 қаңтарында Virgin Orbit LauncherOne ұшу аппаратының бортында орбитаға шығарылды. Сигнал әлі естілмесе де, сызықтық транспондер төмен деңгейдегі сигналмен кем дегенде жартылай жұмыс істеп тұр. AMSAT қазіргі уақытта GOLF сериялы CubeSats спутниктерін әзірлеп жатыр, ал сериядағы алғашқы спутник GOLF TEE 2022 жылы ұшырылуы күтілуде. GOLF сериясы болашақ жоғары Экваторлық орбиталық (ЖЭО) миссиялар үшін технологияларды сынауға арналған. AMSAT сонымен қатар университеттердің CubeSats спутниктері үшін байланыс платформасын ұсынады. AMSAT сызықтық транспондер модулі (LTM) VHF/UHF телеметриялық маяғын, командалық қабылдағышты және сызықтық транспондерді қамтиды. Алғашқы LTM 2020 жылы HuskySat OSCAR 107 спутнігінде сынақтан өтті. 2020 жылдың шілдесінде AMSAT және Мэн университеті Мэн университетінің MESAT1 CubeSat спутнігі, Мэн штатының алғашқы шағын спутнігі үшін LTM ұсынылатынын жариялады. Бұдан өзге, AMSAT Халықаралық ғарыш станциясындағы (ARISS) әуесқойлық радионың қолдаушы серіктесі ретінде адамдардың ғарышқа ұшу миссияларында әуесқойлық радиобәйленісті қолдайды. Бұл серіктестікке Ай қақпасына болашақ миссияларды қолдау да кіреді. AMSAT сонымен қатар STEM білімін дамытуға қолдау көрсетеді және осы мақсатта CubeSat симуляторын жасады.

Қазіргі уақытта іске асырылып жатқан миссиялар

AMSAT жалпы әуесқойларға ашық AO 7, AO 91 және AO 92 спутниктерін пайдаланады. АҚШ Әуе күштерінің FalconSAT 3 спутнигі 2017 жылдың қыркүйек айының соңында әуесқой радио байланысы үшін AMSAT-қа берілді. AO 95 2018 жылдың 4 желтоқсанында SpaceX-тің Falcon 9 SSO A миссиясымен ұшырылды, бірақ кейіннен радиосигналды (RF) қабылдау мүмкіндігі нашар немесе мүлдем жоқ екені анықталды, бұл оны іске қосуға мүмкіндік бермеді және FM транспондерінің миссиясын белгісіз мерзімге тоқтатты.