Es gibt inzwischen ein recht dichtes Netz an Lora-APRS-iGates. Für Tracker werden hauptsächliche T-Beams oder M5-Cubes mit integrieren GPS-Chips genutzt. Manche OMs bauen sich selbst Boards aus einzelnen Modulen. Man kann aber auch das GPS des Mobiltelefons nutzen. Diese haben meist einen deutlich besseren GPS-Empfang.
Die Android-App APRSdroid bietet zusätzlich zur Tracker-Funktionalität die Möglichkeit über APRS Textnachrichten an andere APRS-Nutzer zu schicken oder kurze E-Mails zu versenden. APRSdroid arbeitet mit allen Modems oder TNCs zusammen, die das KISS-Protokoll unterstützen. Für ESP32-Boards hat SH123 ein passendes Modem auf Github zur Verfügung gestellt. In der config.h muss man die PINs für die Verbindung von ESP32 und dem Lora-Chip setzen, sowie die Frequenz und Lora-Parameter eintragen. In Deutschland werden fast überall iGates mit der Software von OE5BPA verwendet. Damit das Lora-APRS-Modem dazu kompatibel ist, müssen noch die Werte CFG_TEXT_PACKETS und CFG_TEXT_PACKETS_3 auf true gesetzt werden. Dann kann man die Software mit Visual Studio Code (VSC) aufs Board laden. Ein Display wird nicht unterstützt, aber man hat ja das Mobiltelefon.
In der APRSdroid-App trägt man Rufzeichen und SSID ein. Am bequemsten ist es, wenn man das ESP-Lora-Board und das Mobiltelefon per Bluetooths verbindet. Als TNC muss Plaintext TNC2 ausgewählt werden. Jetzt kann man entweder eine einzelne Position senden oder permanentes Tracking starten und die anderen Funktionen erkunden.
Ich hatte mir schon länger ein OV-Telefon gewünscht, das ich über das Internet benutzen kann. Moderne Transceiver bieten so etwas an. Leider besitze ich keinen und als OV-Telefon wäre das auch etwas teuer. Die Module DRA818 oder SA818 sind vollwertige Transceiver und können über eine serielle Schnittstelle konfiguriert werden.
Für die Sprachübertragung gibt es zahlreiche Voice over IP (VOIP) Programme. Einen PC wollte ich nicht permanent laufen lassen. Deshalb habe ich mich für einen Raspberry Pi und Mumble entschieden. Mumble ist quell-offen und sparsam mit den Ressourcen. Der Mumble-Server Murmur läuft problemlos auf dem Raspi und sehr leicht zu installieren. Mumble-Clients gibt es für Windows, Linux, Android…
Alte Handfunkgeräte oder die 818-Module haben keine VOX. Eine NF-VOX könnte man leicht bauen. Ich wollte aber eine PTT-Steuerung, zumal der Raspi ja genug Schnittstellen hat. Mumble zeigt zwar an, dass jemand spricht, gibt aber diese Information nicht auf einer Schnittstelle aus. Zum Selbstprogrammieren fehlen mir die Kenntnisse. Das Programm talkkonnect ist ein für den Raspi erstellter Mumble-Client mit beliebig vielen Zusatzfunktionen, u.a. einer PPT-Steuerung. Es gibt ein fertiges, allerdings recht spartanisches Image. Ich habe deshalb auf einer Standard-Installation mit GUI talkkonnect nachinstalliert. Mit Hilfe des vom Autor bereitgestellten Installationsskriptes lief das problemlos. Wegen der zahleichen Zusatzfunktionen von talkkonnect ist die Konfigurationsdatei recht groß. Ich habe das meiste einfach ausgeschaltet. Da sich die 818-Module über ein einfaches serielles Terminal konfigurieren lassen, ist das gleich in talkkonnect implementiert.
Der Mumble-Client talkkonnect läuft auf dem gleichen Raspi wie der Mumble-Server Murmur. Ich nutze einen Raspberry 3B+.
Für das TRx-Modul habe ich die Standard-Applikationsschaltung verwendet und nur einen Tiefpass ergänzt. Die Leistung ist fest auf low power eingestellt. Das Modul hat keinen Kühlkörper. Für Datenübertragung wäre high power vermutlich o.k. Bei Dauerstrich-FM könnte es aber heiß werden. Außerdem habe ich Sichtverbindung zum OV-Repeater. Da sind 400mW völlig ausreichend. Eine NF-Schaltung gibt es nicht. Der Raspi braucht sowieso eine USB-Soundkarte mit der man dann auch die Pegel einstellen kann. Die ganze Schaltung steht auf dem Dachboden. Dort braucht sie weder Mikrofon noch Lautsprecher.
Talkkonnect arbeitet zuverlässig. Sicherheitshalber habe ich trotzdem in der Software eine 3min-Quasselsperre aktiviert und ich kann auch alles über eine ferngesteuerte Steckdose ausschalten.
Ich nutze das OV-Telefon hauptsächlich über Windows-PCs im Homeoffice und im Shack (LAN) oder das Mobiltelefon im Wohnzimmer (WLAN). Mein Heimnetz hat ein VPN. Von außerhalb verbinde ich mich erst mit dem VPN und nutze dann den Mumble-Client wie zuhause.
Mumble ist für eine geringe Latenz optimiert, aber die Latenz ist trotzdem hörbar. Für Conteste oder full-bk CW ist das eher nichts. Für Standard-QSOs auf dem Ortskanal reicht die Latenz aber völlig aus.
Wer mit VOX arbeitet oder einen fernsteuerbaren Transceiver besitzt kann auf talkkonnect verzichten und installiert den Standardclient von Mumble. Das ist dann noch einfacher.
(Anmerkung DH1DF: Im treff.darc.de-Kalender ist die Veranstaltung für den 05.12. 19.12. angekündigt, möglicherweise wurde der Termin verschoben)
Ich möchte Ende November/Anfang Dezember in Buchholz je einen Konten auf 433MHz und 868MHz aufbauen und über einen MQTT-Broker verbinden. Nicht als Notfunk, sondern zum „Spielen“ und zur eigenen technischen Weiterbildung. Seit Meshtastic 2.0 kann man alles im Browser installieren und konfigurieren. Das macht es recht einfach. Vielleicht möchten ein paar OMs mitmachen und dann wäre der Workshop ein guter Einstieg.
Vor nicht allzu langer Zeit interessierten sich Michael DC4MK, Martin DH1DF und ich (DH2LM) sich für den Empfang und das Decodieren von Wettersonden, wie sie täglich von Mitarbeitern des DWD überall in DL gestartet werden. Durch Zufall stieß ich auf den Gedanken, mit einem günstigen LoRa TTGO-Board und der Firmware von Hansi DL9RDZ die Sonden zu empfangen und zu reporten, da ich bis jetzt leider kaum Erfolg hatte (die Tonqualität war in der Regel zu schlecht).
Die Module
Die gewünschten Module waren schnell gefunden. Für knapp 20€/Stück. konnte ich 433-MHz-LoRa-Module aus BY mit schnellem Versand aufspüren. Nach kurzer Absprache mit Martin bestellte ich 3 Module. Als diese nach etwa 10 Tagen ankamen wurden sofort erste Tests vorgenommen. Wie man die Software installiert habe ich am Ende des Beitrags verlinkt.
Der Empfang der ersten Sonden
Nachdem die Firmware auf den TTGO programmiert war und alle Einstellungen wie Frequenzen, Reporting, etc. vorgenommen waren, schloss ich das Modul sofort an meine X200 vor dem Haus an. Da anfangs noch keine Sonden unterwegs waren konnte ich noch nichts empfangen. Um ca. 14:25 Küchenzeit staunte ich nicht schlecht, als der TTGO die erste Sonde sauber empfing: T3410744 aus Lindenberg auf 405.100 MHz mit -110dBm.
Kurz darauf empfing ich eine zweite Sonde, diesmal U1470999 aus Meiningen auf 402.300 MHz. Leider war das Signal sehr durchwachsen, was nicht zuletzt an der Position der Antenne (1,5m vor der Nordseite des Hauses) lag. Nach etwas Nachjustieren war das Reporting auch kein Problem mehr. Die empfangenen Sonden lassen sich auch in einer Live-Karte unabhängig von Drittdiensten anzeigen. Hierbei ist der standardmäßig eingestellte Dark-Mode etwas unangenehm für die Augen, per Knopfdruck kann man diesen aber ausschalten.
Empfang einer SondeLive-KarteEinstellungsseite, mit Beispiel-QRGs meinerseits, komfortabel im Browser
Fazit
Aus meiner Sicht funktioniert die ganze Sache erstaunlich gut und stellt eine wunderbare Low-Power Standalone-Lösung dar. Mein Wunsch ist, mit dieser Technik eine Sonde in der Nähe aufzuspüren und zu finden. Die TTGO sind sehr vielseitig einsetzbar, unter anderem auch für APRS, welches ebenfalls, sofern es die Zeit erlaubt getestet werden soll.
Martin DH1DF und ich, Lukas DH2LM, experimentieren schon lange im Bereich QO-100. Da mein Budget das Senden auf diesem Satelliten leider nicht zulässt und mein Anspruch sogar „Empfang auf schmale Mark“ lautet, schauen wir gerne nach günstigen LNB auf Reichelt.
Aus Experimentierfreude entschied ich mich, bei meiner letzten Reichelt-Bestellung die 2 günstigsten LNB-Modelle mit in den Einkaufswagen zu legen und zu testen.
Zum Testsetup
Zu den gekauften LNBs kommt noch ein LNB den ich bereits am Anfang der „Testära“ gekauft hatte (dieser war seinerzeit der günstigste auf Reichelt). Weiterhin nutzte ich für die Tests eine von Martin zur Verfügung gestellte 60cm-Offsetschüssel auf einem modifizierten Kamerastativ, ein RTL-SDR und ein von Jörg DM2DRN mir überlassenes Bias-T. Als Leitung habe ich etwa 3m RG59 genutzt und die LNBs mit einem handelsüblichen 12V (Schalt-)Netzteil mit Spannung versorgt.
Meine „Testsubjekte“ waren hiermit (v.l.n.r.):
Ein MegaSat HD-Profi, über welchen ich bereits von Martin Gutes gehört habe,
Ein Opticum LSP-02G, als „Opticum 1000“ verkauft, der für uns komplettes Neuland war und weshalb ich die Tests eigentlich durchgeführt habe und
Ein Goobay Single-LNB, damals (April 2021) für 3,00€ als günstigster LNB auf Reichelt gekauft.
Die LNBs
Aber zuerst die Auswahl an Tests:
Haben alle LNBs eine PLL, da diese insbesondere für NarrowBand entscheidend ist, da diese die Frequenz relativ stabil halten kann? Die gute Nachricht ist: Ja, alle LNBs besitzen eine PLL. Somit haben sich alle für die Tests qualifiziert. Somit führte ich bei jedem LNB folgende „Tests“ durch:
Preis: Je günstiger desto besser; wir wollen ja „auf schmale Mark“ empfangen 😉
Länge: Je kleiner desto besser
dB-Test: Hier wird bei möglichst optimaler Ausrichtung der Unterschied der Signalstärken von Rauschen und unterer Bake ermittelt. Je höher desto besser
Abweichungs-Test: Gibt an, ob der LO möglichst frequenzgenau arbeitet, also in z.B. SDR Console mit 9750MHz als Downconverter-Frequenz gearbeitet werden kann
Verschmiertes Signal: Wie sauber wird das Signal ausgegeben? Ist vor allem für Digimodes entscheidend
Drift-Test: Schwankt die Frequenz trotz Stabilisierung stark? (Martin hat das immer schön als „Heulen des Tons“ beschrieben)
Digimode-Test: Kann der LNB sauber FT8 empfangen?
DATV-Test: Ist es möglich unter den gegebenen extremen Bedingungen „60cm-Schüssel hinterm Fenster im 3. Stock“ die DATV-Bake zu empfangen (man bedenke, dass man hier mit H-Polarisation anstatt V-Polarisation arbeiten muss)?
Lange Rede, kurzer Sinn; Die Testergebnisse bitte:
LNB
Goobay Single LNB
Megasat HD-PROFI
Opticum LSP-02G
Preis (Stand 03.03.2022)
5,00€
3,25€
3,20€
Länge
117,9mm
109,4mm
97,3mm
dB bei bester Ausrichtung
30
28
30
Abweichung von 9750Mhz LO >+/-150 kHz
Ja
Nein
Nein
Verschmiertes Signal?
Leicht
Nein
Nein
Drift trotz Bakenstabilisierung?
Weniger
Kaum
Kaum
Digimode-Test (RX von FT8; 10.489.540)
Mit etwas Glück
Bestanden
Bestanden
DATV-Test (schwere Bedingungen!)
Zu schwach
Knapp
Ging, aber abgehackt
Punktzahl
1
4
8
Rang
3
2
1
Testresultate LNBs
Teil der Tests waren folgende Bilder, mit welchen ich sowohl den Punkt „Drift“ als auch den Punkt „verschmiert“ überprüft habe. Hierbei habe ich die untere Bake (beim Goobay leider mit QRM) ohne Stabilisierung empfangen und anschließend die Bilder ausgewertet.
Goobay (leider mit QRM)HD-ProfiOpticum
Fazit
Gesamtsieger der Tests ist unabstreitbar der Opticum und somit ein echter Preis-Leistungs-Tipp. Aber auch der HD-Profi lieferte durchaus gute Ergebnisse. Den Goobay, früher eine Preis-Leistungs-Empfehlung, kann ich leider nur noch sehr bedingt empfehlen. Denn er hat sich bei Martin an einer 85cm-Schüssel als recht guter DATV-LNB erwiesen. Opticum und HD-Profi müssen wir diesbezüglich auch noch testen, dafür muss es aber etwas wärmer sein 😊
Ich hoffe dieser Beitrag konnte dem einen oder anderen hier behilflich sein. Bei Tips oder Anmerkungen bitte einen Kommentar dalassen!
Eine EndFed Langdrahtantenne für mehrere Kurzwellenbänder auf ein gutes SWR abzugleichen ist schwierig und wird zum Kompromiss. Im folgenden Beitrag geht es um eine leicht abgeänderte Fuchskreisantenne, die sich im Kurzwellenbereich ferngesteuert abgleichen lässt. Die Antenne besteht aus einem ungefähr 25m langen Draht, der auf einer Seite durch den hier vorgestellten Fuchskreistuner gespeist wird. Der Fuchskreistuner ist über eine ca. 6m lange Leitung mit einem Staberder verbunden. Außerdem wurde noch eine Mantelwellensperre eingebaut.
Am Eingang des Tuners befindet sich ein Übertrager, welcher die 50Ohm des Transceivers auf höhere Werte transformiert. Über mehrere Relais kann man je nach Schaltzustand auf 50, 100, 200, 400, 800, 1600 und 3000 Ohm transformieren. Mit der Sekundärwicklung des Übertragers ist in der ursprünglichen historischen Variante ein Drehkondensator verbunden, der zum Abgleich dient. Der Drehkondensator wurde durch 5 Kondensatoren von 10pF bis 220pF ersetzt, so sind 32 verschiedene Werte einstellbar. Diese Kondensatoren lassen sich ebenfalls über Relais zuschalten. Die im Vorfeld gemachte elektrische Simulation am PC ergab, dass auch drei zuschaltbare Luftspulen für den Abgleich hilfreich sind. Damit ist der Strahler (25m Draht) mit einer Art Parallelschwingkreis verbunden und auch selbst Teil des Schwingkreises. Mit dieser Konfiguration lässt sich die Antenne im Bereich 160m..10m abgleichen. Der Tuner kommuniziert mit dem Jack über eine serielle Schnittstelle, über die auch die Versorgungsspannung kommt (in Summe 4 Adern). Der Tuner läuft zwischen 8V und 16V und wird mittels RS232 Schnittstelle ferngesteuert. Zur Steuerung genügt ein normales Terminalprogramm welches ASCII Zeichen senden und empfangen kann. Außerdem lässt sich die Temperatur des Tuners und die Spannung am Antennenfußpunkt über die serielle Schnittstelle auslesen. Die Messung der Fußpunktspannung muss getriggert werden und läuft dann einmalig automatisch ab. Leider musste man immer den PC einschalten, wenn man mal schnell über die Bänder drehen wollte. So ist noch eine Fernsteuerung entstanden. Die Fernsteuerung versorgt sich direkt aus dem ICOM IC-7300 und der Tuner versorgt sich aus der Fernsteuerung, so braucht man keine zusätzliche Spannungsversorgung. Insgesamt zieht das Ganze maximal 250mA.
Tuner
Im Grunde werden nur drei inkrementale Drehgeber (R, L, C) in Telegramme umgesetzt und so der Tuner gesteuert. Damit man auch einmal ermittelte Einstellungen speichern kann, wird die Bandspannung des ICOM von der Fernsteuerung gemessen. So ist es möglich verschiedene Parametersätze für R, L und C des Tuners automatisch für die verschiedenen Bänder zu speichern oder zum Tuner zu senden. Die Gehäuse, die Abschirmung des Mikrocontrollers und die Spulenkörper sind aus PLA Kunststoff 3D gedruckt. Selbstverständlich braucht es für die Abschirmung noch Kupferklebeband. Die Leiterplatten wurden in Fernost wirklich sehr preiswert gefertigt. Alle verwendeten Programme sind OpenSource oder Freeware. Es entstehen also keine Kosten für Software, falls im OV S48 Interesse am Projekt besteht.
Die Fuchskreisantenne funktioniert wirklich besser als erwartet. Der Tuner wurde jedoch bis jetzt nur mit max. 20W zum Abstimmen beaufschlagt. Bei ca. 200V am Antennenfußpunkt ist aber bestimmt Schluss. Das Ganze wurde hauptsächlich zum Zweck der eigenen Ausbildung und zum Sammeln von Erfahrungen mit Langdrahtantennen entwickelt und gebaut. Richtige QSOs in verschiedenen Betriebsarten werden aber mit Sicherheit folgen.
Als ich vor einigen Jahren aus dem Voll-Stress in den Ruhestand ging, machte ich mir nicht sehr viele Gedanken um den Gehirnschwund. Ich lernte für die Amateurfunkprüfung und beschäftigte mich mit vielen neuen technischen Problemen. Aber so langsam wird es immer deutlicher: es geht los mit der Vergesslichkeit, die Konzentrationsfähigkeit lässt nach, manchmal sind einfach Begriffe weg – das ist schon ziemlich bedenklich. Medizinisch wird die Durchblutung des Gehirns im Alter immer schlechter. Also man muss etwas tun gegen den geistigen Verfall. Vor einiger Zeit begann ich mit dem Lernen von cw erneut. Vor ein paar Jahren hatte ich es schon mal versucht, aber nicht konsequent genug geübt. Im OV gibt es ja einige absolute Könner wie Frank oder Cathrin, die beherrschen es wie ein Musiker ein Instrument. Ich holte mir das uralte Windowsprogramm RufzXP – es wurde noch zu Zeiten von WinXP entwickelt. Aber es läuft gut auf WIN10 und sicher auch WIN11. Da werden einfach Rufzeichen – es sind echt existierende Rufzeichen – gegeben und man muss sie in eine Spalte des Programms eingeben. Die Startgeschwindigkeit in BPM kann man wählen – z.B. 40.
Das ist sehr langsam und Fehler beim Hören sind recht selten. Hat man ein Rufzeichen richtig eingegeben, erhöht das Programm die Geschwindigkeit, so dass man bald bei 50 BPM angelangt ist. Wenn man einen Fehler hatte, wird die Geschwindigkeit wieder zurückgesetzt.
Inzwischen ist 50 BPM für mich eine angenehme Geschwindigkeit, wo mein Hirn noch gut funktioniert und ich ein Rufzeichen ganz gut identifizieren kann. Natürlich gibt es auch längere Rufzeichen wie I5VAO/QRP oder V51/DL5KK/P oder WB6TYM/M. Dafür erhält man mehr Punkte als für NR6S. Die Punktezahl steigt auch mit steigender Geschwindigkeit z.B. bei 130 BPM erhält man ca. 150 Punkte, wenn man das Rufzeichen richtig verstanden und eingetragen hat. Man kann seine Konzentrationsfähigkeit bei 50 gegebenen und verstandenen Rufzeichen sehr gut testen und feststellen, wie diese nachgelassen hat. Ich habe bei Geschwindigkeiten über 100 BPM ab und an den Faden verloren, verwechsle ein P mit einem G oder die 2 mit der 3. Aber es gibt auch durchaus Positives dabei – ich liege nach ca. 4 Wochen auf einem Niveau von 1800 Punkten und einem Schnitt von 8 Fehlern. Das ist weiß Gott nicht gut, aber der Lerneffekt tritt ein. An einem Tag schaffte ich auch mal 2300 Punkte bei 5 Fehlern und 137 BPM. Ich beginne auch inzwischen mit einer höheren Startgeschwindigkeit. Darüber können die cw-ler sicher nur müde lächeln, aber ich habe mich darüber gefreut wie ein Schneekönig. Nun bin auch wieder öfters auf den cw-Bändern unterwegs und versuche mein Gelerntes anzuwenden.
Und ich kann die Rufzeichen ganz gut identifizieren, was ich nicht kann ist, cw-Klartexte mit zuhören.
Ich kann denen, die auch mal das cw erlernen möchten oder ein Warm-Up benötigen, das Programm wärmstens weiterempfehlen. Ab es meinem Gehirnschwund entgegenwirkt, darüber kann man nur spekulieren, aber schaden wird es auf keinen Fall – -… , … – – ,-.. -.. – – ….. -.- -.-
OM Michael DL1JHR hat hierzu einen interessanten Artikel geschrieben.
Das Modulationsverfahren LoRa (Long Range) wurde für das Internet der Dinge entwickelt. Es ermöglicht die Übertragung geringer Datenmengen mit sehr geringer Leistung. Inzwischen hat es auch im Amateurfunk Verbreitung gefunden. Anwendungen sind zum Beispiel APRS oder Messengerdienste. Mit Sendeleistungen <100mW werden dabei Strecken von ca. 5km überbrückt. Bei Sichtverbindung können Entfernungen von 40-100km erreicht werden. Lora wird auch für Satellitenkommunikation eingesetzt. Die beiden erfolgreichsten Satelliten sind der russische Norby (2W, manchmal auch 7W) und der italienische FEES (500mW). Diese können über bis zu 2500km an einem Dipol oder einer Groundplane empfangen werden.
Am 13. Januar 2022 wurden sechs neue Satelliten gestartet und die ersten Pakete wurden schon empfangen. FossaSat-2E-Satelliten senden z.B. auf der „Wettersonden-Frequenz“ 401.7 MHz mit 158mW. Weitere Satelliten sollen Ende Januar folgen.
Funkamateure und Studenten haben für den Empfang von LoRa-Satelliten die Software TinyGS entwickelt. Sie läuft auf Mikrocontrolerboards mit dem ESP32 und dem LoRa-Chip SX126x oder SX27x. Die kann man entweder selbst zusammenbasteln oder man nimmt das fertige Board LilyGo/TTGO ESP32 LoRa OLED V2.1.
Diese Boards gibt es für ca. 20€ bei China-Händlern oder anderen Internet-Verkaufsplattformen. Solche Boards sind eigentlich für die Hausautomatisierung gedacht. Bei der Auswahl der richtigen Frequenz muss man aufpassen. Es gibt zwar Satelliten bei 868MHz oder 915MHz. Die meisten Satelliten arbeiten aber im 70cm-Band. Man muss also ein Board für 433MHz bestellen. Ausgewählt wird das meist über die Farbe, d.h. es gibt die Farbe 433 oder die Farbe 868. Die älteren V2.0 oder V1.x Boards sind weniger empfindlich. Auf den gleichen Boards laufen auch Programme für APRS, Messengerdienste wie Meshtastic oder Tracker für Wettersonden.
Die Firmware für die Satelliten kann man bei GitHub downloaden. Updates werden später automatisch eingespielt. Die Logindaten für den TinyGS-Server bekommt man von einem Bot im Telegramm-Channel von TinyGS. Das Mikrocontrolerboard stellt einen kleinen Web-Server bereit, über den man alles konfigurieren kann. Man braucht keine nachführbare Antenne. Eine Grundplane hat „nach oben“ eine Nullstelle. Bei direkten Überflügen ist das ein Nachteil. Eine Lüsterklemme und zwei Stück Draht als Dipol funktionieren ganz gut. Die Antenne muss natürlich draußen sein. Die Leistungen sind ja sehr niedrig.
Ich habe heute wieder ein Raumfahrt-Thema mit etwas Funkbezug. Am 25.12. wurde in Korou in Französisch-Guyana von einer Ariane 5-Rakete das James-Webb Teleskop gestartet. Vorausgegangen waren 30 Jahre Entwicklungszeit und 10 Milliarden US-$ Kosten. Zweck des Teleskops ist die Durchmusterung des Himmels im Wellenbereich von sichtbarem Rot bis mittlerem Infrarot. Davon erhofft man sich Informationen über besonders weit entfernte Galaxien die in der Anfangszeit des Universums entstanden sind. Aufgrund der großen Entfernung und damit hohen Geschwindigkeit sind diese stark rotverschoben und im sichtbaren Bereich des Lichts nur schwer oder gar nicht zu erfassen.
Hierzu besitzt es neben mehreren Infrarot-Kameras einen Spiegel von 6,5 Meter Durchmesser, fast 3 mal so viel wie Hubble, sowie ein mehrlagiges Hitzeschild um die Infrarotstrahlung der Sonne abzuschirmen und Spiegel sowie Kameras kühl zu halten.
Momentan ist das Teleskop auf dem Weg zum Lagrange-Punkt L2 des Systems Erde-Sonne, weit hinter dem Mond in einer Entfernung von 1,6 Millionen Kilometer. In diesem Punkt heben sich die Anziehungskräfte von Sonne und Erde und die Fliehkraft gerade auf. Eine Plazierung in diesem Punkt ist allerdings in Radialrichtung nicht stabil, eine geringe Abweichung würde ein immer schnelleres Abdriften bedeuten. Um dies zu verhindern wird das Teleskop in einen Lissajous-Orbit um L2 geschickt. Einige kennen sicherlich die Lissajous-Figuren vom Oszilloskop und können sich damit ein Bild machen. Auch hier sind jedoch regelmäßige Kurskorrekturen erforderlich, die aufgrund des limitierten Treibstoffvorrats die Einsatzzeit des Teleskops auf 5-15 Jahre beschränken.
Etwas zur Funktechnik. Das Teleskop hat 2 Antennen auf einer kardanisch aufgehängten Baugruppe „Gimballed Antenna Assembly“. Es gibt eine Medium-Gain-Antenna mit 20cm Durchmesser im S-Band, also im Bereich 2-4 GHz, die 0,2-40 Kilobit (während des Flugs 2 Kilobit) pro Sekunde für Telemetrie, 2 und 16 (während des Flugs 0,25) Kilobit pro Sekunde für Kommandofunktionen und außerdem für die Bestimmung der Entfernung, Geschwindigkeit und Position mittels Laufzeit, Dopplereffekt und Triangulation benutzt wird. Die zweite Antenne ist die High-Gain-Antenne mit 60cm Durchmesser im Ka-Band, 26,5-40 GHz. Diese Antenne sendet die wissenschaftlichen Daten mit einer Geschwindigkeit von 7, 14 oder 28 Megabit pro Sekunde. Die Sendeleistung beträgt hier 50 Watt, bei der Medium-Gain-Antenna dürfte sie deutlich niedriger ausfallen.
Als Bodenstation werden in der erdnahen Phase Stationen des ESA Tracking Station ESTRACK-Netzes in Kuorou (15 Meter Schüsseldurchmesser), Natal in Brasilien (ca. 7m), Ascension im Südatlantik zwischen Südamerika und Afrika (ca. 6m), Libreville in Gabun (ca. 7m) und Malindi in Kenia (10 Meter) verwendet. Aufgrund der noch niedrigen Höhe von 220km im Erdorbit ist nur Kommunikation mit Äquator-nahen Stationen möglich.
Im erdfernen Transit und im L2-Orbit wird wieder das Deep-Space-Network, bestehend aus 3 Stationen in der Mojave-Wüste in Kalifornien, Madrid und Canberra in Australien. Diese haben jeweils 70m-Antennen.
Im Orbit, der vorraussichtlich in 3 Wochen erreicht ist, ist ein 4-stündiger Kontakt alle 12 Stunden geplant.
In etwa 6 Monaten, wenn die Auskühlung der sonnenabgewandten Seite, Kalibrierung des Spiegels und der Kameras abgeschlossen ist, beginnt dann die wissenschaftliche Arbeit und wird vorraussichtlich andauern bis die Treibstoffvorräte erschöpft sind.
Nach Airplane-Scatter, Meteor-Scatter und QO100 erzähle ich heute etwas über eine weitere Möglichkeit der Weitbereichsverbindungen im Bereich 50 MHz bis 47 GHz. Gemeint ist hier Erde-Mond-Erde, wo man den Mond als Reflektor benutzen kann.
„Entwickelt“ wurde diese Technik vom US-Militär kurz nach dem 2. Weltkrieg, um eine Ionosphären-unabhängige Verbindungsmöglichkeit zu den Übersee-Basen zu ermöglichen. Genutzt wurde dies dann für Fernschreiber-Verbindungen zwischen Pearl Harbor in Hawaii und Washington. Seit 1953 wird die Technik auch von Funkamateuren verwendet.
Nachdem die Verbindung Erde-Monde-Erde je nach Frequenz eine Dämpfung von 243dB bei 50MHz bis zu 289dB bei 10 GHz beträgt sind hier große Antennen und viel Sendeleistung erforderlich. Zwar erscheint der Unterschied von gut 40dB auf den ersten Blick erheblich, jedoch relativiert sich das wenn man die Antennengrößen vergleicht.
Auf 2m sind 750 Watt und vier Yagis mit jeweils 5 Meter Länge erforderlich um sich selbst in CW zu empfangen, auf 23cm reduziert sich das bereits auf eine 4m Schüssel mit 100W. Mit WSJTX sind dabei noch deutlich kleinere Antennen und niedrigere Sendeleistungen möglich. Auch Telephonie über SSB ist möglich, aber nicht nur ist eine sehr hohe Sendeleistung erforderlich, aufgrund der durch die ungleichmäßige Mondoberfläche verursachten Interferenzen ist die Verbindung auch nur von geringer Audioqualität.
Ich habe für 13cm eine PA mit 120 Watt (erlaubt sind allerdings nur 75 Watt) und werde da im Frühling mal versuchen Signale zu senden und zu empfangen.
Man kann sich mit einer Verzögerung von etwa 2,6 Sekunden selbst hören. Um Kommunikationspartner zu finden kann man den WSJT Erde-Mond-Erde-Chat im Internet nutzen
Vor kurzen ist auch eine LoRa-Verbindung über Erde-Mond-Erde geglückt. Allerdings mit beeindruckender Technik: Ein 25m-Spiegel mit 350W PA, die LoRa-Transceiver waren hingegen von der Stange
Ausblick. Ab 2024 ist die Lunar Orbital Platform-Gateway LOP-G geplant, eine Raumstation die den Mond in einem L2 Near Rectlinear Halo Orbit mit einer Umlaufzeit von 6,5 Tagen umkreisen soll. Diese Umlaufbahn erlaubt permanente Sichtverbindung zur Erde und ist stark elliptisch, wodurch eine lange Abdeckung des als Aktionszentrum geplanten Mond-Südpols möglich ist. Neben der Nutzung als zeitweise Unterkunft für Astronauten ist auch ein Lineartransponder ähnlich QO100 geplant mit einem Downlink auf 10 GHz mit 100W Sendeleistung und einem Uplink auf 2,4 oder 5 GHz.
Zum Testen kann man bereits jetzt die Mondbake von DL0SHF verwenden, die auf 10,368025 GHz aus Kiel Richtung Mond sendet und deren Reflexionen ab 60cm Schüsseldurchmesser empfangen werden können. Als besonders praktisch dürfte sich hier der 7. Januar 2022 15:36 Uhr erweisen. Dann stehen QO100 und der Mond so dicht beieinander dass über eine Schüssel kurzzeitig sowohl QO100 als auch die Mondbanke zu empfangen sind. Dies ist auch nochmal eine günstige Gelegenheit eine Schüssel auf QO100 auszurichten, einfach den Mond anpeilen.
