Bodenstationen, TLE-Bahnverfolgung, Doppler & SatNOGS

G/T aus ersten Prinzipien: Was eine gute Amateurfunk-Bodenstation ausmacht

Für einen schwachen Downlink wie den eines PocketQube steuert die Bodenstation eine einzige Kennzahl zur Streckenbilanz bei: ihren Gütefaktor G/T. Mithilfe der Friis-Formel berechnen wir die Systemrauschtemperatur fünf typischer Amateurfunk-Empfangsketten. Eine 13-dBi-Kreuz-Yagi mit rauscharmem Vorverstärker (LNA) direkt am Mast erreicht rund 200 K und −10,0 dB/K; wandert derselbe Verstärker hinter 1,8 dB Kabeldämpfung ins Gebäude, steigt das Systemrauschen auf 366 K, und ohne LNA auf rund 1600 K. Angewendet auf den 20-dBm-Downlink von Grizu-263A mit 4800 Bd dekodieren diese drei Empfangsketten oberhalb von 5°, 13° bzw. 42° Elevation – was auf 41,45° N etwa 32, 16 bzw. 2 Minuten nutzbarer Kontaktzeit pro Tag entspricht. Rundstrahlantennen schließen die Verbindung bei 4800 Bd überhaupt nicht. Wir schließen mit einer praktischen Checkliste für Aufbau und Vermessung einer Bodenstation.

Ortung und Bahnverfolgung eines 5-cm-Satelliten

Ein nackter 50-mm-Würfel liegt für UHF-Weltraumüberwachungsradare tief im Bereich der Rayleigh-Streuung und weist einen Radarquerschnitt (RCS) nahe −43 dBsm auf. Sobald sich jedoch seine 437-MHz-Bandstahlantenne als Monopol oder Dipol entfaltet, hebt die resonante Drahtstreuung den Radarquerschnitt um 25–30 dB an. Wir untersuchen den Radarquerschnitt über das UHF-, S- und X-Band hinweg und erläutern, wie sich das TLE-Zuordnungsproblem nach Rideshare-Starts mittels differentieller Doppler-Auswertung auflösen lässt.

Überfluggeometrie und Doppler-Effekt für Kleinsatelliten-Bodenstationen

Alles, was eine Bodenstation mit einem Satelliten im niedrigen Erdorbit verbindet, folgt aus wenigen Zeilen Geometrie. Für einen sonnensynchronen 525-km-Orbit dauert ein Überflug höchstens 11,9 Minuten oberhalb des Horizonts und 7,7 Minuten oberhalb von 10° Elevation; dabei schrumpft die Schrägentfernung von 2641 auf 525 km, was einer Schwankung der Freiraumdämpfung um 14 dB entspricht. Bei 437,19 MHz durchläuft die Doppler-Verschiebung den Bereich von +10,2 bis −10,2 kHz – am schnellsten im Punkt der größten Annäherung, wo sie sich mit bis zu 148 Hz pro Sekunde ändert. Eine Station auf 41,45° N sieht 3,3 Überflüge pro Tag oberhalb von 10° (insgesamt rund 20 Minuten) mit Lücken von bis zu 13 Stunden; auf Spitzbergen sind es 11 Überflüge. Wir leiten diese Kennzahlen her, zeigen, wie eine Doppler-Kurve die Bahn vermisst, und schließen mit Praxisregeln für die Verfolgung von PocketQubes und CubeSats.

PocketQube-Picosatelliten: Übersicht der Standards, Missionstrends und Miniaturisierungsgrenzen mit Erfahrungen aus Grizu-263A, dem ersten PocketQube der Türkei

IARU/ITU-Frequenzkoordinierung, Deployer & Missionsbetrieb

AlbaPod- und CubeSat-Deployer-Integration, ≥30 min Entfaltungs- und ≥45 min HF-Sperrtimer (CDS Rev. 14.1 §2.4.4–2.4.5), IARU/ITU-Koordinierung, TLE-Identifikation und SatNOGS-Netzwerk.