La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è un laboratorio orbitante abitato in modo permanente da astronauti, nel quale vi è installata anche una stazione radio amatoriale, facente parte del progetto ARISS (Amateur Radio on the International Space Station), che consente diverse tipologie di comunicazioni con i radioamatori e con le scuole, divulgando e promuovendo la sperimentazione con la radio nello spazio.
In questo articolo desideriamo trattare per voi nel dettaglio le trasmissioni in modalità SSTV “Slow Scan Television“, che possono essere ricevute dai radioamatori e dagli ascoltatori appassionati della radio e dello spazio!
Le trasmissioni in SSTV provenienti dalla Stazione Spaziale Internazionale possono quindi essere ricevute sulla banda Radioamatoriale dei 2m (nella porzione adibita all’utilizzo satellitare). In questa guida vi illustreremo come ricevere questi segnali provenienti dalla ISS, proponendovi diverse modalità di ricezione e guidandovi passo passo.
Questa attività risulta quindi ideale e propedeutica per tutti gli appassionati radioamatori, in quanto qualsiasi appassionato può partecipare a queste ricezioni, anche utilizzando delle semplici attrezzature dal costo irrisorio, andando man mano a far crescere le attività di sperimentazione, creando gradualmente una personale stazione per la ricezione satellitare.
Buona lettura!
LA MODALITA’ SSTV
La SSTV è una modalità di trasmissione utilizzata principalmente in ambito radioamatoriale per inviare delle immagini statiche via radio, sfruttando le frequenze audio (tipicamente nell’intervallo audio tra 1.200 e 2.300 Hz); questi toni audio possono essere modulati sulle bande radioamatoriali, dando vita a immagini, forme e colori.
Per la trasmissione, ogni immagine viene “scansionata” riga per riga e quindi convertita in toni audio, per poi essere trasmessi tramite un suono continuo simile a quello di un FAX; questo avviene utilizzando solo un massimo di 3 kHz di larghezza di banda. Per la ricezione è invece necessario collegare il ricevitore ad un apposito software in grado di convertire i vari toni ricevuti in un’immagine visibile.
Qui di seguito, vi alleghiamo un esempio di immagine SSTV trasmessa da un Radio-Club dei Paesi Bassi sulla banda dei 20 metri radioamatoriali e ricevuta da IV3 RadioLab presso il QTH di Mattia IV3JTH.
A differenza dei segnali TV tradizionali, la SSTV è pensata per trasmettere una singola immagine alla volta, (la ricezione spesso dura dai 30 ai 120 secondi), a seconda della modalità trasmesse (come Robot36, PD120, ecc…). È una modalità ampiamente utilizzata per scopi sperimentali, diplomi radioamatoriali, test tecnici e comunicazioni creative tra radioamatori.
Questo metodo di emissione utilizza la modulazione di frequenza analogica, in cui ogni diverso valore di luminosità nell’immagine riceve una diversa frequenza audio. In altre parole, la frequenza del segnale audio aumenta per creare pixel più luminosi e diminuisce per creare pixel più scuri. Il colore si ottiene invece inviando separatamente la luminosità di ciascuna componente cromatica (solitamente rosso, verde e blu – utilizzando il famoso schema RGB).
Ecco come appare invece un segnale SSTV (in una delle varie modalità utilizzate), visualizzando il waterfall di un ricevitore SDR.
Qui di seguito, alleghiamo per voi invece una traccia audio ascoltabile contenente un segnale SSTV:
RICEVERE IL SEGNALE DALLA ISS
Come precedentemente accennato, le immagini SSTV vengono trasmesse dalla Stazione Spaziale sulla frequenza dei 145,800 MHz, utilizzando la modalità SSTV PD120. Il segnale si può ricevere durante i passaggi della ISS, quando la propria stazione è in grado di acquisire il segnale.
Solitamente le immagini provenienti dallo spazio vengono ricevute con successo dai radioamatori quando il passaggio della ISS passa sopra la propria nazione, o nelle sue immediate vicinanze.
LE MIGLIORI ACQUSIZIONI VEGNOGNO OTTENUTE CON PASSAGGI DELLA ISS SOPRA I 30° DI ELEVAZIONE E VICINI ALLA PROPRIA STAZIONE DI TERRA;
DURANTE UN PASSAGGIO (DAL MOMENTO DI ACQUISIZIONE “AOS” ALLA PERDITA DEL SEGNALE “LOS”), VENGONO SOLITAMENTRE TRASMESSE DUE IMMAGINI.
Per monitorare il passaggio e la vicinanza della ISS rispetto al proprio punto geografico di ricezione, vi consigliamo di tenere monitorata la Stazione Spaziale tramite un software o un’applicazione mobile adibita al tracking satellitare.
LE PIATTAFORME PER IL TRACCIAMENTO
In base al dispositivo e al sistema operativo che più utilizzate, potrete scaricare il software a voi piu adatto per la ricezione. Qui di seguito vi riportiamo alcune alternative:
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LE ATTREZZATURE RADIO
Ricevere i segnali della ISS è possibile anche con attrezzature semplici, adattabili a diversi livelli di esperienza e di investimento economico. La potenza erogata dai trasponder della ISS è sufficientemente elevata per consentire la ricezione sulla Terra anche utilizzando una semplice radio portatile!
NOTA: TUTTI GLI APPARATI DEVONO AVERE LA DEMODULAZIONE FM PER RICEVERE LA ISS.
CONSIDERAZIONI INIZIALI SULL’EFFETTO DOPPLER
I satelliti in orbita bassa (definiti LEO “Low Earth Orbit”, come la ISS che orbita a circa 400 km di altitudine), si muovono molto velocemente rispetto alla superficie terrestre. Questo crea uno spostamento di frequenza dei segnali radio, denominato “Effetto Doppler”.
L’effetto Doppler, spiegato in parole semplici:
“A causa dell’avvicinamento o dell’allontanamento di un oggetto (in questo caso del satellite) la frequenza radio varia di svariati kHz (in più o in meno), facendo perdere l’acquisizione del segnale alla stazione di terra”.
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Qui di seguito vi riportiamo alcune soluzioni che possono consentire a chiunque di ricevere la ISS via radio e lavorare via satellite (quindi non solo per le decodifiche SSTV):
NOTA BENE:
Per la ricezione della ISS occorre una radio VHF. L’utilizzo e la detenzione di una radio ricetrasmittente VHF (banda dei 144 MHz) in Italia, richiede obbligatoriamente per Legge, una Patente e un’Autorizzazione Generale (con nominativo di stazione), rilasciata dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy!
Per coloro che non sono ancora radioamatori con A.G. in corso di validità, fino al conseguimento della documentazione la scelta della radio dovrà ricadere su un ricevitore.
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Per coloro che si stanno addentrando per la prima volta nel mondo dei satelliti radioamatoriali e dispongono di un apparato portatile, vi consigliamo la lettura di questa nostra guida, consultabile cliccando questo link. All’interno troverete varie indicazioni su come utilizzare le vostre radio portatili per la ricezione satellitare.
Nelle seguenti due immagini, potrete osservare due modalità validissime (seppur a livelli di esperienza differenti) per riuscire a ricevere il segnale SSTV della ISS. Nella prima immagine potrete visualizzare la semplice ricezione tramite un ricetrasmettitore portatile, nella seconda immagine invece potrete analizzare un sistema radio da stazione base completo per la ricezione e l’inseguimento di satelliti.
SCEGLIERE L’ANTENNA
PREMESSA
In qualsiasi esperienza di ricezione l’antenna gioca un ruolo importantissimo. Per la ricezione del segnale proveniente dalla ISS possono essere utilizzate veramente molte tipologie di antenne (ognuna con i suoi pregi e difetti e differenti dimensioni). Senza dubbio un’antenna Yagi per le banda dei 2m è un’ottima scelta, in quanto le antenne Yagi hanno un grande guadagno e consentono di ricevere correttamente il segnale irradiato dalla ISS.
SPECIFICHE D’ANTENNA
Per questo scopo è quindi consigliato reperire (oppure auto costruire) un’antenna Yagi che consenta la ricezione del Downlink a 145,800 MHz (frequenza di ricezione SSTV). Tuttavia, per la ricezione dei segnali potrete utilizzare anche antenne molto più semplici e compatte, partendo dalle antenne in dotazione con le radio portatili, fino a utilizzare antenne verticali da base o antenne QFH.
In qualsiasi situazione (indipendentemente dall’antenna selezionata), il modello di antenna dovrà quindi risuonare con un SWR ideale nella porzione della banda dei 2 metri radioamatoriali ad uso satellitare (da 145,800 MHz a 146,000 MHz).
REPERIRE L’ANTENNA
In base alle vostre esigenze, on-line troverete molteplici alternative da acquistare oppure progetti da auto costruire. Per l’utilizzo in portatile vi consigliamo di reperire un’antenna leggera ma solida, (se Yagi, scegliendo un modello possibilmente con un numero contenuto di elementi – per esempio 3 elementi per i 145 MHz). Ricordate di procurarvi un segmento di cavo coassiale (adatto alla frequenza utilizzata e a bassa perdita), utilizzando dei connettori o degli adattatori RF idonei.
ACCORGIMENTI SULL’INSTALLAZIONE
Nelle configurazioni con antenne da base, nello specifico, ricordatevi di scegliere un’antenna e un sistema efficiente, controllando soprattutto la lunghezza di cavo coassiale utilizzata, diminuendo di conseguenza le attenuazioni del segnale sulla tratta e selezionando del cavo a bassa perdita per la frequenza dei 2 metri. Anche la scelta del rotore non è da sottovalutare, per le stazioni fisse.
DECODIFICARE IL SEGNALE
Il segnale SSTV ricevuto (immediatamente riconoscibile da una serie di toni acuti), va convertito in immagine tramite degli appositi software dedicati alla decodifica SSTV. Il collegamento audio per garantire la corretta decodifica tra la radio e il computer/dispositivo, può avvenire tramite cavo audio oppure sfruttando il microfono ambientale che capterà il segnale SSTV dall’altoparlante della vostra radio.
Per decodificare il segnale della ISS e archiviare correttamente le foto decodificate, esistono molteplici programmi gratuiti ad uso radioamatoriale (che consentono la ricezione dei segnali SSTV in tutte le bande radioamatoriali). In base al dispositivo e al sistema operativo che più utilizzate, potrete scaricare il software a voi piu adatto per la ricezione.
Qui di seguito vi riportiamo alcune alternative gratuite ed ottime per decodificare i segnali SSTV radioamatoriali:
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NOTA BENE: Per evitare spiacevoli inconvenienti e la mancata decodifica di un ottimo segnale in SSTV, vi consigliamo (specialmente se ricevete in portatile), di registrare tramite un’app o un software di acquisizione, il segnale audio ricevuto dalla radio, in modo da avere una copia di backup della traccia MP3, da usare in caso di mancata decodifica da parte del software. Disponendo di una traccia di backup, potrete anche dopo la ricezione (o in qualsiasi altro momento), decodificare nuovamente il segnale.
PARTECIPARE ATTIVAMENTE
INVIARE LE IMMAGINI E RICEVERE IL CERTIFICATO
Al fine di costruire uno scambio di opinioni tecniche, confrontare le ricezioni effettuate e di allargare la community di operatori che ricevono le immagini in SSTV provenienti dalla ISS, è caldamente consigliato di effettuare l’inserimento delle proprie decodifiche all’interno del portale “ARISS SSTV Image Submission” consultabile e utilizzabile cliccando questo link.
L’invio delle immagini ricevute aiuta molto a migliorare le iniziative SSTV pianificate dalla ARISS e soprattutto favorisce un forte scambio culturale e sperimentale!
Una volta seguite tutte le linee guida e caricate le immagini SSTV ricevute dalla ISS, avrete la possibilità di ricevere dei certificati digitali di partecipazione durante gli eventi. Anche l’invio di una sola immagine identificabile vi permetterà di prendere parte a queste meravigliose iniziative. Le immagini caricate da tutti i radioamatori partecipanti sono pubbliche e possono essere visualizzate nella pagina “Gallery” del sito ARISS disponibile cliccando questo link e cercando il proprio callsign o quello del radioamatore che si desidera visualizzare.
Qui di seguito potete visualizzare alcune delle immagini ricevute e decodificate da Mattia IV3JTH utilizzando un semplice portatile VHF.
RICHIEDERE UNA CARTOLINA QSL
Oltre alla possibilità di inserire le immagini in un archivio eterno, è anche possibile (seguendo una determinata procedura), ricevere VIA POSTA la cartolina QSL ufficiale per radioamatori e SWL. Per ottenere una QSL di conferma della ricezione, visitate il sito ARISS alla voce “QSL Info” cliccando questo link.
GLI EVENTI E I DIPLOMI ISS-SSTV
I diplomi ARISS, sono riconoscimenti ufficiali rilasciati a radioamatori e appassionati che partecipano attivamente ai vari eventi organizzati da ARISS con la collaborazione degli astronauti della ISS e dei radioamatori. I diplomi variano a seconda dell’evento e hanno cadenza annuale. I diplomi SSTV “SSTV Participation Certificate“ sono quelli tra i più entusiasmanti, svolgendosi un paio di volte durante l’anno, dando la possibilità di ricevere per circa una settimana i segnali SSTV in occasione dei passaggi giornalieri sopra la propria nazione (o nelle immediate vicinanze).
Le trasmissioni SSTV dalla ISS non sono continue ma vengono annunciate con largo preavviso in occasione di Anniversari spaziali, eventi educativi ARISS e Missioni spaziali commemorative.
NOTA BENE: Tutti gli aggiornamenti sugli eventi ISS-SSTV potranno essere ricevuti sui canali ufficiali (web e social) come quello di ARISS e AMSAT oppure nei gruppi e forum di radioamatori locali che si interessano di radiocomunicazioni nello spazio.
MATERIALI UTILI
Qualora desideraste ampliare le vostre conoscenze nel campo dei satelliti radioamatoriali (oppure iniziare a operare in radio tramite i satelliti), qui di seguito vi alleghiamo un video di una nostra serata tecnica effettuata a riguardo.
Nella nostra area web dedicata ai satelliti, disponibile cliccando questo link, troverete tutti gli articoli e i contenuti (in continuo aggiornamento), riguardo le sperimentazioni da noi condotte tramite i satelliti radioamatoriali presenti in orbita.
CONCLUSIONI
Ci auguriamo che questa guida possa avervi fornito le giuste basi e una grande dose di entusiasmo per iniziare a operare con la ISS e i segnali in SSTV!
Le nozioni fornite in questo articolo servono a conoscere i primi rudimenti su come predisporre un sistema dalla A alla Z per questo genere di attività, proponendo questa esperienza e coinvolgendo tutti nelle sperimentazioni.
Sentitevi liberi di sperimentare con naturalezza, utilizzando anche il solo apparato portatile con la sua antenna verticale in dotazione.
Molto spesso i segnali della ISS vi sorprenderanno!
Per qualsiasi curiosità o quesito su questo argomento o sulle configurazioni di radio e software, potete contattarci tramite l’apposita sezione “commenti” che trovate al termine di questo articolo. Restate connessi oppure registratevi alla nostra newsletter gratuita per ricevere aggiornamenti via email sulle nostre nuove pubblicazioni. Altri articoli inerenti al mondo della radio satellitare possono essere reperiti nella sezione “satelliti” del nostro sito.
Vi auguriamo delle buone ricezioni e degli esperimenti entusiasmanti!
Un saluto dal Team di IV3 RadioLab
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