Новейший радиолюбительский спутник АО-40 (Фаза 3Д)

АО-40 это связной суперспутник последнего поколения хотя после взрыва на борту осталось в рабочем состоянии всего четверть возможностей и наземная команда просто не тестировала многие системы опасаясь выхода из строя того что уже работает как было с S-1 передатчиком который исправно отработал 2 месяца, а теперь не подлежит восстановлению. История с запуском это отдельная статья - первый спутник взорвался на Ариане 5 при запуске. Тот что летает сейчас - это второй, резервный комплект.  Запущен так же на Ариане на геостационар и после включения разгонного дивгателя для вывода на конечную орбиту борт замолчал.

AMSAT OSCAR 40 Был запущен 16 ноября 2000г в 01:07 UTS ракетоносителем Ариан 5. Носитель вывел на орбиту четыре спутника общим весом 6293.5 КГ из которых 646 КГ занял Фаза-3Д который покинул носитель последним. В 01:53 Фаза-3Д переименованный в АО-40 успешно отделился от Ариана. Проект АМСАТ Фаза-3Д начался в 1991 году и сразу же возникли сомнения сможет ли радиолюбительское сообщество создать настолько сложный и многофункциональный апппарат и если сможет то будет ли он летать. Проекту невезло много раз , ему не хватало денег катастрофически (даже пожертвования собирали) и запуск назначенный на 96 год откладывался многократно вплоть до 2000 года, первый образец Ф3Д был разрушен на первом неудачном запуске Ариан-5. К сожалению многие решения заложенные в него за это время устарели. В частности, развитие пакетных контроллеров пошло по другому пути чем планировалось, увеличение скорости до 38400 не произошло, пакет применили для АПРС (автоматическое определение местоположения) где ему и место. Увеличение скорости цифрового обмена по радио пошло по пути распределенного спектра и скорости 2 и 11 мегабит/сек сегодня доступны на безлицензионной основе,но это уже другая история.

Утром 16 ноября 2000г были получены первые сигналы с АО-40 первый 400-bps PSK бакен был принят на частоте 145.898 и уровень сигнала был огромен. Бакен принимался и радиолюбителями на IC-706 и антенну с круговой поляризацией на уровне S-5 и это с космического аппарата на расстоянии 35000 КМ от земли. ОСКАР 40 был выведен на геостационарную промежуточную орбиту откуда после проверок всех систем должен был стартовать на оконечную высокоэлиптическую в северной полусфере (аналог АО-10 и АО-13). Это требовало включения маршевого двигателя 400-Newton arcjet motor примерно на период в 270 дней. Подробности запуска можно прочитать на сайте  http://www.amsat.org/amsat/news/ans2000/ans00318.html#01. Начальные тесты всех систем после старта показали хорошее соостояние борта после вывода на геостационар, однако неудачи не оставляли АО-40, поток телеметрии с борта был прерван 13 декабря во время тестов 400-newton propulsion system маршевого двигателя - АО-40 замолчал и любые попытки вернуть его к жизни не принесли результатов. Слабая надежда на то что бортовой компьютер рестартанет 16 декабря и возобновит поток телеметрии, однако этого не случилось. Наземная команда продолжала вслепую давать команды на сброс бортового компьютера но безрезультатно. Согласно рапорта North American Aerospace Defense Command - NORAD - АО-40 выглядел целым и орбита совпадала с оожидаемой, данные радаров совпадали с расчетными размерами спутника и посторонних частей не наблюдалось - это не подтверждало догадку что спутник взорвался. Бортовой компьютер IHU-1 не воспринял *слепые команды* посылаемые наземной станцией и второй програмный watchdog также не сбросил компьютер.

Однако оба таймера были програмными и наземная команда пыталась избежать холодный старт. Ф3Д был запущен несмотря на проблемы обнаруженные в емкости с гелием которая контролировала поток топлива для маршевого двигателя 400-newton, недостатки были выявлены на земле во время тестов и емкость была отправлена на ремонт производителю. Регуляторы обьема и давления работали нормально во время наземных тестов и в течении теста на давление непосредственно перед запуском. Однако "все что под давлением - когдато взрывается" (народная китайская мудрость). В рождество - 25 декабря прошла команда на сброс и возобновился поток телеметрии через 2.4ГГц бакен, (по слухам его пробили полуторокиловаттным сигналом с одной из огромных парабол 40м в диаметре, наверное врут). Начальный анализ показал что в дополнении 2.4ГГц передатчика 2м, 70см и 1.2 ГГц приемники и направленные антенны работают а вот антенны с круговой диаграмой и ряд передатчиков нет. Видимо никто и никогда не узнает точно что случилоось на борту но скорость вращения и выявленный ряд нерабочих систем говорят о небольшом взрыве емкости с гелием на борту.

Более подробно рабочие и не рабочие системы сведены в таблице. С помощью вспомогательного двигателя АТОС АО-40 был передвинут на эллиптическую орбиту по экватору на которой он может находится около 20 лет (по ней он летает и сейчас). Был использован холодный пуск двигателя без зажигания , только потоком газа, но при этом было израсходовано все топливо. Неприятности на этом не закончились и после первых успешных связей в режиме U/S1 (435/2400) с мая 2001 по август и успешного тестирования системы трехосевоой стабилизации 13 августа отказал S1 передатчик, попытки восстановить его не увенчались успехом. В довершение всего S1 транспондер был оснащен узконаправленной параболической антенной с высоким коэффициентом усиления и сигналы S2 транспондера на 10 ДБ слабее , хотя антенна имеет более широкую диаграмму направленности, но на наземной станции от этого не легче (сигнал на 2401 в 10 раз слабее). Не исключено что при очередном тестировании одной из систем АО-40 может замолчать навсегда не смотря на почти полный год достаточно усешной работы через него. Наземная команда крайне осторожно работает с бортом и благодаря ее усилиям стало возможным проводить связи через АО-40.

Более подробно можно прочитать в документе Entry Level AO-40 Capable Satellite Stations (PDF, 18 страниц).   Спутник далеко не простой, это не репитер в небе, а цифроаналоговая платформа с двумя компьютерами, камерами, GPS, навигацией и множеством антенн и приемо-передатчиков.

IHU-1:		RF-RX:		V-TX:		RUDAK-A:
IHU-2:		V-RX:		U-TX:		RUDAK-B:
Magntorq:		U-RX:		S1-TX:		SCOPE-A:
E/S-Sens.:		L1-RX:		S2-TX:		SCOPE-B:
Wheels:		L2-RX:		X-TX:		YACE:
400 N Thr:		S1-RX:		K-TX:		Cedex:
ATOS:		S2-RX:		Laser:		GPS:
Sol-Arr.:		C-RX:		LEILA-1:		RF-Exp:
Omnis:		IF-Matrix:		LEILA-2:		SmrtNde:
Stab-Mode:	Spin	Sol-Arr:	undepl.

	работает/управляетсяl		Оценивается		продолжается проверка
	функции частично утрачены		не работает/не		еще не проверялось

Терминологический справочник

• МА это moving around - вся орбита разбивается на 256 равных частей начало орбиты перигей
  МА0 половина орбиты апогей
  МА128 - максимальное удаление от земли до 65 тыс. км. минимальное 8000 км.
  Все переключения на борту происходят по номеру МА.
• IHU-1:- Internal Houskeeping Unit бортовой компьютер управления 1 и 2:
• V-TX- Передача на 145:    V-RX - Прием на 145:     U-TX - Передача на 435:
• Magntorq - Система электромагнитов на борту переключением которых в небольших пределах меняется орбита относительно магнитного поля земли: U-RX - 435 прием:    S1-TX - 2400 передача :    
• SCOPE-A Камера наблюдения:
• E/S-Sens - Земные и Солнечные сенсоры слежения за положением борта.: L1-RX 1200 прием:    S2-TX - 2401 передача:     SCOPE-B - Камера наблюдения:
• Wheels:- система трехосевой стабилизации     L2-RX - 1200 прием:    X-TX 10
  Гигагерц передача:   
• YACE Еще одна камера наблюдения ЧБ: 400
• N Thr: - Маршевый двигатель   
• S1-RX- 2400 прием:     K-TX - 24ГГц передача: Cedex:??
• ATOS - еще один двигатель меньшей мощности:     S2-RX - 2401 прием:   
• Laser-Лазерный передатчик:   
• GPS - эксперимент:
• Sol-Arr. - солнечные батареи :   C-RX - с-банд прием:    LEILA-1 - лимитер
• АРУ:    RF-Exp:?? Omnis:??    IF-Matrix - ПЧ матрица:    LEILA-2 - лимитер
• 2:    SmrtNde ???: Stab-Mode - режим стабилизации - вращением( Spin)
• Sol-Arr: - солнечные батареи - неразвернуты (undepl.)

73 и до встречи на АО40   !    Олег        www.qsl.net/ex8mlt
Соавтор - ">Егор Касминин UY2RA, сайт первоисточник - www.radio.cn.ua