Di "HI" a Juno

Imagen de EB1HBK

 

El próximo 9 de Octubre, Miércoles, a partir de las 19:21 UTC (las 21:29 hora local EA) la sonda espacial Juno pasará muy cerca de nuestro planeta en su viaje de exploración hacia Júpiter.

 

 

Al pasar tan cerca de la Tierra, la atracción gravitatoria de nuestro planeta producirá un efecto de "honda" sobre la sonda espacial, la cual saldrá proyectada hacia su destino con una aceleración extraordinaria.

 

Esta sonda lleva entre sus sofisticados equipos de exploracion un receptor para los segmentos de HF. Por ello la NASA ha solicitado la colaboración de los radioaficionados para realizar transmisiones de CW lenta (la duración del punto es de 30 segundos) en la banda de 10 metros, con el objeto de testear los equipos de a bordo. En la página del proyecto tienes una descripción detallada (en inglés) de todo el proceso y como participar en el mismo.

 

 

 

Para esta ocasión única -la sonda Juno jamás regresará de su misión- los radioaficionados de Orense hemos previsto realizar un evento especial.

 

Prepararemos una estación de radio portable de media potencia para realizar la transmisión en CW y aportar nuestra pequeña colaboración a esta misión espacial, participando en una actividad de carácter global. Para ello contamos también con la colaboración de varios usuarios de CB (Banda Ciudadana), tanto a nivel logístico como aportando equipos.

 

Nuestra estación se compone de los siguientes elementos:

  • Antena JunoOR, diseñada y construida especialmente para esta ocasión por el equipo de cacharreo.es
  • Transceptor de 28 MHz
  • Amplificador de potencia
  • Generador de CW con Arduino, con nuestro programa Balizino adaptado a QRSS para este evento
  • Fuentes de alimentación y equipo electrógeno

 

Puesto que se trata de una ocasión que no se repetirá, intentaremos duplicar los principales elementos de la estación como respaldo ante la posibilidad de fallo de algun componente.

 

 

 

La actividad constará de dos fases diferenciadas:

-En la primera parte, coincidiendo con la etapa de máxima aproximación de la sonda, la antena radiará su señal preferentemente con un azimut de 135º, -gracias a las efemérides de EB3FRN hemos mejorado la estimación inicial del acimut a un nuevo valor de 70º-  apuntando mas alla del horizonte hacia el lugar de paso de Juno.

-En la segunda parte, con la sonda ya acelerada hacia Júpiter, modificaremos el patron de radiación de la antena para trabajar en modo NVIS, pasando a radiar entonces casi toda la energia de RF hacia el cénit.

 

 

 

Esta segunda fase nos permitirá ademas experimentar con la dispersión atmosférica y la propagación NVIS en la banda de 10 metros, no solo en CW, si no tambien en USB (realizando QSY al segmento correspondiente).

Prepara tus equipos y anímate a participar en este evento abierto a toda la comunidad ham.

 

¿Serás capaz de recibir nuestra transmisión  e incluso hacer QSO? (se nos olvidaba decir que esta actividad no la vamos a realizar en QRP).

 

No pierdas de vista esta web. En los próximos días la iremos actualizando con los preparativos del evento.

 

J.Moldes -EB1HBK-.

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Esta información esta resumida de la web original en inglés, recomendamos su consulta para contrastar lo aquí expuesto.

En adelante todas la horas que se indican están puestas en hora local EA (UTC +2).

Esta actividad está abierta a todos los radioaficionados que lo deseen, se realizará en la banda de 10 metros (28 MHz), y estas son las frecuencias sugeridas de operación en función de la úlitma letra de nuestro distintivo de radioaficionado:

 

Por ejemplo, si tu distintivo termina en la letra L, deberías utilizar la frecuencia 28,199 MHz

Se trata de transmitir las letras H e I en telegrafía muy lenta (CW QRSS), en la que cada punto tendrá una duración de 30 segundos. Para transmitir los caracteres HI solo se utilizan puntos (.... ..) no hay rayas, de modo que la cadencia de transmisión sera 30 segundos de TX y 30 segundos de espacio, dejando entre ambos carácteres el equivalente a tres espacios (30 segundos x 3 = minuto y medio). A continuación se transmite el segundo caracter -la I- formada por dos puntos con sus espacios.

 

La secuencia de TX queda así:

 -transmitimos la H

punto (30 sg)-espacio (30 sg)-punto (30 sg)- espacio(30 sg)- punto (30 sg)- espacio (30 sg)- punto (30 sg)

-ahora viene el espacio entre carácteres (minuto y medio):

pausa (90 sg)

-transmitimos la I

punto (30 sg)- espacio (30 sg)- punto (30 sg)- espacio (30 sg)

-otro espacio entre carácteres

pausa (90 sg)

 

Hasta ahora hemos consumido 8 minutos de tiempo. En el proyecto esta contemplado que la secuencia completa de transmisión abarque períodos completos de 10 minutos. En el tiempo restante las estaciones transmisoras deben identificarse para cumplir con la normativa correpsondiente, aunque esto no es importante para el proyecto mismo, solo se trata de realizar la trasnmisión conforme al Reglamento.

Nosotros casi con seguridad optaremos por realizar la identificación de la trasnmisión de CW a una velocidad mayor, enviando distintivo y locátor en el período de 30 segundos siguientes. Esto nos deja otro período completo de 90 segundos de pausa hasta completar el tiempo total de 10 minutos, antes de  comenzar de nuevo el ciclo de TX.

 

-identificación de la estación

XXXXX (30 sg)

-espacio entre carácteres

pausa (90 sg)

 

fin del ciclo de 10 minutos, vuelta a empezar.

 

Debemos tener presente que desde la sonda no se va a realizar una recepcion de señal como tenemos costumbre habitualmente en nuestra operación habitual en radio, y en consecuencia no van a decodificar ningún distintivo. La recepción se realiza sobre un ancho de banda muy ámplio y para los instrumentos de a bordo lo importante es la cantidad total de energia que nosotros consigamos repartir a lo largo del espectro.

 

La transmisión del distintivo de cada estación se contempla solo para queda radioaficionado pueda realizar la transmisión acorde con las normas vigentes en su país.

 

En este documento se indica el acimut que se debe dar a la antena desde lagunas de las principales ciudades del mundo, en el momento que la sonda Juno inicia la etapa de mayor aproximación a nuestro planeta. Por ejemplo, si estas ubicado en Madrid, el acimut a las 21:21 horas (EA) seria de 149º, y una elevación sobre el horizonte de -38º. Es un poco bajo la verdad, pero no es preciso apuntar las antenas hacia el suelo.

 

Este ciclo de 10 minutos se repite durante el período de máxima aproximación de Juno, aproximadamente media hora desde las 21:15 hasta las 21:50 (EA). Pero si tenemos a punto el ventilador de la estación y nos apetece templar el paso final, podemos ser un poco "generosos" con la duración de la actividad.

 

Mañana... mas!

 

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Imagen de EB1AGG

El que esté interesado puede también jugar con el FCDP+ en GNU/Linux y realizar las pertienentes pruebas teniendo los periféricos adecuados para tal fín.

 

http://eb1agg.hol.es/?q=node/149

Uno de los principales elementos de esta actividad es el sistema radiante.

 

La misma antena trabajrá de dos modos distintos. En el modo "a" radiará casi toda su energía hacia arriba; en modo "b" mostrará un patrón de radiación directivo. La antena JunoOR ha sido diseñada especialmente para esta ocasión, y actualmente estamos acometiendo su construcción, no solo de la antena en si misma, también de todos los elementos de soporte.

 

A continuación unos dibujos para que os vayais haciendo una idea de lo que estamos preparando; primero el modelo NVIS:

 

 

Y ahora el modelo directivo:

 

 

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Iban -EB3FRN- ha realizados los cálculos de posición de Juno relativos a la ciudad de Madrid y nos ha facilitado estas efemérides:

 

EB3FRN, Iban.

LOS-AOS Juno

Dia y hora UTC Azimut Elevación 2013-Oct-09 17:40 *m 234.1219 3.8215 Juno en aproximación

2013-Oct-09 17:45 Cm 234.6348 2.7690
2013-Oct-09 17:50 Cm 235.1003 1.6890
2013-Oct-09 17:55 Cm 235.5122 0.5775
2013-Oct-09 18:00 Cs 235.8631 -0.5689 LOS para EA. Distancia ( 56655 km)

- a partir de aquí la elevación es negativa, Juno está bajo el horizonte y sigue aproximándose


2013-Oct-09 18:05 Cm 236.1434 -1.7551
2013-Oct-09 18:10 Cm 236.3410 -2.9871
2013-Oct-09 18:15 Nm 236.4403 -4.2727
2013-Oct-09 18:20 Nm 236.4207 -5.6218
2013-Oct-09 18:25 Nm 236.2550 -7.0478
2013-Oct-09 18:30 Nm 235.9059 -8.5680
2013-Oct-09 18:35 Nm 235.3215 -10.2062
2013-Oct-09 18:40 Nm 234.4268 -11.9955
2013-Oct-09 18:45 Am 233.1107 -13.9826
2013-Oct-09 18:50 Am 231.2004 -16.2349
2013-Oct-09 18:55 Am 228.4141 -18.8521
2013-Oct-09 19:00 Am 224.2632 -21.9807
2013-Oct-09 19:05 Am 217.8399 -25.8229
2013-Oct-09 19:10 Am 207.3444 -30.5654
2013-Oct-09 19:15 m 189.2502 -35.8528
2013-Oct-09 19:20 m 159.3959 -38.8289
2013-Oct-09 19:25 m 124.3545 -34.4222
2013-Oct-09 19:30 m 99.1831 -25.4238
2013-Oct-09 19:35 m 84.5685 -17.5697
2013-Oct-09 19:40 m 75.9450 -11.8724
2013-Oct-09 19:45 m 70.5309 -7.7314
2013-Oct-09 19:50 m 66.9480 -4.5850
2013-Oct-09 19:55 m 64.4883 -2.0781

- a partir de este momento la elevación es positiva, Juno comineza a elevarse sobre el horizonte conforme se aleja


2013-Oct-09 20:00 r 62.7610 0.0041 AOS para EA
2013-Oct-09 20:05 m 61.5357 1.7940
2013-Oct-09 20:10 m 60.6682 3.3764
2013-Oct-09 20:15 m 60.0642 4.8071
2013-Oct-09 20:20 m 59.6594 6.1244
2013-Oct-09 20:25 m 59.4084 7.3555
2013-Oct-09 20:30 m 59.2784 8.5198
2013-Oct-09 20:35 m 59.2450 9.6317
2013-Oct-09 20:40 m 59.2898 10.7020 Distancia (53574km) y aumentando !

 

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La abundante información que está aportando Iban -EB3FRN- sobre la sonda hace que esto se ponga cada vez mas interesante.

 

Actualmente Juno está usando su antena de baja ganacia (LGA), una bocina para microondas y 25 vatios de RF en 8,4 GHz. A pesar de que viene hacia nosotros a toda velocidad, la distancia es aún de unos 9 millones de kilómetros.

 

Iban ha sido capaz de captar ya las transmisiones de datos que envía Juno. Estas son las capturas de pantalla que nos ha enviado:

 

 

 

Y a continuacion unos dibujos de las antenas de las que hablábamos. Esta es la antena de alta ganancia (HGA):

 

 

Y esta la de baja ganancia (GA), la que está usando ahora para enviar la señal que ha recibido Iban:

 

 

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Mañana es el día.

Aún no tenemos todo preparado... pero estamos en ello ;).

 

Ya está listo un pequeño programa para el Arduino, para enviar la secuencia de letras "HI" en QRSS, pero además envia la identificación de la estación en CW a mayor velocidad. En este caso nos hemos permitido una pequeña licencia, que vamos a explicar a continuación.

 

Lo verdaderamente interesante para el proyecto Waves  de la sonda Juno es la secuencia de TX sincronizada, entre todas las estaciones participantes, de las letras "HI" a baja velocidad. Puesto que se trata de períodos de transmisión bastante largos, hemos adpatado el programa del Arduino para que envie la identificación intercalada entre los períodos de mayor espera.

 

Nuestra secuencia de TX quedará entonces así:

 

 

Los cuadrados negros son periódos de TX contínua de 30 segundos. Los cuadrados blancos son pausas de 30 segundos. Los cuadrados blancos con la cruz "X" roja son períodos de 30 segundos en los que transmitiremos la dientificación de la estación en CW a velocidad mas rápida. Con esta secuencia no se producen pausas tan grandes sin TX; cada 30 segundos se incicai un período de TX, ya sea en QRSS o la ideentificación de la estación.

 

Podeis descargar el programa para el Arduino en el enlace de arriba, al fondo del artículo principal (o directamente desde aquí). Si dispones de un Arduino solo tienes que cargarlo y ponerlo en marcha a la hora en punto, o cada 10 minutos (hora y diez, hora y veinte... etc).

 

Muy importante: el programa está tal cual lo usaremos nosotros, con nuestro distintivo y locátor. Debes modificar estos datos y ajustarlos a tu estación antes de cargarlo en el Ardino. Puedes hacerlo con un simple editor de texto o desde el propio entorno del Arduino. Es muy fácil.

La temporización está ajustada para nuestros datos, al modificar el distintivo y locátor, la temporización de TX-RX puede modificarse ligeramente, pero no es algo crítico. En el programa puede corregirse este desplazamiento modificando la variable "intervalo", para que el período de identificacion de la estación no sea superior a 30 segundos. Pero si no te apetece modificar el código y el desplazamiento te parece excesivo, basta con que pulses el botón de "reset" del Arduino cada 10 minutos durante la actividad. Asi vuelve a sincronizarse la secuencia de TX-RX.

 

En el programa está contemplado el uso de tres pines digitales del Arduino. El pin que controla la manipulación de CW es el pin 13 (el que tiene el LED en la placa). El pin 12 controla el PTT, aunque este caso no lo usaremos. Desde estos pines, con una resistencia de unos 2K se gobierna perfectamente cualquier transistor NPN para que realice el trabajo de manipulación.

 

El pin 3 esta configurado como TX-test. Si lo ponemos a masa se interrumpe el programa y el pin 13 se activa permanentemente hasta que dejemos de poner a masa el pin 3.

 

Este programa es experimental, puedes usarlo libremente, pero bajo tu responsabilidad.

 

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Realizaremos esta actividad desde un lugar muy cercano a la ciudad de Orense. Concretamente desde aquí:

 

 

Si pinchas en la foto te saldrá el lugar exacto en aprs.fi. Esta justo encima del embalse de Cachamuíña y cuenta con una elevación superior a lso 400 mts. con buena visibilidad hacia el Este.

 

Si estas cerca y te apetece acercarte mañana, serás bienvenido, y si no, siempre puedes intentar esucharnos desde casa. Nuestra frecuencia de operación será 28,252 MHz.

 

La previsión meteorológica para mañana es muy buena, y eso invita a realizar actividades portables, pero recuerda que ya estamos en Octubre y hacia el final de la tarde, en cuanto se va el sol, es necesario abrigarse bien.

 

Los amigos del Radioclub Fene -EA1RKF- estan organizando también una actividad para este evento, tal vez los escuchemos en 28,091 MHz.

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En apenas unas horas dará comienzo la actividad del proyecto Waves.

 

En estos momentos la sonda Juno se acerca a la tierra cada vez mas rápido, impulsada por el influjo gravitatorio de nuestro planeta.

 

Hemos mejorado ligeramente la temporización en el programa que generará la transmisión desde el Arduino. Puedes descargarlo de arriba o desde aquí.

 

Hemos dejado la versión anterior (las dos funcionan) para que tengas ocasión de comparar entre ambos arcivos las modificaciones realizadas.

 

Como plan B, disponemos tambien del programa QRS, de ON7YD, puedes descargar la versión 4.08 desde su web. Nosotros usaremos una versión anterior, la 4.06, que puedes bajarte desde el enlace de arriba, al lado de los archivos para el Arduino.

 

Usaremos el puerto paralelo del PC para realizar la manipulación del transceptor. Para realizar el interface basta un transistor NPN una, resistencia y un par de condensadores. En la ayuda del programa describe como construirlo:

 

 

Por cierto, en nuestra versión hemos apreciado que la conexion del "key" (manipulador), en el puerto paralelo, no va al pin nº 2 como se indica. Debe ir al pin 3 del puerto paralelo. La correccion realizada se ha remarcado en verde sobre la imagen. Para comprobar el correcto funcionamiento del interface, el programa dispone de un menu para testear ambas salidas: key y PTT (nosotros solo usamos el  key, trabajaremos en QSK).

 

 

Si tienes intención de participar en la actividad, aún estás a tiempo, y no dispones de una placa Arduíno, el programa QRS es la opción mas eficaz.

 

En el blog de Antonio -EA1GFY- dispones de una guía muy buena de los pasos a seguir para configurar el programa y tenerlo todo a punto.

 

¡Enciende el soldador!

 

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¿Que es esto?.. ¿un pájaro? ¿un avión?...

 

La semana pasada ultimábamos los preparativos para la actividad que desarrollamos en Orense, como respuesta a la petición de colaboracion a toda la comunidad de radioaficionados por parte de la NASA. El motivo era el paso de la sonda Juno por las inmediaciones de la Tierra, antes de su viaje sin retorno hacia el planeta Júpiter.

 

El equipo de cacharreo.es en Orense y los compañeros del Radioclub Fene -EA1RKF- hemos organizado actividades en equipo para ese día, divulgando también el evento entre los demás radioaficionados y animando a la participación en el mismo.

Por nuestra parte acometimos el montaje de una estación portable, en un enclave adecuado muy próximo a la cuidad de Orense. Puesto que la ubicación elegida carece de suministro eléctrico, fué necesario proveerse de electricidad, no solo para alimentar los equipos de la estación, también para proporcionar iluminación suficiente al lugar.

 

Es preciso hacer hincapié en que, para esta ocasión, se diseño y construyó una antena especial que no se había probado antes. La instalación de la antena se realizó por primera y única vez "in situ" el mismo día de la actividad, minutos antes de comenzar las transmisiones. A pesar de ello, dada la experiencia acumulada por nuestro equipo tras tantos años de participación continuada en el MAF, y el "know-how" organizativo acumulado tras acometer la instalacion y puesta en funcionamiento de estaciones portables de toda clase (desde estaciones ligeras para activaciones SOTA de unas pocas horas, en lugares de difícil acceso, hasta estaciones "pesadas" en campamentos de mas de un dia). Estas actividades no se han limitado a las bandas altas -V y UHF- sino a lo largo de todo el espectro, desde la HF hasta las microondas.

 

 

Por eso, a pesar de no haber realizado una prueba completa de la estación, el funcionamiento fue el esperado. Todos los elementos y soportes de la antena se acoplaron bien y en pocos minutos, dada la complejidad mecánica de la instalación, la estación estaba operativa. Estas son unas fotos del momento.  Estan un poco flojas de luz por que el lugar no dispone de iluminación adecuada (bueno, no hay ninguna iluminación). Aunque con la estupenda noche que disfrutamos, con un cielo abarrotado de estrellas, tampoco la extrañamos mucho.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para este evento hemos tenido la colaboración y participación de muchos compañeros, no solo radioaficionados, sino tambien del mundo de la Banda Ciudadana por ello , salvo la estación de HF en 40 mts de EA1HBX y los equipos de respaldo, la transmision de la secuencia HI en QRSS se realizó completamente con equipos de 27 MHz -transceptor y amplificador lineal de válvulas- adaptados a la banda de aficionados de 10 mts. En esta captura del espectro tomada por Iban -EB3FRN- podeis ver la secuencia de transmisión HI, tal y como debia ser visible por la sonda a lo ancho de su espectro de recepción:

 

 

Como plan B para generar la secuencia teníamos preparado un PC con el software QRS y un interface para el puerto paralelo realizado para la ocasión, pero no fué necesario recurrir a el. Nuestro operador telegrafista fué el Arduino, al que dotamos de un "shield" a medida para realizar la función de llave telegráfica y poder manejar el transceptor. Aqui podeis verlo:

 

 

Este es el shield construido sobre una placa perforada de prototipos. Esta preparado para manejar las líneas "key" y "PTT" del transceptor, aunque en esta ocasion solo usamos la línea "key". Incluye botones de "reset" y "test"para realizar ptt contínuo, un led verde para monitorizar la secuencia de CW y filtrado de IRF mediante un condensador y ferrita sobre el cable de conexion al transceptor. En la siguiente imágen vemos el Arduino y el shield separados.

 

 

 

Actividades complementarias

¿Reconoces esta imágen? ¿te suena la parte enmarcada?.

 

 

Tal vez en la siguiente foto la identifiques con mas facilidad:

 

 

De todos es bien sabido que aprovechamos las actividades y activaciones de radio para experimentar y aprender cosas nuevas. No íbamos a hacer una excepción en este caso. Además de la antena especial ¿que cosas nuevas hemos experimentado?

 

- El Arduino trabajando en QRSS, su programa y el interface para el transceptor

- El progrma QRS y su interface para puerto paralelo

- El amplificador de valvulas para 27 MHz ha trabajado bien en QRSS en 28 MHz

- Para alimentar la antena hemos empleado cable coaxial de baja atenuación de 75 Ohms, tipo TV Televes T-100, pero usando conectores normales PL para crimpar sobre cable RG-58. Por ello hemos diseñado y construido unos adaptadores especiales que permiten usar los conectores de crimpar para RG-58 (PL, BNC, N o SMA) sobre cualquier tipo de coaxial, realizando la conexión mediante soldadura. Estos adaptadores funcionan al 100x100, son desmontables y no se precisa crimpadora.

- Tambien diseñamos un tipo de soporte especial, adaptando un soporte estardar, reforzado y muy económico, para usarlo en instalaciones fijas o portables, y que permite colocar y bloquear o abatir, un mastil de antena o una antena vertical facilmente por una sola persona.

- Conjuntamente con Luis- EA5DOM- y siguiendo los consejos de Iban -EB3FRN- hemos realizado los primeros intentos de recibir las transmisiones de la sonda espacial Juno hacia la tierra en 8,4 GHz, usando como conversor de frecuencia LNB de SAT comercial y como receptor un SDR-RTL con un "pincho" USB de bajo coste. Las imágenes de la parábola corresponden a esta primera tentativa que realizamos aprovechando la proximidad de la sonda.

 

Esta es una foto del guiaondas diseñado y construido a medida para la frecuencia de datos de la sonda (tiene acoplado el convertidor obtenido de un LNB):

 

 

 

Participantes

Estos son los amigos que han participado en este evento, tanto participando en el montaje y activacion de la estación, como aportando material o equipos y construyendo los diferentes elementos de la misma:

 

  • EA1DBB
  • EA1DG
  • EA1GDH
  • EA1HVT
  • EA1ICV
  • EA1HBX
  • EA1HWK
  • EA1YK
  • EB1HBK
  • EB1IZS

Tambien participaron como estaciones remotas:

  • EA1FBU
  • EB1AJP

Y como no-radioaficionados, pero no por ello menos importante fue la colaboración de:

  • Berberecho
  • Lóstrego
  • Ramón
  • bOOci

 

Destacar de nuevo el buen ánimo que han desempeñado los compañeros del EA1RKF, en Fene, motivando a sus socios y organizando un evento participativo para esta ocasión. Sin duda un ejemplo a seguir por otros radioclubes de mas enjundia, que disponiendo de muchos mas recursos y prestigio "ni están, ni se les espera".

 

Y es que no deja de resultar paradójico que, en general, el colectivo de radioaficionados siempre dispuesto -aparentemente- a prestar su ayuda y colaboración desinteresada cuando la sociedad les necesita, parece haber "pasado de largo" en esta ocasión. Una ocasión en que la NASA habia solicitado expresamente la participación de TODOS los radioaficionados como elemento clave para el desarrollo de un experimento que no tendrá ocasión de repetirse.

 

Pero es que una cosa es predicar, y otra diferente dar trigo.

 

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