Как подключиться к космическому спутнику и исполнить детскую мечту

Дмитрию Пашкову из мордовского города Рузаевска 28 лет – возраст, когда многие из нас уже определились со своим профессиональным будущим и уже даже успевают добиться определенных профессиональных высот. Дмитрий в этом смысле исключение — в положительном смысле. По профессии он системный администратор, но по призванию – радиолюбитель. Несколько недель назад он прославился на всю страну, перехватив в момент солнечного затмения 20 марта сигнал с действующего российского метеоспутника «Метеор-М2». Я связался с Дмитрием и он любезно согласился поделиться своим опытом – объяснить, как любой из нас может сам наладить «связь с космосом» и добиться того, о чем мечтал каждый из нас в детстве – увидеть Землю из космоса.





Оригинал фото





Про Дмитрия и его достижение написали несколько интернет-изданий, но радиолюбитель не успел подхватить «звездную болезнь». А вся эта шумиха в СМИ его больше расстраивает, чем радует: «Не герой я никакой, надоели уже, честно говоря». Тем не менее, его достижения по достоинству оценили в профильной организации и уже в ближайшее время Дмитрий может переехать в Москву на работу в ОАО «Российские космические системы».

— Дмитрий, давайте сразу начнем с опровержения или подтверждения слухов: было предложение от РКС?

— Ох, не нравится мне эта тема, честно говоря. Я уже начитался и наслушался в свой адрес. То, что я сделал, могут сделать если не все, то многие. А из меня какого-то героя прям сделали. А я не такой. Объясню.
Во-первых не люблю огласки и чем меньше меня знают, тем лучше. Во-вторых, сделали прям такую сенсацию, мол, парень из такой-то деревни принял то и то (причем многие вообще не понимают, о чем речь) и что теперь теперь ему звонили и РКС. Чуть ли не сюжет для кино — провинциала заметили в Москве, и все стали счастливы.
То, чем я занимаюсь, делают люди по всей стране и даже миру. Позвонить могут любому из них. Просто мой случай получил огласку. Безусловно, фото, которое достал я, получить неопытному радиолюбителю было бы тяжело. Причина — в удаленности аппарата, в моем случае из-за удаления от полярного круга аппарат почти был у горизонта.
Я не спорю: у меня большой опыт в приёме, поиске, опознании и реанимировании аппаратов. И принять обычный снимок проблем не составляет. И кто знает о моих возможностях и опыте, тот просто посмеялся. Но от шумихи в Рунете появился определенный шлейф и на зарубежных сайтах. А я ведь сотрудничаю с разными университетами и частными организациями по всему миру и портить репутацию совсем не хочу. Почему именно портить? Потому что люди “в теме” понимают, что я ничего такого особенного не сделал, а шума — будто открыл новое небесное тело в Солнечной системе.
Вот, например, какие заслуги я действительно считаю важными: я опознал легендарный COSMOS 2499, нашел аппарат WREN и еще парочку других, принимал сигналы с Фобос-Грунт, который так и не улетел, реанимировал аппарат COMPAS (на фото ниже).



На фоне этого получение фото с метеорологического спутника — пустяк.

Прим. авт.: Тут важно добавить, что Дмитрий много раз получал благодарности даже от руководителей государств. Например от президента Литвы, за то, что он стал одним из трех радиолюбителей, получивших сигнал от их первого спутника. Потом была благодарность от руководства Эстонии. Дмитрий не раз проводил сеанс связи с космонавтами на МКС, его личный позывной R4UAB.

— Если опять же верить СМИ, то по профессии Вы системный администратор, а по призванию – радиолюбитель. Расскажите о своем детстве, получении образования и выборе профессии.

— Я окончил Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева, факультет «Радиотехника». А любовь к радиотехнике мне привил дед. Помню, как он по вечерам паял микросхемы, я начал брать в него пример. Свою первую радиостанцию спаял в 12 лет. И очень гордился, что сделал сам. После её настройки услышал голоса радиолюбителей — больше
10 диапазонов. Поскольку лицензии не было, то мог только слушать голоса. Помню, какой испытывал восторг. Позже были куплены детские рации, мы с другом стали общаться с их помощью. И вот однажды к нам подключился кто-то третий.
С 17 лет я стал работать на заводе и на первую зарплату купил первую в жизни носимую электростанцию. Получил лицензию, позывной, вышел в эфир и познакомился с рузаевским радиолюбителем.
Будучи консультантом кружка для детей «Юные кулибины», я наладил сотрудничество с наукоградом «Сколково» (компания «Даурия»). Рузаевские школьники-радиотехники собирают информацию о местонахождении морских и речных судов с трех космических спутников и отправляют ее в компанию для последующей обработки. Для детей – это бесценный опыт работы с радиоаппаратурой.

— А как так получилось, что работаете системным администратором?

— Программирование и обслуживание ПК я изучал самостоятельно. Когда-то давно возникла задача создания и поддержки сети в нашем районе. Сами провели, подключили несколько десятков домов, квартиры. Интернет в те годы только появился, а мы, такие продвинутые радиолюбители, тоже хотели стать частью глобальной информационной системы. И, естественно, решили поделиться этим благом с соседями. В общем, развлекались как могли. Так и пошел работать сисадмином. Сейчас той районной сети уже и нет, но опыт я тогда получил бесценный.

— А теперь подходим к самому интересному – что же Вы такого сложного сделали, что в российских космических системах обратили на Вас внимание?

— Я ничего сложного не делал. Любой радиолюбитель, имеющий хоть какой-то опыт, сможет принять снимки с метеорологических спутников.

— Если в этих Ваших действиях нет ничего сложного, давайте по шагам распишем порядок действий, чтобы любой желающий мог увидеть Землю из космоса или заглянуть в глубины космического пространства. К каким спутникам в принципе можно подключиться, а к каким нет?

— Слово “подключаться” тут не подходит. Мы просто принимаем сигналы, которые идут со спутников, а потом с помощью специального ПО обрабатываем и получаем результат.
Начинающим я рекомендую самое простое оборудование: RTLSDR-приёмник и квадрифилярную антенну. Цена приёмника – 1000 рублей, а антенну можно собрать самому, хотя есть и “магазинные” варианты.
Для отслеживания спутников рекомендую программу Orbitron. А чтобы не запутаться в огромном количестве спутников, где 90% не работают, можете установить обновление с моего сервера, где я веду все рабочие и интересные аппараты.
Частоты работы спутников и их модуляция описана тут.
Программа для добавления частот в программу Orbitron находится тут.
Если вы приобрели такой приёмник, то нужно подключить его к программе Orbitron. Как это сделать можно прочитать тут.
Подключение необходимо для компенсации эффекта Доплера, так как спутник постоянно в движении, поэтому происходит сдвиг частоты.

— Итак, успех зависит от приемника и антенны. Расскажете подробнее про антенну — как собрать и как настроить?

— Квадрифилярная спиральная антенна (КСА) является многоэлементной антенной системой, состоящей из нескольких излучателей. Эти излучатели могут быть соединены со схемой питания, которая формирует на входах элементарных излучателей возбуждающие напряжения с требуемыми амплитудами и фазами.



У КСА четыре элемента, каждый из них — спиральный проводник, который возбуждается от вывода полосковой схемы питания. В идеальном случае схема питания создаёт падающие волны с одинаковой амплитудой и со сдвигом фаз на 90 градусов.
Антенна состоит их двух рамок, повёрнутых одна относительно другой на 90 градусов по фазе. Отсюда круговая поляризация и, поскольку элемента два, то усиление 4-5 дБ в зависимости от отношения высота-ширина. А еще антенна изгибается по спирали, как бы наклоняясь, и диаграмма «выпучивается» вверх. На самом деле диаграмма направленности проволочной спиральной рамки распространяется в сторону меньшей петли по аналогии директор-рефлектор, в нашем случае вверх. Если изменить фазирование питания антенны, то диаграмма направленности будет такой же, но полусфера будет обращена вниз. В результате имеем антенну очень подходящую для спутниковой связи Диаграмма её – полусфера, направленная вверх. Крутить не надо, поляризация круговая, да еще и усиление 4 дБ. И полоса пропускания в УКВ-диапазоне очень даже приличная.
Диаграмма направленности квадрифилярной антенны и её усиление:



Общий вид









Настройка антенны сводится к растяжению/сжатию рамок и образки элементов по 2 мм. Правильно собранная антенна почти не нуждается в настройке. Вот несколько советов советов по настройку. Настройку следует производить только на крыше (не в помещении). Основа установки антенны — это диэлектрик. Расстояние до металлических предметов желательно сделать не менее 3 метров.

Характеристики антенного кабеля:
Кабель
Тип кабеля RG-58 a/u
Характеристики:
Импеданс -50±2 Ом
Погонная емкость -83,94 пФ/м
Коэффициент укорочения -1,26
Диаметр центральной жилы -0,94 мм
Материал проводника -TC
Диаметр диэлектрика -2,9 мм
Материал диэлектрика -FPE
Внешний диаметр оболочки -5,03 мм
Материал оболочки -PVC
Основной экран -DF
Плотность основного экрана -100%
Конфигурация оплетки -16x7x0,12 мм
Материал оплетки- TC
Плотность оплетки -97%
Подробная спецификация: www.radiolab.ru/ru/attach_file/rg-58aublack.pdf

Обозначения:
TC — луженая медь
FPE — физически вспененный полиэтилен
PVC — поливинилхлорид
DF — двухсторонняя алюминиевая фольга на лавсановой основе
График затухания RG-58 A/U:

Книга «Простая наука»

Пользуясь случаем, напоминаю, что не так давно вышла четвертая книга серии «Простая наука» и научный набор к ней.




Источник: geektimes.ru/company/gtv/blog/249122/