V5.5 Wissenschaft im Weltraum

Niveau: K5 Analysieren

Zeitbedarf: ca. 20 Minuten

Funkamateure als Partner der Raumfahrt

Funkamateure bauen nicht nur eigene Satelliten. Sie helfen auch bei Forschungsprojekten, wenn viele verteilte Empfangsstationen, grosse Antennen oder viel Erfahrung mit schwachen Signalen gefragt sind.

Drei Beispiele aus den Folien zeigen, wie unterschiedlich dieser Beitrag sein kann: das Wiederaufwecken einer alten Raumsonde, ein Gruss an eine vorbeifliegende Jupitersonde und die Vermessung eines Funkschattens an der ISS.

ISEE-3 Reboot Project

ISEE-3 (später ICE, International Cometary Explorer) war eine NASA-Sonde aus den 1970er-Jahren. Die NASA beendete die Mission 1997. Auf ihrer Bahn um die Sonne kehrte die Sonde 2014 in die Nähe der Erde zurück.

Weil die NASA die nötige Bodentechnik nicht mehr besass, versuchte 2014 eine private Gruppe, die Sonde wieder in Betrieb zu nehmen: das ISEE-3 Reboot Project.

AMSAT-DL beteiligte sich mit dem 20-m-Spiegel der Sternwarte Bochum. Am 1. und 2. März 2014 empfingen die Funkamateure die Bake der Sonde auf 2217,493 MHz (zirkular linksdrehend) aus rund 42,8 Millionen km Entfernung. Das Signal lag 17,8 dB über dem Rauschen in 1 Hz Bandbreite.

Position und Doppler des Signals passten genau zu den vorausberechneten Bahndaten. Das war der Beweis, dass die richtige Sonde gehört wurde.

Später im Jahr 2014 gelang es dem Projektteam, die Sonde zu kommandieren. Die Triebwerke reichten aber nicht mehr für das geplante Bahnmanöver, und der Funkkontakt ging 2014 verloren. 

Die nächste Erdnähe wird für August 2029 erwartet. AMSAT-DL hält eine Reaktivierung für wenig wahrscheinlich, auch weil das Radioteleskop Arecibo nicht mehr existiert.

Juno Earth Flyby: «HI» an eine Jupitersonde

Die NASA-Sonde Juno flog am 9. Oktober 2013 an der Erde vorbei, um Schwung für den Weg zum Jupiter zu holen. Funkamateure auf der ganzen Welt waren eingeladen, ihr ein «HI» im Morsecode zu senden.

Gesendet wurde im 10-m-Band, verteilt über viele Frequenzen. Das Messinstrument «Waves» an Bord hat eine Bandbreite von rund 1 MHz und sollte die Summe aller Signale hören.

Damit das Instrument die Zeichen auflösen konnte, war das Morsetempo extrem langsam: Ein Punkt dauerte 30 Sekunden, zwischen den Punkten lagen 30 Sekunden Pause, zwischen H und I 90 Sekunden.

Mehr als tausend Funkamateure machten mit, von 18:00 bis 20:40 UTC in 16 Durchgängen. Das zweite «HI» wurde klar erkannt, als Juno rund 37 500 km entfernt war. Das Team der Universität Iowa sieht darin die erste «intelligente» Nachricht an eine vorbeifliegende interplanetare Sonde.

Plasma-Schatten-Experiment an der ISS

Das russische Forschungsinstitut TsNIIMASH untersuchte an der ISS, wie eine Plasmaquelle an Bord einen «Funkschatten» erzeugt. Das Plasma der Quelle kann Funksignale abschirmen.

Dazu sendete die Amateurfunkstation der ISS Datenpakete (AX.25 mit 1200 Bd) auf 145,825 MHz. Funkamateure am Boden registrierten, welche Pakete sie empfingen, und meldeten das mit Zeit und Standort.

Aus vielen solchen Meldungen entsteht eine Karte: Wo die Pakete fehlen, lag die Station im Schatten. Termine waren zum Beispiel der 1. bis 3. und 8. bis 10. Februar 2013.

Was Funkamateure beitragen

Grosse Antennen und Erfahrung mit sehr schwachen Signalen: Der Empfang von ISEE-3 gelang mit einem 20-m-Spiegel und viel Know-how in der Signalverarbeitung.

Viele verteilte Stationen: Beim Plasma-Schatten-Experiment und bei Juno zählte die Menge und die Verteilung der Stationen über die ganze Welt.

Freiwilligenarbeit und Ausdauer: Solche Projekte laufen oft über Monate, ohne Budget, getragen von der Begeisterung der Beteiligten.

Mini Selbsttest

Weiterführend

Wie gross Distanzen und Dämpfungen bei hohen Bahnen werden, zeigen V5.1 HEO und Molnija und V5.2 GTO und GEO. Die Mars-Pläne von AMSAT-DL stehen in V5.3 Phase 3, 4 und 5. Zum Abschluss des Kapitels wartet der Selbsttest V5.