アマチュア無線衛星

アマチュア無線衛星は、アマチュア無線家によって構築され、使用される人工衛星です。アマチュア衛星サービスの一部を構成します。^{[1]これらの衛星は、}アマチュア無線局間の通信を容易にするために、アマチュア無線周波数割り当てを 使用します。

多くのアマチュア衛星には、 Orbiting Satellite Carrying Amateur Ra​​dioの頭字語であるOSCAR の名称が付けられています。この名称は、アマチュア無線衛星の開発と打ち上げを推進する組織であるAMSATによって割り当てられます。この名称が広く使用されているため、アマチュア無線衛星は OSCAR と呼ばれることがよくあります。

これらの衛星は、免許を持ったアマチュア無線家が音声（ FM、SSB）およびデータ（AX.25、パケット無線、APRS ）通信に無料で使用できます。現在、18機以上の完全に機能するアマチュア無線衛星が軌道上にあります。^{[2]これらの衛星は、}リピーター、リニアトランスポンダー、および蓄積転送型デジタルリレー として機能するように設計される場合があります。

アマチュア無線衛星は、衛星通信の科学の進歩に貢献してきました。その貢献には、最初の衛星音声トランスポンダ(OSCAR 3) の打ち上げや、非常に高度なデジタル 「ストア アンド フォワード」メッセージング トランスポンダ技術の開発などがあります。

アマチュア無線衛星コミュニティは、衛星の構築と打ち上げ機会の探索に非常に積極的です。新しい衛星が打ち上げられ、古い衛星が故障するため、機能している衛星のリストは定期的に更新する必要があります。現在の情報はAMSATによって公開されています。AMSATは、過去 20 年間、OSCAR 番号の割り当て以外に、ほとんどのアマチュア衛星の打ち上げと運用に積極的に関与していません。

単に OSCAR 1 と名付けられた最初のアマチュア衛星は、世界初の衛星であるスプートニク 1 号の打ち上げからわずか 4 年後の 1961 年 12 月 12 日に打ち上げられました。この衛星は、打ち上げロケットのバラスト ウェイトの 1 つの代わりに使用できるように、非常に特殊な形状と重量で製造する必要がありました。OSCAR 1 は、セカンダリ ペイロード (プライマリ ペイロードはディスカバラー 36 号) として放出され、その後別の軌道に入った最初の衛星でした。搭載推進装置は搭載されておらず、軌道は急速に低下しました。わずか 22 日間の周回であったにもかかわらず、OSCAR 1 はすぐに成功し、後続のミッションにつながりました。28 か国の 570 人を超えるアマチュア無線家が、プロジェクト OSCAR に観測結果を送信しました。

OSCAR 10 の部品のほとんどは「既製品」だった。プロジェクトを率いたのはジャン・キングだった。太陽電池はラジオシャックから 10 個または 20 個単位で購入され、グループのメンバーによって効率がテストされた。最も効率の良いセルはプロジェクト用に保管され、残りはラジオシャックに返却された。準備が整うと、OSCAR 10 はプライベート プレーンに搭載され、パフォーマンスと信頼性を評価するために数回飛行した。飛行機でのテストに参加した人には特別なQSL カードが発行された。動作可能で信頼性が高いことが確認されると、衛星はケネディ宇宙センターに輸送され、打ち上げロケットの第 3 段に搭載された。OSCAR 10 の寸法は^以下のとおり。高さ: 1.35 m (53 インチ) 幅: 2.0 m (78.75 インチ) 重量: 打ち上げ時 140 kg、エンジン点火後 90 kg。^[3]

OSCAR 以外のプログラムとしては、1982 年頃の Iskra (ソ連)、1986 年の JAS-1 (Fuji-OSCAR 12) (日本)、RS (ソ連とロシア)、CubeSatsなどがあります(日本語版 Wikipedia に主要なアマチュア衛星の一覧があります)。

エハイル2号/QO-100 ^[4] 2018年11月15日に打ち上げられた。ブラジルからタイまでをカバーする静止軌道上にある。

狭帯域リニアトランスポンダー

2400.050 - 2400.300 MHz アップリンク

10489.550 - 10489.800 MHz ダウンリンク

広帯域デジタルトランスポンダー

2401.500 - 2409.500 MHz アップリンク

10491.000 - 10499.000 MHz ダウンリンク

最初のアマチュア衛星にはテレメトリ ビーコンが搭載されていました。1965 年以降、ほとんどの OSCAR にはリアルタイムの双方向通信用のリニア トランスポンダが搭載されています。一部の衛星には、蓄積転送型デジタル通信用の掲示板や、直接パケット無線接続用のデジピーターが搭載されています。

アマチュア衛星は低軌道や高度楕円軌道に打ち上げられてきました。

現在、アマチュア衛星は、 FM音声やSSB音声のほか、 AX.25 FSK（パケット無線）やPSK-31のデジタル通信など、さまざまな運用をサポートしています。

アップリンクとダウンリンクの指定には、X /Yの構造に従う一対の文字のセットを使用します。ここで、 Xはアップリンクバンド、Yはダウンリンクバンドです。ダウンリンクの文字は小文字で表記されることもあります（つまり、X/y）。いくつかの例外を除き、文字はIEEEのレーダー周波数文字バンドの標準に対応しています... ^[5]

OSCAR 40 が発売される前は、アップリンク バンドとダウンリンク バンドの両方を示すために、動作モードは 1 つの文字を使用して指定されていました。これらの古いモード指定は非推奨ですが、日常会話では今でも広く使用されています。

• モード A: 2 mアップリンク / 10 mダウンリンク
• モードB: 70 cmアップリンク / 2 mダウンリンク
• モード J: 2 m アップリンク / 70 cm ダウンリンク

アマチュア衛星の軌道速度が高いため、アップリンク周波数とダウンリンク 周波数は、衛星の通過中に変化します。この現象はドップラー効果として知られています。衛星が地上局に向かって移動している間、ダウンリンク周波数は通常よりも高いように見えます。したがって、地上局の受信機周波数は、衛星を受信し続けるために高く調整する必要があります。次に、衛星は通常よりも高い周波数でアップリンク信号を受信するため、地上局が送信したアップリンク周波数を、衛星が受信できるように低くする必要があります。衛星が頭上を通過して離れ始めると、このプロセスが逆になります。ダウンリンク周波数は低く見え、アップリンク周波数を高めに調整する必要があります。次の数式は、ドップラーシフトと衛星の 速度を関連付けます。

衛星の相対速度の検出と、これらの補正を行う速度の複雑さのため、これらの計算は通常、衛星追跡ソフトウェアを使用して実行されます。多くの最新のトランシーバーには、自動ドップラー効果補正を可能にするコンピューターインターフェイスが含まれています。手動の周波数シフト補正は可能ですが、周波数を正確に維持することは困難です。 周波数変調はシングルサイドバンドよりもドップラーシフトに耐性があるため、FM は手動で調整するのがはるかに簡単です。

低軌道（LEO）OSCAR衛星の多くは周波数変調（FM）を使用している。^[6] これらは一般に「FM LEO」または「FM Birds」とも呼ばれる。このような衛星は、一般に入手可能なアマチュア無線機器を使用して通信できるFMアマチュア無線中継器として機能する。通信は、手動ドップラー補正を使用してハンドヘルドトランシーバーで行うことができる。^[7] 衛星の通過時間は通常15分未満である。^[8]

以下の衛星の名前は、打ち上げ日順に昇順で並べられています。ステータス列は、衛星の現在の運用状況を示します。 緑は衛星が現在運用中であること、オレンジは衛星が部分的に運用中または故障中であることを示します。赤は衛星が非運用中であること、黒は衛星が地球の大気圏に再突入した (または大気圏から脱出できなかった) ことを示します。国名リストは、衛星を製造した国を示しており、打ち上げ国ではありません。

• KiwiSAT - AMSAT-ZL社が製造した超小型衛星。飛行準備は整っているが、打ち上げ業者はまだ見つかっていない。 ^[11]

現在、30 か国が OSCAR 衛星を打ち上げています。打ち上げ日順に並べると、これらの国は次のようになります。

送信機を搭載した旧式のロシア製宇宙服「スーツサット」は、正式には「AMSAT-OSCAR 54」と呼ばれていた。偶然にも、「オスカー」は、ロバート・A・ハインラインの1958年の小説『宇宙服を着て旅しよう』の中で、若い所有者が旧式の宇宙服に付けた名前である。この本は、世界初の人工衛星 スプートニク1号の打ち上げから1年後に初めて出版された。

アマチュア衛星業務（アマチュア衛星無線通信業務ともいう）は、国際電気通信連合（ITU）の無線通信規則（RR）^[12]第1.57条によれば、「アマチュア業務と同じ目的で地球衛星上の宇宙局を使用する無線通信業務」と定義されている。

この無線通信サービスは、 ITU無線通信規則（第1条）に従って次のように分類されます：
無線通信サービス（第1.19条）

• アマチュアサービス（第1.56条）
  • アマチュア衛星業務（第1.57条）

無線周波数の割り当ては、ITU無線通信規則（2012年版）第5条に従って規定されている。 ^[13]

スペクトル利用の調和を改善するために、この文書で規定されているサービス割り当ての大部分は、適切な国の行政機関の責任の範囲内にある周波数割り当ておよび利用の国別表に組み込まれました。割り当ては、プライマリ、セカンダリ、排他的、および共有のいずれかになります。

• 主な割り当て: 大文字で表記されます (以下の例を参照)
• 二次割り当て: 小文字で示されます (以下の例を参照)
• 排他的利用または共同利用：国家行政の責任の範囲内である

周波数割り当ての例

上記のようなメインテーブル内の正式な割り当てに加えて、追加の割り当てを規定する重要な ITU-R 脚注 RR 5.282 もあります。

5.282 435-438 MHz、1 260-1 270 MHz、2 400-2 450 MHz、3 400-3 410 MHzの帯域（地域2および3のみ）

5650-5670MHz帯では、アマチュア衛星サービスは他の電波に有害な干渉を与えないことを条件に運用することができる。

表に従って運用されるサービス（第5.43項参照）。そのような使用を許可する行政機関は、

アマチュア衛星放送局からの電波によって生じる有害な干渉は直ちに排除される。

第25.11条の規定に従って、1260-1270MHzおよび5650-5670MHzの周波数帯の使用は、

アマチュア衛星サービスは地球から宇宙方向に限られています。

これらのうち、435～438 MHz 帯は、キューブサットなどのアマチュア/教育用小型衛星に特に人気があります。

• マーティン・ダビドフ：アマチュア無線の衛星ハンドブック。アメリカ無線中継連盟、ニューイントン、ISBN 978-0-87259-658-0。 

ウィキメディア・コモンズには、アマチュア無線衛星に関連するメディアがあります。

• AMSAT Corporation - アマチュア無線衛星の建設と打ち上げを調整する非営利法人
• Project OSCAR は、Wayback Machineで 2015-01-25 にアーカイブされました- オリジナルの Project OSCAR グループを記念したクラブです
• Work-Sat - アマチュア無線衛星の使用方法を解説するプライベートサイト