AMSAT-OSCAR 40 (Phase-3D) 2001/1
bearbeitet von Frank Sperber, DL6DBN/AA9KJ
AMSAT-DL Journal

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AO-40 Status-Update - AO40Rcv V1.0

  Liebe Freundinnen und Freunde!

Es gibt viele gute Neuigkeiten über AO-40!

Die Sensorelektronik (SEU) tirggert wieder auf die Sonne seit dem Ende des Erdschattendurchgangs im Orbit 147.

Der Telemetriekanal #100 (analoge Spinrate) zeigt nun einen Wert von #49. Das ist der gleiche Wert, den er Im Orbit 89 zeigte, als wir die Triggerung des Sonnensensors verloren.

Innerhalb einiger Orbits sollte wir erwarten, dass der Sonnensensor SS2 ebenso triggert, was uns wieder in die Lage versetzt, Fluglageinformationen zu bekommen, um mit der Magnetlageregelung zur Spinreduzierung des Satelliten zu beginnen.

Vor einer Woche wurden die Sonnensensoren der 3-Achsenregelung eingeschaltet und sie scheinen normal zu arbeiten. Es war geplant, die 3-Achsen-Omni- Sonnensensoren dazu zu verwenden, um die notwendigen Referenzinformationen für einen neuen Algorithmus zu verwenden, der die Verringerung des Spins ohne SEU verfolgt. Die neue Software, die in die 20ms-Interruptroutine eingeflochten werden muss, ist fast bereit zum Upload. Durch die vorzeitige Rückkehr der SEU-Daten, wird dies vielleicht nicht mehr notwendig sein.

Die Analyse der Temperatur des Bordrechners (IHU) durch DB2OS hat ergeben, dass der maximale Sonnenwinkel mit den niedrigsten Temperaturen deutlich früher als erwartet war (siehe Grafik unten). Die IHU-Temperatur erreichte ihr Minimum am 1. Februar 2001 mit -8,4°C. Das ist fast ein Monat früher als ursprünglich angenommen. Im Augenblick gibt es keine Erklärung für diese Beschleunigung.

Die Spinrate von rund 17,5 Umdrehungen pro Minute hat sich in den letzten Wochen nicht verändert, und was immer zu ihrer Erhöhung führte hat aufgehört. Sobald die SEU gute Sonnensensordaten liefern wird, werden die Magnetorquer unter Kontrolle der IHU den Spin reduzieren, was weitere Änderungen der Fluglage erleichtern wird. Das führt auch zu Verbesserungen beim Empfang der Telemetrie im S-Band.

Der nächste Meilenstein wird es ein, den Satelliten in eine gute Fluglage zu bringen, um das Arcjet-Triebwerk (ATOS) nur mit gasförmigem Ammoniak ohne elektrische Leistung einzusetzen. Die Testzündung wird eingesetzt, um die Steuerelektronik und Ventile des Arcjets zu überprüfen. Auch ohne Arcjet-"Zündung" wird der Schub des Tests ausreichen, um das Perigäum um etwa 100 km anzuheben.

Mehrere unabhängige Analysen (einschließlich der französischen Raumfahrtagentur CNES) bestätigen, dass der augenblickliche Orbit für viele Jahre stabil sein wird, über die erwartete Lebensdauer des Satelliten hinaus.

Der ATOS-Test sollte uns einen zusätzlichen Sicherheitsabstand und ein besseres Gefühl geben. Wie auch immer, für später ist eine Optimierung des derzeitigen Orbits mit einem vollständig betriebenen "heißen" Arcjet. Das ist für die Phase nach den Tests der 3-Achsen-Drallräder geplant, die verwendet werden sollen, um den Satelliten während dieser Manöver neu zu orientieren.

Während der Satellit im "Winterschlaf" waren die Kommadostationen damit beschäftigt, die nächsten Aktivitäten vorzubereiten sowie die Telemetrie und den Zustand von AO-40 zu überwachen.

Die AMSAT-DL drückt ihren Dank an Paul Willmott, VP9MU, für seinen hervorragenden Dienst bei der Sammlung und Archivierung der AO-40-Telemetrie aus verschiedenen Teilen der Erde aus. Dies sind lebenswichtige Zusatzinformationen für die Kommandostationen bei ihren andauernden Bemühungen, Phase 3-D wieder in Betrieb zu nehmen. Alle seien ermutigt, empfangene Telemetry im P3T-Format an das AO-40-Telemetriearchiv unter "ao40- archive@amsat.org" zu senden.

Nach allem scheint der Satellit in sehr guten Zustand ohne weitere erkennbare Schäden oder Probleme zu sein. Die Energiebilanz ist sehr gut, und selbst während des Maximums des Sonnenwinkels (Minimum der Ausleuchtung) war es nicht notwendig, den Energieverbrauch durch phasenweises Abschalten des S- Band-Senders zu reduzieren. Das ist ein gutes Zeichen für die kommenden Aktivitäten.

Bleiben Sie dran... Weitere Informationen finden Sie auf der aktuellen AO-40- Internetseite unter:
http://www.amsat-dl.org/

73s Peter , DB2OS - AMSAT-DL

  Dear All,

Lot's of good news about AO-40!

The SEU (sensor electronic unit) is triggering the sun again after the end of eclipse on orbit #147.

The telemetry channel #100 (analogue spin rate) is now showing a value of #49. This is the same value that it was showing on orbit #89 when we lost Sun Sensor triggering.

Within a few orbits we should see that the Sun Sensor SS2 also starts triggering and this would allow us to obtain attitude information and re-start magnetorquing to spin-down the spacecraft.

A week ago the 3-Axis sun sensors have been turned on and they seem to work nominally. It was planned to use the information from the 3-axis omni directional sun sensors to obtain the necessary reference information for a new algorithm to spin-down the spacecraft without the SEU. The new software code, which will be patched into the 20ms interrupt service, is almost ready for upload, but due to the premature return of the SEU data, this might no more be necessary.

Analysis of the IHU temperature by DB2OS recently revealed, that the maximum sun angle, with the lowest temperatures, was much earlier than anticipated (see graphics below). The temperature of the IHU reached it's minimum exactly on 2001 February 01 with a temperature of about -8.4 °C. This is almost one month earlier than originally thought. There is no explanation at the moment, why this is premature.

The spin rate of around 17.5 RPM did not changed in the last couple of weeks and whatever it caused to increase, it stopped. As soon as the SEU will deliver good sun sensor data, the magnetorquers will be used under the control of the IHU (integrated housekeeping unit) to reduce the spin, which will than make attitude changes easier. This will also improve the telemetry reception on S-band.

The next milestone is to bring the spacecraft into a good orientation to fire the Arcjet with no electrical power and gaseous ammonia only. The test firing will be used to check the Arcjet control electronics and valves. Even without the Arcjet "burning", the thrust from the test firing will be enough to raise the perigee by about 100km.

Several independent analysis (including the french space agency CNES) confirmed, that the current orbit will be stable for many years, i.e. more than the anticipated lifetime of the spacecraft.

The test firing should give us additional safety margin and a better feeling. However, it is later planned to optimize the current orbit with a full running Arcjet. This is planned after testing of the 3-axis momentum wheels, which will be used to re-orient the the spacecraft during these maneuvers.

While the spacecraft was in hibernation, the command stations were restless with preparations for the next activities, watching the spacecraft telemetry and healthy.

AMSAT-DL expresses its thanks to Paul Willmott, VP9MU for his outstanding service in gathering and archiving the AO-40 telemetry from the different parts of the world. This is vital additional information for the command stations in their continuing effort to turn P3-D back into operation. Everyone should be encouraged to send captured telemetry (with P3T) to the AO40 telemetry archive at 'ao40-archive@amsat.org'

After all, the spacecraft seems to be in very good shape, with no further damages or other problems detected. The power budget is very good and even during the maximum sun angle it was not necessary to reduce power consumption by turning off the S-band transmitter for parts of the orbit.

This is indeed a good sign for the next activities.

Stay tuned...

Additional information can be found at the AO-40 web page at:
http://www.amsat-dl.org/

73s Peter , DB2OS - AMSAT-DL

 Moe Wheatley (AE4JY) released Version 1.0 of AO40Rcv which beside sending demodulated data to P3T via an internal TCP/IP-connection now displays telemetry values as text: www.qsl.net/ae4jy/ao40rcv.htm

 Moe Wheatley (AE4JY) hat die Version 1.0 der AO40Rcv-Software veröffentlicht. Neben der Übertragung der demodulierten Daten an P3T über eine rechnerinterne TCP/IP-Verbindung werden nun die Telemetriewerte auch direkt in einer einfachen Textform angezeigt: www.qsl.net/ae4jy/ao40rcv.htm

DL6DBN , 26.02.2001

Es geht bergauf mit AO-40!

 These days AO-40 will see the largest off pointing sun angle with about 78°. From then on the sun angle decreases permanently and around March 21st the sun should be back in the "eyes" of the sunsensor (see graphics below). Then, with attitude information at hand, maneuvers for de-spinning and reorientation of the spacecraft can be started. But if the announced software routine can be implemented beforehand and delivers reliable attitude data, the process can be startet earlier.

Work on this routine took a while as information must be gatherd from other sensors (solar-arrays, cameras or 3-axis omni-sun sensors). The software routine itself works synchronized to the heartbeat (20 ms) of the operational software and therefore must be tested now very carefully before it can be loaded into the IHU-1.

Extrapolation of the last known attitude of ALON/ALAT 248/-7 on January 18th led to ALON/ALAT of approximately 226/-7 on February 20th. Keep in mind: though the satellite is stabil in space, however, the reference orbital plane is changing through precession. So a given ALON/ALAT always have a reference date.

This continuous change of attitude led to changed periods of best reception (now MA 1 to 12) and the first report of CRCC OK data before perigee at MA 251 (see graphics to the right).

 In diesen Tagen erreicht AO-40 seinen größten Sonnenwinkel von ca. 78°. Nun wird der Sonnenwinkel permanent kleiner und spätestens um den 21. März kommt die Sonne wieder in den Sichtbarkeitsbereich des Sonnensensors (siehe Grafik). Damit stehen dann auch wieder präzise Lageinformationen zur Verfügung. Es sei denn, die angekündigte Software-Routine kann vorher zum Einsatz kommen und verlässliche Werte der Fluglage liefern. Dann könnten frühzeitig aktive Lagemanöver begonnen werden.

Die Arbeiten an dieser Routine hatten sich verzögert, da zunächst Informationen gesammlet werden mussten, über welche anderen Sensoren (z.B. Solarzellen, Kameras oder Omni-Sonnensensoren der Dreiachsregelung) Messwerte erfasst werden können. Die Routine selbst wird nun noch am Boden getestet, bevor sie zum Satelliten geladen werden kann. Sie arbeitet quasi im Takt des 20ms-Herzschlags der IHU1-Betriebssoftware und muss daher besonders intensiv geprüft werden.

Die aus der letzten angegebenen Fluglage (18.1.: 248/-7) extrapolierte Fluglage für den 20. Februar beträgt rund ALON/ALAT 226/-7. Zur Erinnerung: Die Fluglage des Satelliten im Raum ist zwar stabil, das Bezugssystem für ALON/ALAT, die Orbitebene, verändert sich aber durch die Präzession um einige Zehntel Grad pro Tag. Hierdurch gelten ALON/ALAT immer nur für einen bestimmten Referenzzeitpunkt.

Mit dieser Fluglagenänderung verändert sich auch die Ausleuchtung der Erde durch die Antennenkeule des S2-Senders. Als Folge nimmt die Hörbarkeit vor dem Perigäum ab (derzeit optimal MA 1 - 12), im Gegenzug aber wurden erstmals erfolgreich fehlerfreie Datenblöcke vor dem Perigäum bei MA 251 empfangen (siehe Grafik rechts).


Grafik: Peter Gülzow, DB2OS

DL6DBN , 21.02.2001

Software Update

 There are no spectacular news about AO-40. The spacecraft ist still in a stable mode and the attitude drifts to further improvements early April. Times of best receiption have varied as expected (see below). So good telemetry-data can be received before perigee too in about two weeks.

Stacey Mills (W4SM) updated P3T (1.3f) as well with respect of the few malfunctioning sensors: www.cstone.net/~w4sm2/software2/

More Information in German about this year's AMSAT-DL Symposium is available at www.dl0ld.de

 Es gibt keine spektakulären Neuigkeiten zu AO-40. Der Satellit ist in einem stabilen Zustand und seine Fluglage driftet weiter in Richtung Verbesserung Anfang April. Die Zeiten optimaler Hörbarkeit verändern sich erwartungsgemäß (s. u.). Damit dürfte in rund zwei Wochen auch erfolgreicher Telemetrieempfang vor dem Perigäum möglich sein.

Stacey Mills (W4SM) hat ein Update dieser P3T-Telemetrie-Software (V 1.3f) für AO-40 herausgegeben. Sie berücksichtigt nun die defekten Sensoren für einige Temperaturen und Ströme. Die Datei liegt in komprimierter Form (ZIP) vor: www.cstone.net/~w4sm2/software2/

Die Veranstalter des diesjährigen AMSAT-DL Symposiums haben weitere Informationen auf einer Homepage zusammengestellt: www.dl0ld.de

DL6DBN , 14.02.2001

AMSAT-DL Symposium mit AO-40 Schwerpunkt

 AO-40 is still in its seasonal limitations which will naturally end by April. If the announced de-spinning-routine will be successful, AO-40 might come up earlier. Works and tests for this routine are going on. By now S2-MB is operating nominal on 2401.323 MHz. Eclipses around perigee do not have a negative influence on AO-40's power-budget as whole-orbit-data shows. New Keplerians see below.

This year's AMSAT-DL symposium will have three lectures about AO-40 (AO-40 Telemetryreceiption, AO-40 Launchcampaign and history, AO-40 now and in future) held in German by AMSAR-DL Journal editor DL6DBN and AMSAT-DL presidents DJ4ZC and DB2OS.

 AO-40 befindet sich weiterhin in seinen saisonbedingten Begrenzungen, die auf natürlichem Wege im April enden. Falls die angekündigte De- Spinning-Routine erfolgreich sein wird, kann AO-40 bereits wieder früher in einen verbesserten Zustand gebracht werden. Die Arbeiten und Tests für diese Routine gehen derzeit weiter. Die S2-MB auf 2401,323 MHz arbeitet normal. Erdschattendurchgänge in Perigäumsnähe haben keinen negativen Einfluss auf den Energiehaushalt von AO-40. Das zeigen die Whole-Orbit-Daten.

Das diesjährige AMSAT-DL Symposium wird drei Vorträge zu AO-40 haben: siehe Sonderinfo .

DL6DBN , 07.02.2001

Bei Nebel und Ebbe auf einer Sandbank

 AO-40 is currently like a ship on a sandbank at low-tide in the fog. In the fog because due to the high solar-angle (max. 77°) the sunsensors temporarily cannot see much. At low-tide because the increasing solar-angle leads to less illumination (min. 23 %) and less energy produced. And on a sandbank because the satellite cannot be maneuvered out of this misery situation easily. The announced de-spinner-routine is a big hope. This routine should work without sunsensor data and will use measurements from the solarpanels as attitudeindicator. Intensive works on this brand new software are taking place.

Even if this routine doesn't work immediately, there is no reason to panic. Fog and low-tide will dissapear with further seasonal sun-movements around the spacecraft. In April the sensors will see the sun again, and active attitudecontrol can be restarted. After lowering spin and improving sunangle and antennapointing all further tests (V-, U-TX, ATOS, wheels etc) can be done.

Commandstations G3RUH and W4SM made a long-term prediction of AO-40's new orbit. Even after last year's accident and the resulting decrease of perigee AO-40's orbit will be stable though perigee will oscillate several hundred kilometers (see graphics below).

 AO-40 ist derzeit wie ein Schiff, das bei Nebel und Ebbe auf einer Sandbank liegt. Nebel, weil durch den hohen Sonnenwinkel (bis zu 77°) der Sonnensensor vorübergehend keine Lagepositionen geben kann. Ebbe, weil der weiter zunehmende Sonnenwinkel für immer weniger Ausleuchtung (minimal 23 %) und weniger Energiegewinnung verantwortlich ist. Und eine Sandbank, weil der Satellit nicht so ohne weiteres aus dieser Situation befreit werden kann. Große Hoffnungen liegen auf der angekündigten De-Spinner-Routine, die ohne Sonnensensoren auskommen und stattdessen auf Messwerte der Solarpanels als Lageindikatoren zurückgreifen soll. Die Arbeiten an dieser völlig neuen Softwareroutine sind im Gange.

Selbst wenn diese Routine nicht so schnell greifen sollte, es besteht kein Anlass zur Besorgnis. Nebel und Ebbe verziehen sich von selbst mit der weiteren saisonalen Wanderung der Sonne um den Satelliten. Spätestens im April sehen die Sensoren die Sonne wieder, und dann können, dank der Magnetlageregelung, Spin und Fluglage bei zunehmender Flut wieder aktiv verbessert werden. Danach können die noch ausstehenden Tests (V-, U-TX, ATOS, Drallräder etc.) folgen.

Die Kommandostationen W4SM und G3RUH haben für den neuen Orbit von AO-40 eine Langzeitstudie zur Stabilität erstellt. Danach ist die augenblickliche Umlaufbahn auch nach dem Ereignis vom letzten Jahr und dem Effekt der Perigäumsabsenkung über Jahre stabil, obwohl das Perigäum mehrere hundert Kilometer schwanken wird (siehe Grafik).


(click to enlarge - für Vergrößerung anklicken)

DL6DBN , 30.01.2001

Whole Orbit Data - AMSAT-DL Symposium

 No news are good news. Due to limited accesstimes of AO-40 (early MAs) things has slowed down a bit. The spin is still reported with 17.7 rpm. Whole Orbit Data (WOD) collections are in progress to get telemetry and information from orbit-phases where AO-40 cannot be heard properly. Latest measurments show stable battery-voltages and positiv current charging the batteries except eclipse around perigee.

The 8th AMSAT-DL Symposium will be held on March 17th at Detmold together with AMSAT-DL's annual general meeting. Main topic of lectures and papers will be the status of AO-40 and how to use the satellite.

 Keine Neuigkeiten sind gute Neuigkeiten. Wegen der begrenzten Zugriffszeiten auf AO-40 (nur frühe MA-Werte) sind die Fortschritte langsamer geworden. Der Spin wird noch immer mit 17,7 Umdrehungen pro Minute angegeben. Die Sammlung von Whole Orbit Data wird genutzt, um Informationen und Telemetrie aus Orbitphase zu erhalten, in denen AO-40 nicht gut gehört werden kann. Die letzten Messungen zeigen eine stabile Batteriespannung und positive Ströme, die die Batterien laden. Außnahme sind die Erdschattendurchgänge um das Perigäum herum.

Das 8. AMSAT-DL Symposium wird am 17. März in Detmold stattfinden. Der Schwerpunkt der Vorträge und des Skriptums wird auf dem Zustand von AO-40 liegen und wie der Satellite gearbeitet werden kann. Im Anschluss an das Symposium findet die Jahreshauptversammlung der AMSAT-DL statt. Programm und Tagesordnung werden rechtzeitig bekanntgegeben.



Grafik: V. Kudielka, OE1VKW

DL6DBN , 27.01.2001

Hörbarkeit um das Perigäum - Updated TLM-Specs

 With the existing receiption-reports and the given attitude the following situation for audibility around perigee can be derived. Assuming a beamwidth of the S2-antenna of 40 deg it seems that

As long as no active attitude changes are made, the orbitplane will turn app. 0.5° to the left (or AO-40 to the right) each day leading to changing phases of good receiption.

The commandteam provided updated specifications of telemetry , e. g. with respect to the faulty sensors or whole orbit data.

 Aus den vorliegenden Empfangsberichten und der angegebenen Fluglage lässt sich derzeit obiges Schema für die Hörbarkeit der S2-Bake ableiten. Telemetrieempfang wurde sowohl vor dem Perigäum (um MA 251 allerdings mit fehlerhaften Prüfsummen), um MA 6 und ab MA 10 bis MA 20 (mit Prüfsumme OK) gemeldet. Zusammen mit einem Antennenöffnungswinkel von rund 40° (Helix 8 Wind.) deutet dies darauf hin, dass

Solange keine aktiven Lagemanöver vorgenommen werden, dreht sich die Satellitbahn um rund 0,5° täglich nach links, respektive AO-40 nach rechts. Das führt zu veränderlichen Phasen für optimalen Empfang.

Das Kommandoteam hat aktualisierte Telemetriespezifikationen herausgegeben, die u. a. die fehlerhaften Sensoren und Whole Orbit Data berücksichtigen.

DL6DBN , 22.01.2001

Userinfos S-Band-Empfang

 Several stations, including commandstation G3RUH measured the frequnecy of S2-MB as 2401.323 MHz. The current attitude was determined as ALON/ALAT 248/-7 . Keep in mind that programs like IT, WinOrbit need reversed date (ALON/ALAT 68/7). Attitude changes due to changes of Argument of Perigee and R.A.A.N. a little bit each day. The given values can be referred to January 18th.

The beacon can be heard before perigee between MA 245 and 256. Due to extremly high Dopplerhifts and rapid changes of the shift together with spinwobbling and fading no error-free telemetry has been captured at these times so far.

 Mehrere Stationen, darunter Kommandostation G3RUH, haben die Frequenz der S2-Mittelbake mit 2401,323 MHz vermessen. Außerdem wird die aktuelle Fluglage mit ca. ALON/ALAT 248/-7 auf der Bake angegeben. Durch die leichte tägliche Bahnvariation (Arg. Per., RAAN) kann als Referenztag hierfür der 18. Januar gesehen werden. Benutzer von Programmen wie IT oder WinOrbit müssen die Orientierung umkehren (ALON/ALAT 68/7).

Die Bake wurde nun auch vor dem Perigäum zwischen MA 240 und 256 gehört, allerdings konnte noch keine fehlerfreie Telemetrie zu diesen Zeitpunkten mitgeschrieben werden. Die Dopplerverschiebung ist sehr hoch und verändert sich beim Vorbeiflug an der Erde rapide.

DL6DBN , 21.01.2001

Ehrung für AO-40 Projektleiter Karl Meinzer, DJ4ZC

 AO-40 projectleader Karl Meinzer, DJ4ZC, was elected to "Marburger of the Year 2000" by readers of the "Oberhessische Presse", a daily newspaper published in Karl's hometown Marburg. Nine citizens of Marburg have been nominated and Karl Meinzer made it in acknowledgement of the developement of AO-40. Karl Meinzer happily said: "This honour isn't only my merit, it belongs as well to the colleagues all over the world and my deputies who joined the project." Congratulations!

 Glückwunsch! AO-40 Projektleiter Karl Meinzer, DJ4ZC, wurde von den Leserinnen und Lesern der in Marburg erscheinenden "Oberhessischen Presse" zum "Marburger des Jahres 2000" gewählt. Mehr dazu siehe Artikel.

DL6DBN , 17.01.2001

AO-40 Status-Update

  Liebe Freundinnen und Freunde,
hier sind einige Neuigkeiten in Ergänzung zu Karls Bericht vom 7. Januar.

* V/U/L1 Empfänger *
Die Empfänger für V-Band, U-Band und L1 arbeiten ordnungsgemäß an den HighGain-Antennen, aber keiner von ihnen empfängt Signale mit den Omni-Antennen. Entweder sind die Omni-Antennen, die Verdrahtung oder Antennenrelais beschädigt.

* V-TX *
Der V-Band-Sender wurde mehrfach an den HighGain-Antennen getestet, da wir wissen, dass sie mit den Empfängern arbeiten. Es wurden keine Bakensignale gehört, aber die Telemetrie zeigt, dass der Sender möglicherweise arbeitet. Weitere Test werden folgen, einschließlich eines erneuten Versuchs, den V-TX mit den Omni-Antennen zu betreiben.

* U-TX *
Bislang wurden noch keine Tests mit dem U-Band-Sender durchgeführt. Es ist aber geplant, den U-TX an den HighGain- und Omni-Antennen zu testen, sobald der Spin reduziert wurde und die Heat-Pipes wieder arbeiten können.

* Lageregelungssystem *
Die magnetische Lageregelung ist voll funktionsfähig. Durch den hohen Spin von rund 17 Umdrehungen pro Minute ändert sich leider der Sonnenwinkel schneller als wir die Lage ändern können. Da der Sonnenwinkel nun rund 60 Grad beträgt und damit außerhalb des Messbereichs liegt, arbeitet die Elektronik der Sonnensensoren vorübergehend nicht mehr korrekt. Der angezeigte Spin in der Telemetrie liegt daher fast bei 0. Ohne Sonnen- und Lageinformation kann kein Magentorquing vorgenommen werden, daher wurden keine weiteren aktiven Lage- oder Spinänderungen mehr vorgenommen. Dennoch entwickelt Karl Meinzer, DJ4ZC, einen neuen De-Spinner-Algorithmus, der ohne Informationen der Sonnensensoren arbeitet. Er soll in der kommenden Woche getestet und dann zur Reduzierung des Spins und der Bewegung zu einer besseren Fluglage des Satelliten genutzt werden.

Sobald der Sonnenwinkel und die Antennenausrichtung sich verbessern, wird der V- TX und U-TX Status anhand besser steuerbarer und geeigneterer Experimente ermittelt. ATOS und die Drallräder werden auch so früh wie möglich überprüft.

73s Peter , DB2OS
AMSAT-DL Vizepräsident

  Dear All,
here some updates to Karl's report from January 07th.

* V/U/L1 Receiver *
The V-band, U-band and L1 receivers are working OK on the HiGAIN antennas, but none of them is receiving signals with the OMNI antennas. Either the OMNI antennas are damaged or the cabling or the antenna relays.

* V-TX *
The V band transmitter was tried several times on HiGain antennas, because we know they are working OK with the receivers. No beacon signals were heard, but telemetry might indicate that the TX is working. Further tests will be conducted, including trying the V-TX again with the OMNI antennas.

* U-TX *
No tests have been yet conducted on the U-band TX, but it is planned to also test the U-TX again on HiGain and Omni antennas once the spin is reduced and the heat pipes start working again.

* Attitude Control System *
The attitude control system is fully functional. Unfortunatly due to the high spin of about 17 RPM the sun changed faster than we could change the attitude. Because the sunangle is now about 60 degrees and out of measuring-range, the sun sensor electronic stopped temporarily working, that's why the indicated Spin in the telemetry is now almost 0 RPM. Without sun and attitude information no magnetorquing can be performed, thus no further attitude or spin change was done. However, Karl Meinzer DJ4ZC is developing a new de-spinner software algorithm, which does not use the Sun sensor information. It will be tested in the next week and will than be used to reduce the spin and move to better spacecraft attitude.

Once sun angle and antenna pointing is improving, the V-TX and U-TX status will be determined by better controlled and suitable experiments. ATOS and the wheels will also be tested as soon as possible.

73s Peter , DB2OS
Vice-President AMSAT-DL 

AMSAT-DL , 16.01.2001

Telemetrie-Updates

 The following German information about telemetry-reception has already been published in different articles on AMSAT-UK's AO-40 page .

Es ist schon etwas länger her, dass wir über die aktuellen Möglichkeiten zur Auswertung von AO-40-Telemetrie berichtet haben. Zugegebenermaßen ist der Empfang im Augenblick durch den Mode-S-Betrieb und den ungünstigen Squintwinkel auf kurze Orbitabschnitte begrenzt, aber es gibt inzwischen auch Angebote, für alle, die nicht mit der eigenen Station dabei sein können.

S-Band-Empfang

Bislang wurden angesichts des hohen Squints und Fadings brauchbare Empfangergebnisse mit Spiegeln ab 60 cm Durchmesser berichtet. Solche Spiegel tauchen immer wieder auf Flohmärkten auf. Einen geeigneten Erreger beschreibt James Miller, G3RUH ( Download ). Mit ein bis zwei Windungen mehr auf der Erregerhelix ist er auch für die flacheren Offset-Spiegel für die TV-Satelliten zu verwenden (Elevation um den Offsetwinkel korrigieren!). Vorverstärker und Konverter gibt es im deutschsprachigen Raum inzwischen auch in einer größeren Auswahl für unterschiedliche dicke Geldbörsen von der Stange bei SSB-Electronic , Kuhne electronic oder SHF-Elektronik .

Telemetriedemodulation

Im Vergleich zu allen Softwarelösungen schneidet der Hardwaredemodulator von James Miller, G3RUH, in punkto Empfindlichkeit noch immer am besten ab. Nur bei sehr starken Frequenzschwankungen durch das Spinwobbling oder beim Magnetorquing rasten die Soundkarten-DSP-Lösungen besser auf den Träger ein. Unter den Softwarelösungen haben sich die Programme von Nino Porcino, IZ8BLY, Dave Page und Moe Wheatley, AE4JY als praktikabel bewährt. Die Software von IZ8BLY und OM Dave können die demodulierten Daten in Echtzeit an die P3T-Anzeigesoftware (s. u.) weiterleiten. AE4JYs Lösung loggt die Daten in eine P3T-kompatible Datei.
iz8bly.sysonline.it/P3D
wind.dave-page.com/psk400/
www.qsl.net/ae4jy/

Weitere Lösungen:
www.amsat-france.org
www.ife.ee.ethz.ch/~sailer/ham/p3d/ (auch LINUX-Version)

Telemetrieanzeige

Das einzige Programm, das aus den demodulierten Daten korrekte Anzeigewerte macht ist P3T von der AO-40 Kommandostation Stacey Mills, W4SM. Es kann über die COM-Schnittstelle des PCs die demodulierten Daten von einer Hardware (s.o.) empfangen, über eine rechnerinterne TCP/IP-Schnittstelle von IZ8BLYs und Dave Pages Programmen übernehmen oder von einem Server im Internet. Dabei kann das Programm selbst als ein solcher Server agieren. Doch dazu gleich mehr. Natürlich kann es Daten mitloggen, später aus Dateien einlesen und dann auswerten. Ein ausführliches Helpfile führt durch Setup und Bedienung.

Download der aktuellen Version unter:
www.cstone.net/~w4sm2/software2/P3t_AP.zip

Auf den Seiten des AMSAT-DL Warenvertriebs gibt es ein paar Tipps für ein leichteres Zusammenspiel zwischen Soundkartenprogrammen zur Demodulation und P3T.
www.amsat-dl.org/vertrieb/p3t

Eine Mac-taugliche AO-40 Telemetriesoftware gibt es als Beta-Version unter:
www.goldensquare.net/MacTLM/MacTLM.sit

Für Linux-Anwenderinnen und Anwender findet sich eine Lösung unter:
cacofonix.nt.tuwien.ac.at/~kkudielk/Linux/

Kein Empfang und doch Daten am Bildschirm

Das Internet macht es möglich: Selbst ohne eigene Empfangsanlage kann die AO-40 Telemetrie ausgewertet werden - unter Umständen sogar live! Auf dem Server der AMSAT-NA gibt es ein umfangreiches Archiv gespeicherter Telemetrie: www.amsat.org/amsat/ftp/telemetry/ao40/ . Die Dateien sind komprimiert (gezippt).

Live und Online kann man, dank der TCP/IP-Schnittstelle von P3T, Daten über einen zentralen Telemetrieserver erhalten. Er wurde von Ron Parise (WA4SIR, ex- Shuttle-Astronaut) auf dem Server des Goddard Amateur Radio Club eingerichtet. Wenn irgendwo auf der Welt gerade jemand Telemetrie empfängt, kann er sie an diesen Server senden, von wo alle anderen sie empfangen können. Derzeit sind es noch wenige Stationen, die als Datenlieferanten fungieren. Das Netzwerk dazu wird aber ständig größer. Das Einspeisen der Daten geht natürlich nur, wenn der Satellit überhaupt empfangbar ist (Squint, Hörbarkeit). Die Einstellungen in P3T für den Empfangsbetrieb vom zentralen Server sind rechts zu sehen.

Einer für alle - Daten ins Archiv und auf den Server

Wer nun zu den Glücklichen zählt, die bereits Telemetrie live direkt vom Satelliten empfangen können, sollte überlegen, sie allen anderen zur Verfügung zu stellen. Um die Datenfiles im Format des Programms P3T in das Archive zu stellen, muss einfach die entsprechende Datei Tyymmdd.raw gezippt und per e-Mail an ao40-archive@amsat.org geschickt werden. Und wer die Daten live in den zentralen Server senden will sollte sich mit einer kurzen Mail an OM Ron, WA4SIR wenden.

DL6DBN , 12.01.2001

Erläuterung der Orbitvorgänge

 Today we publish main information in German only. Almost the same information about orbital events has already been given on AMSAT-UK's AO-40 page . Mitsubishi has previously released an information about microwave-components an Phase-3D (now AO-40): www.mitsubishichips.com/press/releases/ms0205q.htm

 Nach dem AO-40 Statusbericht vom 8. Januar ist die Bitte nach einer Erläuterung der Orbitvorgänge gekommen. Anhand der vorliegenden Telemetrie und des Statusberichts ergibt sich grob folgendes Bild:

Durch den Masseverlust über das Leck wirken Kräfte auf AO-40, die zwei Effekte haben. Zum einen bewirkt die tangentiale Komponente eine Beschleunigung der Eigenrotation (Spin) des Satelliten. Dieser Komponente wird inzwischen durch das Magnetorquing begegnet. Zum anderen bewirkt die axiale Komponente im Perigäum zu einer Beschleunigung des Satelliten in Flugrichtung, im Apogäum hingegen zu einer Verzögerung. In Kombination führt dies zu einer Erhöhung des Exzentrizität und damit einem Absinken des Perigäums. Diesem Effekt kann, solange noch Masse (Treibstoff) zum Austritt aus dem Leck vorhanden ist, durch die Umlenkung des vorhandenen Schubs in eine Richtung mit positiver Wirkung auf den Orbit begegnet werden. Dies kann mit einer Lageänderung durch Magnetorquing erreicht werden. Aber auch mit dem Einsatz der Drallräder und/oder des ATOS-Triebwerks könnten entgegenwirkende Kräfte erzeugt werden. Die Lanzeitberechnungen zur Stabilität der Umlaufbahn von AO-40, über die wir am 5.1. berichteten, wurden noch ohne die Kenntnis dieser Bahneffekte erstellt.

Die Firma Mitsubishi hat übrigens vor einiger Zeit eine Pressenotiz veröffentlicht, die sich mit dem Einsatz von Mikrowellenkomponenten auf Phase-3D (jetzt AO-40) beschäftigt: www.mitsubishichips.com/press/releases/ms0205q.htm

DL6DBN , 10.01.2001

 AO-40 Statusbericht

Liebe Grüße,

seit meinem Bericht von Ende Dezember haben die Kommandostationen die Strategie verfolgt, die ich angekündigt hatte. Die oberste Priorität hatte die Untersuchung, welche Kommando-Uplinkkanäle verfügbar sind. Diese Arbeit war schwer, sehr zeitaufwendig und (für den Satelliten) wegen einiger unbekannten Größen etwas gefährlich. Die Kommandostationen haben eine ausgezeichnete Arbgeit geleistet!" Durch ihre vereinten Bemühungen kann ich nun die nachfolgenden Feststellungen berichten:

1. Nach einigen fehlgeschlagenen, blinden Sendeversuchen, um die Omni-Antennen in Apogäumsnähe zu testen, wurde der Scheduler aktiviert und so programmiert, dass ein Ausschluss weiterer Kommandos verhindert werden sollte. Diese Vorgehensweise erwies sich als weitsichtig. Der Schedulerbetrieb vollzog sich problemlos und es traten keine weiteren Anomalien auf.

2. Der Scheduler hat AO-40 durch eine Reihe von Modi geschaltet, aus denen das P3D-Team ableiten konnte, dass:

  • die V, U und L1 Empfänger arbeiten,
  • die V, U und L High-Gain-Antennen arbeiten,
  • die U und L Low-Gain/Omni-Antennen nicht funktionieren.
  • Der Status der V-Band Omni-Antenne muss noch abschließend festgestellt werden. Blinde Sendeveruche im Apogäum finden statt, während ich diesen Bericht schreibe.

3. Der V-Band-Sender wurde für eine MA-Einheit betrieben. Es zeigte sich eine markante Tempereraturerhöhung, aber es wurde kein Signal empfangen. Dies war ein Schnelltest, und das Ergebnis sollte nicht als endgültig angesehen werden. Weitere Tests werden nötig sein (einschließlich der Notwendigkeit zu untersuchen, ob die Matrix korrekt geschaltet war). Diese Tests müssen allerdings warten, bis die Spinrate verringert wurde, um sicher zu stellen, dass die Heat-Pipes des Satelliten die Wärmeverteilung über längere Zeiträume bewältigen können.

4. Das Magentorquing wurde gestartet, um den Spin zu reduzieren, und erste Anzeichen bestätigen eine Verringerung um etwa 0,5 Umdrehungen pro Minute, was grob den theoretischen Vorhersagen entspricht. Wir können annehmen, dass das System funktioniert. Um Erdsensordaten nutzen zu können, muss ein kleines zusätzliches Programm installiert werden, das Daten im Apogäum zur späteren Übermittlung speichert, wenn die Telemetrieübertragung möglich ist.

Was kommt als nächstes?

In den nächsten Tagen sollte das Lageregelungssystem wieder zu voller Funktionsfähigkeit zurückgebracht sein. Es wird eingesetzt werden, um den Spin auf ein Maß zu reduzieren, der die Funktion der Heat-Pipes gewährleistet und die Bedingungen für Lageänderungen erfüllt. Diese Änderungen werden durch den Sonnenwinkel notwendig, zur Verbesserung der Kommunikation und um den Effekt des anhaltenden Masseverlusts (durch ein vermutetes Leck im 400-N-Antriebsystem, Anm. der Redaktion ) auf die Perigäumshöhe zu vermindern. Neuere Modellrechnungen zeigen, dass der Masseverlust größer sein könnte als in meinen früheren Vermutungen; daher ist es sinnvoll, den erzeugten Schub für die Erhöhung der Perigäumshöhe zu verwenden (aktuell nimmt die Höhe noch ab). Sobald die Spin-/Lagesituation unter Kontrolle ist, werden wir die Untersuchung der anderen System fortsetzen. Dazu gehören:

  1. Untersuchung des Status des V-Band-Senders (gesteuerte Experimente)
  2. Untersuchung des Status des U-Band-Senders
  3. Untersuchung der Einsatzfähigkeit von ATOS (Arcjet), um herauszufinden, ob es zur Erreichung eines verbesserten Orbits eingeplant werden kann.
  4. Test der Drallräder, um festzustellen, ob AO-40 in die Dreiachsen- Stabilisierung gebracht werden kann, was die Auswirkungen des Verlusts der Omni- Antennen deutlich verringern würde.

Die momentanen Daten zeigen, dass trotz des Verlusts einiger Systeme von AO-40 keine weiteren Verschlechterungen nach dem Vorfall aufgetreten sind. Insbesondere falls ATOS und Dreiachsen-Stabilisierung noch verfügbar sind, wird AO-40 weiterhin einen Großteil der von ihm erwarteten Dienste für den Amatuerfunk bieten können.

Ich persönlich bin optimistisch und glaube, dass das Kommando- und Ingenieurteam eine gute Chance hat, AO-40 zu einem extrem nützlichen Amateurfunksatelliten zu machen.

73, Dr. Karl Meinzer , DJ4ZC

 AO-40 Statusreport

Greetings,

Since my report from late December, command stations have implemented the strategy which I had outlined. The first priority was to determine which command-uplink channels were available. This work was difficult, very time consuming (and for the satellite) somewhat dangerous due to the unknowns. The command stations did a magnificent job! Due to their combined efforts I can report the following findings:

1. After some blind transmissions to test the omni-antennas around apogee (that failed to produce a response), the scheduler was activated and programmed in such a way as to prevent lock-out. This strategy turned out to be very prudent and the scheduler-operation went smoothly and resulted in no additional anomalies.

2. The scheduler then took AO-40 through a number of modes, which allowed the P3D team to determine the following:

  • V, U and L-1 receivers work
  • V, U and L high-gain antennas work
  • U and L low-gain antennas do not work
  • the status of the V-band low-gain antenna has not been finally determined. Apogee blinds tests are in progress as I write this to accurately determine the status of this antenna

3. The V-band transmitter was operated for one MA-unit. It demonstrated a marked temperature increase, but no signal was heard. This was a quick-look test and this result should not be considered final. Further tests will be necessary (including the need to determine if the matrix was set properly). These tests will have to wait until the spin rate is reduced to ensure that the satellites heat-pipes will be able to handle the dissipation for extended periods.

4. Magnetorquing was started to reduce spin and the first indications are a loss of around 0.5 rpm - roughly consistent with theoretical predictions. We can conclude that the system works. In order to use Earth-sensing data, a small additional program needs to be installed which stores data at apogee for later recovery when telemetry reception becomes available.

What's next?

During the next days the attitude control system should be returned to full functionality. It will be used to reduce the spin to a value consistent with heat-pipe operation and also with the requirements to change attitude. These changes are necessary for sun-angle constraints, communication access and also to reduce the effect of our ongoing mass-loss on perigee altitude. Newer model calculations show that the mass loss could be larger than my previous estimates; thus it would be prudent to use the resulting thrust to increase perigee altitude (right now it is decreasing it). Once the spin/attitude situation is under control, we will continue the check-out of other systems (such as):

  1. Determine the status of the V-band transmitter (controlled experiments)
  2. Determine the status of the U-band transmitter
  3. Determine the serviceability of the ATOS (Arcjet) to determine if it can be planned on for a strategy toward an improved orbit
  4. Test the momentum wheels to determine if AO-40 can be put into a three-axis mode which would greatly reduce the impact of the loss of the omni-antennas

Present data so far indicates that although we have lost some systems in AO-40, there has been no further deterioration after the second incident. In particular, if ATOS and three-axis stabilization are still serviceable, AO-40 will still be able to produce a large fraction of the Amateur Radio service expected from it.

Personally, I am optimistic and I believe that the command- and engineering team stand a good chance of turning AO-40 into an extremely useful Amateur Radio satellite.

73, Dr. Karl Meinzer , DJ4ZC

AMSAT-DL , 08.01.2001

AO-40 - Bakenfrequenzen

 The measured beacon frequencies (see table below) were published. They were measured while RF testing in Kourou at 23° Celsius room temperature. Frequencies might change due to temperature, aging effects and launch vibration.

 Es wurden die gemessenen Bakenfrequenzen veröffentlicht. Sie wurden während der HF-Test in Kourou bei Raumtemperatur (23 ° C) gemessen. Die Frequenzen können sich aufgrund Temperatur, Alterung und Startvibrationen ändern.

AMSAT-OSCAR 40 Beacon Frequencies (as measured before launch)
TX  General Beacon Middle Beacon  Engineering Beacon 
V   145.899  
U 435.438 435.588 435.838
S1 2400.188 2400.338 2400.588
S2 2401.168 2401.318 2401.568
X 10450.975 10451.125 10451.375
Ka 24047.885 24048.035 24048.285
all frequencies are in MHz  

DL6DBN , 06.01.2001

Willkommen im Jahr 2001

 AO-40 command-stations are continuing their efforts to bring back AO-40 to a substantial life. Before any new transmitters or subsystems can be turned on, several questions must be answered. The main questions after AO-40's recovery are:

Signals of the S2 Middle Beacon can be heard on 2401.318 MHz +/- Doppler. The frequency was measured just before launch. Due to launch-vibrations and changes in temperature it might have drifted a bit. Doppler can be extreme at these frequencies, e. g. 28 kHz for AO-40 S-Band. Best reception is between MA 9 and 32 when squint is below 60 deg.

 Die Kommandostationen von AO-40 setzen ihre Bemühungen fort, den Satelliten wieder mit mehr Leben zu erfüllen. Bevor jedoch weitere Sender oder Systeme eingeschaltet werden, muss eine Reihe von Fragen geklärt werden. Die Hauptfragen nach der Wiederbelebung von AO-40 sind:

Die Signale der Mittleren Bake des S2-Senders kann um 2401,318 MHz +/- Doppler empfangen werden. Die Frequenz wurde vor dem Start gemessen. Als Folge von Vibrationen bei Start und Temperaturänderungen kann sie abeer etwas gewandert sein. Die Dopplerverschiebung kann bei diesen Frequenz sehr hoch sein, z. B. 28 kHz im AO-40-S-Band.

DL6DBN , 04.01.2001