Trasmissioni dati satellitari da un satellite casereccio

[vassili.veronesi]

Salve  io e dei miei amici stiamo progettando un satellite e ci chiedevamo come potevamo riuscire a farci trasmettere i dati presi dalla sonda ad una distanza di circa 400 Km.
Spero che voi mi sappiate aiutare.

[RadioMen]

Ciao. Premetto che non è stato specificato il tipo di sonda, ovvero il modo in qui lavora con i dati, ma a parte questo potreste farlo tramite APRS, è un sistema molto comune ad esempio per l'invio di dati dai palloni sonda, su sito della Bionics http://www.byonics.com trovi tutto il necessario, ovvero il TNC ed in particolare il TinyTrak4 e il modulo trasmettitore e se vi serve c'è anche il GPS, naturalmente se non avete esperienza con queste cose non sarà semplice far funzionare il tutto, si tratta di un sistema e di dispositivi usati soprattutto in ambito radioamatoriale e con costi contenuti si posso avere ottimi risultati, va però detto che 400 km non sono pochi e di conseguenza vi servirà un TX con una certa potenza oltre che di un'antenna adeguata, non conoscendo il vostro sistema però non so se ciò fa al caso vostro anche perché rimane il problema di interfacciare la sonda con tutto il sistema poiché questo nasce soprattutto per l'invio di dati tramite GPS, esistono comunque altre soluzioni più specifiche per la telemetria, dipende da tanti fattori e il tutto va in ogni caso studiato.

Al limite so che esistono anche moduli che lavorano tramite 4G.

[RadioMen]

Non ho ben capito se era questa la domanda o se intendevate dire che vi serve più semplicemente un trasmettitore e un'antenna per trasmettere il segnale a 400 km! Se mi date maggiori dettaglio posso dare maggiori spiegazioni

[Television]

Complimenti per il Satellite! Nemmeno io ho capito se vi serve un sistema per l'invio dei dati oppure di un sistema radio per coprire una certa distanza, intanto quanto è grande il satellite? se come un pallone a calcio non è che ci staranno molte cose all'interno per non parlare dell'antenna, forse sarà sufficiente un normale gommino per poter ricevere il segnale da lassù, la ISS https://amzn.to/3HKA7zT a volte la ricevo anche direttamente con il portatile per dire, anche se poi distanze e potenze vanno sempre valutate, qualche indicazione in più da parte tua sarebbe indispensabile.

....ma il satellite come lo metterete in orbita? fatemi sapere così preparo subito un bel ripetitore da mettere in orbita!

[vassili.veronesi]

comunque è un satellitino costituito dal modulo centrale del raspberry Pi 3 B il suo SENSE HAT, 5 fotocamere a 30 fps a 1080p e un modulo GPS e l'abbiamo configurato in modo che ogni ora trasmetta tutti i dati che ha raccolto, per ora abbiamo testato questa funzionalità con il bluetooth con un raspberry gemello e funziona perfettamente ma non sappiamo come trasmettere a lunghe distanza.

[RadioMen]

Capito, visto che si parlava di satelliti ho dato per scontata la telemetria, le cose sono comunque ancora più complicate del previsto, con il bluetooth naturalmente non potrai fare nulla di meglio quanto già lo faccia visto che con questo sistema si possono coprire solo brevissime distanze, se fai 100 metri sarà già un record, dovresti invece utilizzare un collegamento Wi-Fi, se pensi che attualmente il record mondiale è di 382 chilometri è tutto un dire, certo qui parliamo a livello del terreno ma da lassù tutto è più facile ma sta di fatto che 400 km sono una enormità e di certo non lo fai montando il tutto su di un satellitino poiché qui si parla di strumenti, antenna compresa, non proprio piccoli e leggeri.

Concludendo, la tua domanda è: Posso trasmettere i dati presi dalla sonda ad una distanza di circa 400 Km! la mia risposta sarà: Esagerato!! Mi sembra che pretendi un tantino troppo, non che non sia possibile farlo soprattutto se il dispositivo si trovasse nello spazio, ma visto che immagino nello spazio non ci andrà mai  ...ci siamo capiti no!!....  magari con un trasmettitore per le onde corte così potrai sfruttare la propagazione ma ti occorrano antenne enormi e tanta potenza, oppure tramite un modulo per telefonia satellitare che ti ritrasmetta così il segnale a terra, insomma avrai capito che non si tratta di una cosa di poco conto da progettare in compagnia nella propria stanza.

[vassili.veronesi]

Si io ho detto circa 400 Km ma perche è l'altezza media ma anche sui 300 Km potrebbe andare bene. Se sapete come farlo vi dispiace di metterci in contatto in privato in modo che cosi magari ci lavoriamo in modo un po più diretto.
Grazie

[Television]

400 o 300 chilometri sono sempre tanti, ti servirebbe un trasmettitore di una certa potenza ed un'antenna non esattamente miniaturizzata, per cominciare escluderei un trasmettitore tradizionale perché per poterlo abbinare alla scheda a sua volta collegata al Raspberry https://amzn.to/2PuOhIC servirebbe un sistema fatto su misura, per qui punterei sul Wi-Fi, pensavo ad un'antenna direttiva o al limite una verticale da abbinare anche ad un amplificatore lineare Wi-Fi in modo da ottenere qualcosa di simile alla prima foto, insomma un contenitore che contenga tutto tipo Hotspot per capirci, per il resto, al massimo noi radioamatori quando facciamo collegamenti verso i satelliti usiamo delle antenne non proprio piccole e non di certo da lanciare nello spazio, per non parlare poi del fatto che dipende anche se il satellite sarà geostazionario o polare, se ruota attorno alla terra tutto sarà più difficile perché servirebbe un sistema di tracking e ad ogni modo mancano dei riferimenti invece tipici dei collegamenti terrestri, se io dovessi coprire 400 km saprei già come muovermi ma se dovessi fare un trasmettitore che invia segnali dallo spazio non avrei punti di riferimento per mancanza di prove precedenti, il che non mi sembra strano visto l'argomento insolito, chissà, magari con un semplice access point con la sua antennina il segnale arriverebbe comunque!

[vassili.veronesi]

Ma a livello informatico invece come si fa ad abbinare l'antenna ricevente al trasmettitore. E sopratutto come faccio a dire al computer "cerca il satellite e se lo trovi trasmetti i dati".
Vi faccio anche queste domande perché non sono un radio amatore sono un ragazzo che ha l'hobby del razzi modellismo finora ho spedito al massimo fino a 50-60km e forse sono riuscito a fare un bel razzino che arriverebbe a 250-300 km e mi sembrava brutto lanciarlo senza niente.

[Television]

L'antenna la si collega al trasmettitore tramite un cavo coassiale "centrale e massa" tutto qua, naturalmente l'antenna deve risuonare sulla stessa "o quasi" frequenza del trasmettitore.

E sopratutto come faccio a dire al computer "cerca il satellite e se lo trovi trasmetti i dati".

Questo dipende dal software di gestione del tuo modulo con i sensori, è appunto per questo che in precedenza parlavo di un sistema su misura, ammettiamo che vuoi trasmettere i dati tramite Wi-Fi, ti servirà un programma che comunica con la scheda dati per poi inviarli tramite Wi-Fi. Attualmente mi dicevi di farlo tramite bluetooth, bene, se il software che usi ha la possibilità di usare anche una scheda Wi-Fi sei a posto ma in caso contrario dovrai cercare o programmarti da solo un software apposito.

Mettiamola così, visto che al bluetooth dovrai rinunciare visto che un sistema a cortissimo raggio e dando per scontato che potrai usare il Wi-Fi potresti fare in questo modo, usi una normale chiavetta Wi-Fi da collegare al Raspberry, poi visto che un'antenna serie è troppo grande per essere lanciato con il razzo, ne usi una normale tipo quelle che ci sono negli access point, a questo punto compensi la cosa usando un'antenna direttiva a terra (tipo quella della foto precedente), in modo così da avere una buona ricezione, di certo non farai 400 chilometri però molte decine e anche di più le farai di sicuro il che è sempre meglio del nulla del bluetooth, poi se vuoi di più allora vuoi troppo, inoltre più che un razzo ti ci vorrebbe un astronave per portare lassù eventuale materiale pesante, tieni anche presente che con dei sistemi seri ti servirebbe come minimo una batteria tipo quelle dei motorini.

Comunque complimenti per i tuoi lanci, speriamo anche che non cada in testa a qualcuno!

[tmmlrd]

Il satellite casalingo mi mancava, ma so che i Cubesat sono relativamente economici (lanciarli in orbita costa poche decine di migliaia di euro) e probabilmenete anche relativamente semplici da realizzare, anzi ora che lo dici mi fai venire la curiosità di approfondire...
C'è comunque un aspetto che mi lascia perplesso ed è quello della resistenza alle radiazioni della componentistica elettronica. Già a 400 km dialtezzza l'effetto di schermo dell'atmosfera non c'è e protoni ed elettroni ad alta energia, oltre a ioni più pesanti, girano indisturbati "bucando" il silicio che è un piacere. Per questo tutti i componenti elettronici dei satelliti scientifici e commerciali devono essere appositamente qualificati (anche) per la resistenza alle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Ne so qualcosa per motivi professionali... vero è che un satellite casalingo non penso abbia i requisiti di durata e affidabilità dei fratelli maggiori, anche se spendere diverso tempo e soldi per vederlo guastarsi subito deve essere piuttosto frustrante...
Comunque buona fortuna, facci sapere come procede. È un'impresa unica nel suo genere, che io sappia. Finora il massimo che avevo sentito erano scuole e università, mai sentito prima d'ora un privato che volesse costruirsi il satellite "domestico" 

[RadioMen]

Anche a me verrebbe voglia di mettere in orbita qualcosa, magari un beacon APRS, sarebbe una bella soddisfazione ma mi sa che non è un impresa da poco!

[Luciano]

400 chilometri sono troppiiiii e poi dovresti come minimo avere delle celle solari per caricare una batteria sicuramente non piccola e leggera, più lontano si vuole irradiare il segnale più potenza ci vuole e più grande sarà l'antenna, di certo il sistema che servirebbe a te non sarà con l'antenna invisibile del dispositivo bluetooth

[charles_forever]

Comunque, le sonde Marziane inviate dalla NASA hanno potenze dell'ordine dei 15 Watt. Secondo me, con un trasmettitore da 5 GHz o giù di lì, con mezzo Watt arriva tranquillamente a Terra da 400 Km. I problemi sono: il puntamento; il moto orbitale, per cui ci vuole un'antenna a Terra con rotore circolare e azimutale; la fonte di energia (batteria al litio ricaricata da pannello solare; l'antenna trasmittente (parabola? Yagi? log-periodica? dipoli? collineare?...).
C'è da farsi un cul0 zenitazimutale, ma si potrebbe fare...

Charles