QO-100: Začíname s geostacionárnym amatérskym satelitom

Predstavte si: stlačíte tlačidlo PTT, váš signál letí 36 000 kilometrov do vesmíru, zachytí ho satelit a odrazí späť na Zem — od Brazílie po Indiu, od Škandinávie po Južnú Afriku. A to nie len na pár minút ako pri LEO satelite, ale nepretržite 24 hodín denne, 365 dní v roku. Vitajte na QO-100, prvom a jedinom geostacionárnom amatérskom satelite na svete.

Čo je QO-100?

QO-100 — oficiálne Qatar-OSCAR 100 — je amatérsky rádiový transpondér na palube katarského komunikačného satelitu Es’hail-2. Satelit bol vypustený 15. novembra 2018 raketou SpaceX Falcon 9 a vyrobila ho Mitsubishi Electric. Nachádza sa na geostacionárnej pozícii 25,9° Východ a má projektovanú životnosť najmenej 15 rokov.

Výnimočné na tom je: okrem komerčných transpondérov pásma Ku a Ka nesie Es’hail-2 aj dva amatérske transpondéry, vyvinuté organizáciou AMSAT-DL v spolupráci s katarskou amatérskou rádiovou spoločnosťou QARS. Ide o vôbec prvý náklad pre amatérsky provoz na geostacionárnej obežnej dráhe — technická premiéra, na ktorú komunita čakala desiatky rokov.

Technické parametre na prvý pohľad

Satelit	Es’hail-2 (komerčný názov), QO-100 (amatérsky názov)
Prevádzkovateľ	Es’hailSat (Katar), amatérsky transpondér: AMSAT-DL / QARS
Výrobca	Mitsubishi Electric (platforma DS2000)
Štart	15. novembra 2018, SpaceX Falcon 9 z Kennedy Space Center LC-39A
Obežná dráha	Geostacionárna, 25,9° Východ
Projektovaná životnosť	≥ 15 rokov (do roku 2033 alebo dlhšie)
Pokrytie	Európa, Afrika, Blízky Východ, India, Východná Brazília, Thajsko
Elevačný uhol OE	cca 34° (podľa QTH)
Azimut OE	cca 160° (juh-juhovýchod)

Dva transpondéry v detaile

QO-100 ponúka dva úplne odlišne navrhnuté transpondéry:

Úzkopásmový transpondér (NB)

• Šírka pásma: 250–500 kHz (podľa spôsobu merania)
• Uplink: 2400,050 – 2400,300 MHz (pásmo 13 cm)
• Downlink: 10489,550 – 10489,800 MHz (pásmo 3 cm)
• Polarizácia: Uplink RHCP, Downlink vertikálna
• Prevádzkové druhy: SSB, CW, FT8/FT4, FreeDV, HSModem
• Pozemná stanica: od 75cm paraboly a ~5 W na feede

Širokopásmový transpondér (WB)

• Šírka pásma: 8 MHz
• Uplink: 2401,500 – 2409,500 MHz (pásmo 13 cm)
• Downlink: 10491,000 – 10499,000 MHz (pásmo 3 cm)
• Prevádzkové druhy: DVB-S2 (DATV), experimentálne digitálne formáty
• Pozemná stanica: cca 2,4m parabola a ~100 W EIRP

Úzkopásmový transpondér je ihrisko pre „bežného” rádioamatéra: SSB tu znie čisto, s nízkym šumom a prakticky bez oneskorenia (oneskorenie signálu ~270 ms). Širokopásmový transpondér je naopak čisto experimentálny priestor pre nadšencov DATV, ktorí posielajú domáce televízne signály cez pol planéty.

Video: Úvod do QO-100 (RSGB Tonight @ 8)

Dom Smith M0BLF poskytol v rámci webinárového večera RSGB „Tonight @ 8″ vynikajúci úvod do prevádzky na QO-100. Takmer 60 minút kompletného prehľadu — od antény až po softvér. Povinné sledovanie pre všetkých, ktorí to myslia vážne:

Pokrytie: Od Brazílie po Thajsko

Ako geostacionárny satelit pokrýva QO-100 obrovskú oblasť: celú Európu, Afriku, Blízky Východ, indický subkontinent, východnú časť Brazílie a časť Antarktídy obrátené k Afrike. Z Rakúska je elevačný uhol približne 34 stupňov — dostatočne pohodlný pre balkónové a záhradné antény. Azimut je približne 160° (juh-juhovýchod).

To znamená: od Viedenského lesa po Kapské Mesto, od Reykjavíku po Bangkok dosiahnete jedným QSO pol planéty. DX expedície zo Zambie, Maurícia alebo Palestíny sú tu rovnako normálne ako priateľské QSO s OE stanicami na susednej frekvencii.

Čo potrebujem pre pozemnú stanicu?

Príjem QO-100 je prekvapivo jednoduchý a lacný. Vysielacia prevádzka vyžaduje trochu viac úsilia. Tu je prehľad:

Iba príjem (od ~50 EUR)

• Satelitná anténa: Štandardná SAT parabola od 60 cm postačí (použitá: 5–20 EUR)
• Modifikovaný LNB: Bežný Ku-Band LNB modifikovaný externým 25MHz referenčným oscilátorom (napr. TCXO) pre stabilné frekvencie — alebo priamo kúpiť Bullseye LNB s interným TCXO (~40 EUR)
• Bias-T: Napája LNB cez koax 13 V DC (~10 EUR)
• RTL-SDR alebo SDRplay: Ako prijímač na medzifrekvenčnom výstupe LNB (~30 EUR)
• SDR Console: Bezplatný softvér od Simona Browna je štandardným nástrojom pre príjem QO-100

Vysielacia a prijímacia prevádzka (od ~300–800 EUR)

• Parabolická anténa: 60–80 cm pre SSB, 80–120 cm pre DATV
• Upkonverter alebo Transverter: Prevádza 2m alebo 70cm signál na 2,4 GHz (napr. DX Patrol Upconverter, SG-Lab 13-cm-Transverter)
• Výkonový zosilňovač: 2–5 Wattov na 2,4 GHz stačí pre SSB prevádzku; 20 W pre pohodlné DX
• Feed: POTY (Patch of the Year) je najobľúbenejšia anténa v ohnisku paraboly — môže súčasne vysielať (2,4 GHz) a prijímať (10 GHz). Alternatíva: DC8PAT Helix (Ice Cone)
• SSB Transceiver: Bežný KV, VHF alebo SAT transceiver ako ZF zdroj — zvlášť obľúbený: Icom IC-9700 v SAT móde alebo Adalm-Pluto SDR

Náš OE projekt na GitHube: oehamradiorepo/qo100

Kto hľadá konkrétny, replikovateľný stavebný plán, nájde v otvorenom repozitári oehamradiorepo/qo100 niekoľko proof-of-concept zostáv, zdokumentovaných Chrisom (OE8CKK) a Michaelom (OE8YML). Prvá varianta bola zostavená a zdokumentovaná v shacku Petra (OE8PPL) — vrátane kusovníka, schémy zapojenia a fotografií.

Proof-of-Concept 1: Zostava s IC-9700 u OE8PPL

Prvá zdokumentovaná varianta využíva transceiver Icom IC-9700. Trik spočíva v tom: keď je IC-9700 prepnutý do SAT módu, mikrokontrolér ESP32 deteguje stav a automaticky prepne koaxiálne relé, ktoré vedie 70cm signál z transceivera do QO-100 boxu. Tam je pomocou SG-Lab transvertera zmixovaný na 2,4 GHz, utlmený o 6 dB a následne zosilnený 20W PA. Zosilnený signál potom ide krátkym koaxiálnym káblom na anténu DC8PAT Helix (Ice Cone) v ohnisku 80cm SAT paraboly. Súbežne prijíma Bullseye LNB cez Bias-T a RTL-SDR dongle downlink na 10 GHz — spracovávaný v SDR Console na PC.

Kusovník (Bill of Material) — celkové náklady cca 780 EUR

Komponent	Cena	Poznámka
ESP32 Microcontroller	3–5 €	Arduino alebo podobné zariadenie je tiež vhodné
Koaxiálne relé	110 €	Pre prepínanie Sat/Non-Sat
SG-Lab 13-cm-Transverter	190 €	Srdce uplinku
SG-Lab 13-cm-PA V2	140 €	Pri V3-PA použite prosím –15 dB útlmový článok
6 dB útlmový článok	6 €	Ochrana medzi transvertorom a PA
DC-Boost-Converter	6–10 €	Kondenzátor 35 V / 4700 µF pre vyhladzenie paralelne
Bias-T	10–15 €	Napája LNB cez koax
RTL-SDR Stick	40 €	Akýkoľvek bežný RTL-Stick
Bullseye LNB	40–50 €	Interná TCXO pre stabilitu frekvencie
DC8PAT Ice Cone Helix	100 €	Alebo DIY s 3D tlačiarňou + medený drôt
Vodonepriepustné puzdro	70 €	Montovateľné v blízkosti antény
Káble, poistky, príslušenstvo	~50 €	Hrubý odhad
Súčet (pri nákupe nového)	~780 €	Menej s bastlírňou a DIY

QO-100 box v praxi

Repozitár stále rastie — Proof-of-Concept 2 (minimálna prenosná zostava) a Proof-of-Concept 3 (na báze Adalm-Pluto) sú v príprave. Pull requesty, issues a vlastné varianty sú výslovne vítané. Cieľ: rastúca, verejne zdokumentovaná referenčná príručka pre OE rádioamatérov, ktorí chcú prevádzkovať geostacionárny satelit.

Prevádzkové druhy na QO-100

Na úzkopásmovom transpondéri je čilá prevádzka:

• SSB: Hlavný prevádzkový druh — SSB QSO znie krištáľovo čisto, takmer ako na repeateri
• CW: V dolnej časti transpondéra, celkom klasicky
• FT8/FT4: Pre slabé signály, automatické DX a vyplnenie denníka
• FreeDV: Digitálny prenos hlasu s voľným kodekom Codec2
• HSModem: Vysokorýchlostný modem vyvinutý AMSAT-DL pre prenos obrazu a dát cez úzkopásmový transpondér (až 7200 bit/s)

Na širokopásmovom transpondéri sa vysiela najmä DATV — digitálna televízia v prekvapujúcej kvalite. Kto raz sedel „naživo pred kamerou” v DATV QSO a videl sa z Maurícia, Kyjeva alebo Káhiry, na to nezabudne.

Video: Prezentácia AMSAT-DL k Es’hail-2

Achim Vollhardt DH2VA z AMSAT-DL predstavil na AMSAT-UK Colloquium 2019 históriu vzniku a techniku za QO-100 — priamo od ľudí, ktorí projekt navrhli a realizovali. Je fascinujúce, ako sa z nápadu stal fungujúci geostacionárny amatérsky rádiový provoz:

QO-100 bez vlastnej antény: WebSDR

Kto si chce najprv vyskúšať, môže transpondér QO-100 počúvať cez WebSDR — úplne bez vlastného hardvéru. Najznámejší je WebSDR na stanici Goonhilly Earth Station v Cornwalle (Anglicko), prevádzkovaný BATC. Stačí otvoriť v prehliadači, kliknúť na „Narrowband” a sledovať medzinárodnú SSB prevádzku. Pre DATV je k dispozícii samostatný Wideband Viewer.

Tak môžete sledovať vlastný uplink v reálnom čase, keď už vysielate — neoceniteľná výhoda pri kalibrácii vlastnej stanice.

QO-100 v Rakúsku

V Rakúsku existuje aktívna QO-100 komunita. V oblasti OE3 prebieha projekt pre núdzovú a katastrofálnu komunikáciu (NOT-/KAT), v rámci ktorého sa vyvíja rýchlo nasaditeľná satelitná pozemná stanica pre krízovú komunikáciu. Cieľ: aj keď zlyhá celá pozemská infraštruktúra, zachová sa komunikačné spojenie prostredníctvom QO-100.

V rámci každoročného AOEE (All Austrian Emergency Exercise) je transpondér QO-100 pravidelne využívaný pre núdzové cvičenia. Tak sa testujú nielen technické prostriedky, ale aj postupy pre prípad skutočnej núdze. V Korutánsku (OE8) aktívne experimentujú s geostacionárnym satelitom Peter (OE8PPL), Chris (OE8CKK) a Michael (OE8YML) a dokumentujú svoje výsledky v oehamradiorepo na GitHube.

Tipy pre začiatočníkov

1. Najprv prijímať: Začnite so starou SAT parabolou a RTL-SDR. Tak spoznáte transpondér bez toho, aby ste museli veľa investovať.
2. Stabilizácia LNB: Bežný LNB sa teplotne posúva. TCXO modifikácia alebo LNB s externým referenčným vstupom (napr. Bullseye 10 GHz LNB) je nutnosťou pre stabilný príjem.
3. Dodržujte bandplán: AMSAT-DL má podrobný bandplán so segmentmi CW, digi a SSB. Dodržujte ho — transpondér je spoločným statkom.
4. Výkon pod kontrolou: QO-100 je lineárny transpondér — prebudenie ruší všetkých ostatných používateľov. Kontrolujte vlastný výkon na downlink waterfalldiagrame. Ako základné pravidlo: nikdy nevysielať silnejší signál ako maják (beacon).
5. Vodonepriepustný feed: Kto inštaluje anténu vonku, musí urobiť feedpoint vodonepriepustným — signály 2,4 GHz sú citlivé na vodu v koaxiálnom konektore.
6. Najprv počúvajte na WebSDR: Predtým ako si kúpite vlastnú stanicu, počúvajte pár hodín na BATC-WebSDR. Získate tak pocit pre etiketu, prevádzkové druhy a šírku pásma.

Reálne náklady

Na rozdiel od toho, čo mnohí veria, QO-100 nie je drahší ako slušná KV stanica. Pre začiatok s čistým príjmom stačí 50–80 EUR. Kompletná vysielacia/prijímacia stanica stojí 400–800 EUR v závislosti od ambícií — porovnateľné so strednou triedou mobilného telefónu alebo tak-tak-slušnou KV výkonovou koncovkou. Za to dostanete 24/7 svetové DX, ktoré funguje nezávisle od čísla slnečných škvŕn, ročného obdobia a dennej doby. Pre mnohých OE rádioamatérov, ktorí bývajú v úzkych dolinách alebo nemôžu z dôvodu HOA inštalovať veľkú KV anténu, je QO-100 jedinou reálnou šancou na svetové DX.

Záver

QO-100 je jednou z najfascinujúcejších možností v rádioamatérstve. Transpondér, ktorý je nepretržite k dispozícii, pokrýva pol kontinentu a možno ho prevádzkovať s relatívne skromným vybavením — to tu ešte nebolo. A s plánovanou životnosťou do roku 2033 zostáva ešte veľa času na experimenty. Kto sa pozerá na krátke vlny a frustruje ho zlé podmínky, mal by QO-100 rozhodne dať šancu — parabola na balkóne sa seradí rýchlejšie, ako si človek myslí.

Ďalšie odkazy

• oehamradiorepo/qo100 — Náš OE projekt na GitHube
• AMSAT-DL — Projektová stránka QO-100 (vývojári transpondéra)
• AMSAT-UK — Es’hail-2 / QO-100 Technické údaje
• QO-100 WebSDR (Goonhilly / BATC)
• SDR Console — Konfigurácia pre Es’hail-2
• AMSAT-DL: Bandplán NB transpondéra a prevádzkové pokyny

73 – redakcia oeradio.at

---

Poznámka k transparentnosti

Tento článok bol pripravený a napísaný s pomocou KI (Claude, Anthropic) na základe verejne dostupných zdrojov od AMSAT-DL, AMSAT-UK, BATC a otvoreného repozitára projektu oehamradiorepo/qo100. Štartovacia fotografia Es’hail-2 pochádza od SpaceX a je pod licenciou CC0 (Public Domain). Projektové fotografie a schéma konceptu pochádzajú z oehamradiorepo a sú znovu použité so súhlasom autorov (OE8CKK, OE8YML). Kontakt: [email protected]