QO-100: Začínáme s geostacionárním amatérským satelitem

Představte si: stisknete tlačítko PTT, váš signál letí 36 000 kilometrů do vesmíru, zachytí ho satelit a odrazí zpět na Zem — od Brazílie po Indii, od Skandinávie po Jižní Afriku. A to ne jen na pár minut jako u LEO satelitu, ale nepřetržitě 24 hodin denně, 365 dní v roce. Vítejte u QO-100, prvního a jediného geostacionárního amatérského satelitu na světě.

Co je QO-100?

QO-100 — oficiálně Qatar-OSCAR 100 — je amatérský rádiový transpondér na palubě katarského komunikačního satelitu Es’hail-2. Satelit byl vypuštěn 15. listopadu 2018 raketou SpaceX Falcon 9 a vyrobila ho Mitsubishi Electric. Nachází se na geostacionární pozici 25,9° Východ a má projektovanou životnost nejméně 15 let.

Výjimečné na tom je: kromě komerčních transpondérů pásma Ku a Ka nese Es’hail-2 také dva amatérské transpondéry, vyvinuté organizací AMSAT-DL ve spolupráci s katarskou amatérskou rádiovou společností QARS. Jde o vůbec první náklad pro amatérský provoz na geostacionární oběžné dráze — technická premiéra, na kterou komunita čekala desítky let.

Technické parametry na první pohled

Satelit	Es’hail-2 (komerční název), QO-100 (amatérský název)
Provozovatel	Es’hailSat (Katar), amatérský transpondér: AMSAT-DL / QARS
Výrobce	Mitsubishi Electric (platforma DS2000)
Start	15. listopadu 2018, SpaceX Falcon 9 z Kennedy Space Center LC-39A
Oběžná dráha	Geostacionární, 25,9° Východ
Projektovaná životnost	≥ 15 let (do roku 2033 nebo déle)
Pokrytí	Evropa, Afrika, Blízký Východ, Indie, Východní Brazílie, Thajsko
Elevační úhel OE	cca 34° (dle QTH)
Azimut OE	cca 160° (jih-jihovýchod)

Dva transpondéry v detailu

QO-100 nabízí dva zcela odlišně navržené transpondéry:

Úzkopásmový transpondér (NB)

• Šířka pásma: 250–500 kHz (dle způsobu měření)
• Uplink: 2400,050 – 2400,300 MHz (pásmo 13 cm)
• Downlink: 10489,550 – 10489,800 MHz (pásmo 3 cm)
• Polarizace: Uplink RHCP, Downlink vertikální
• Provozní druhy: SSB, CW, FT8/FT4, FreeDV, HSModem
• Pozemní stanice: od 75cm paraboly a ~5 W na feedu

Širokopásmový transpondér (WB)

• Šířka pásma: 8 MHz
• Uplink: 2401,500 – 2409,500 MHz (pásmo 13 cm)
• Downlink: 10491,000 – 10499,000 MHz (pásmo 3 cm)
• Provozní druhy: DVB-S2 (DATV), experimentální digitální formáty
• Pozemní stanice: cca 2,4m parabola a ~100 W EIRP

Úzkopásmový transpondér je hřiště pro „běžného” radioamatéra: SSB zde zní čistě, s nízkým šumem a prakticky bez zpoždění (zpoždění signálu ~270 ms). Širokopásmový transpondér je naopak čistě experimentální prostor pro nadšence do DATV, kteří vysílají domácí televizní signály přes půl planety.

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

Dom Smith M0BLF poskytl v rámci webinářového večera RSGB „Tonight @ 8″ vynikající úvod do provozu na QO-100. Téměř 60 minut kompletního přehledu — od antény až po software. Povinné sledování pro všechny, kteří to myslí vážně:

Pokrytí: Od Brazílie po Thajsko

Jako geostacionární satelit pokrývá QO-100 obrovskou oblast: celou Evropu, Afriku, Blízký Východ, indický subkontinent, východní část Brazílie a část Antarktidy obrácené k Africe. Z Rakouska je elevační úhel přibližně 34 stupňů — dostatečně pohodlný pro balkonové a zahradní antény. Azimut je přibližně 160° (jih-jihovýchod).

To znamená: od Vídeňského lesa po Kapské Město, od Reykjavíku po Bangkok dosáhnete jedním QSO na půl planety. DX expedice ze Zambie, Mauritiu nebo Palestiny jsou zde stejně normální jako přátelské QSO s OE stanicemi na sousední frekvenci.

Co potřebuji pro pozemní stanici?

Příjem QO-100 je překvapivě jednoduchý a levný. Vysílací provoz vyžaduje trochu více úsilí. Zde je přehled:

Pouze příjem (od ~50 EUR)

• Satelitní anténa: Standardní SAT parabola od 60 cm stačí (použitá: 5–20 EUR)
• Modifikovaný LNB: Běžný Ku-Band LNB modifikovaný externím 25MHz referenčním oscilátorem (např. TCXO) pro stabilní frekvence — nebo přímo koupit Bullseye LNB s interním TCXO (~40 EUR)
• Bias-T: Napájí LNB přes koax 13 V DC (~10 EUR)
• RTL-SDR nebo SDRplay: Jako přijímač na mezifrekvenčním výstupu LNB (~30 EUR)
• SDR Console: Bezplatný software od Simona Browna je standardním nástrojem pro příjem QO-100

Vysílací a přijímací provoz (od ~300–800 EUR)

• Parabolická anténa: 60–80 cm pro SSB, 80–120 cm pro DATV
• Upkonverter nebo Transverter: Převádí 2m nebo 70cm signál na 2,4 GHz (např. DX Patrol Upconverter, SG-Lab 13-cm-Transverter)
• Výkonový zesilovač: 2–5 Wattů na 2,4 GHz stačí pro SSB provoz; 20 W pro pohodlné DX
• Feed: POTY (Patch of the Year) je nejoblíbenější anténa v ohnisku paraboly — může současně vysílat (2,4 GHz) a přijímat (10 GHz). Alternativa: DC8PAT Helix (Ice Cone)
• SSB Transceiver: Běžný KV, VHF nebo SAT transceiver jako ZF zdroj — zvláště oblíbený: Icom IC-9700 v SAT módu nebo Adalm-Pluto SDR

Náš OE projekt na GitHubu: oehamradiorepo/qo100

Kdo hledá konkrétní, replikovatelný plán stavby, najde v otevřeném repozitáři oehamradiorepo/qo100 několik proof-of-concept sestav, zdokumentovaných Chrisem (OE8CKK) a Michaelem (OE8YML). První varianta byla sestavena a zdokumentována v shacku Petera (OE8PPL) — včetně kusovníku, schématu zapojení a fotografií.

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

První zdokumentovaná varianta využívá transceiver Icom IC-9700. Trik spočívá v tom: když je IC-9700 přepnut do SAT módu, mikrokontrolér ESP32 detekuje stav a automaticky přepne koaxiální relé, které vede 70cm signál z transceiveru do QO-100 boxu. Tam je pomocí SG-Lab transverteru smíchán na 2,4 GHz, utlumen o 6 dB a následně zesílen 20W PA. Zesílený signál pak putuje krátkým koaxiálním kabelem na anténu DC8PAT Helix (Ice Cone) v ohnisku 80cm SAT paraboly. Souběžně přijímá Bullseye LNB přes Bias-T a RTL-SDR dongle downlink na 10 GHz — zpracovávaný v SDR Console na PC.

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

Komponenta	Cena	Poznámka
ESP32 Microcontroller	3–5 €	Arduino nebo podobné zařízení je také vhodné
Koaxiální relé	110 €	Pro přepínání Sat/Non-Sat
SG-Lab 13-cm-Transverter	190 €	Srdce uplinku
SG-Lab 13-cm-PA V2	140 €	U V3-PA použijte prosím –15 dB útlumový článek
6 dB útlumový článek	6 €	Ochrana mezi transvertorem a PA
DC-Boost-Converter	6–10 €	Kondenzátor 35 V / 4700 µF pro vyhlazení paralelně
Bias-T	10–15 €	Napájí LNB přes koax
RTL-SDR Stick	40 €	Jakýkoli běžný RTL-Stick
Bullseye LNB	40–50 €	Interní TCXO pro stabilitu frekvence
DC8PAT Ice Cone Helix	100 €	Nebo DIY s 3D tiskárnou + měděný drát
Voděodolné pouzdro	70 €	Montovatelné v blízkosti antény
Kabely, pojistky, příslušenství	~50 €	Hrubý odhad
Součet (při nákupu nového)	~780 €	Méně s bastlírnou a DIY

QO-100 box v praxi

Repozitář stále roste — Proof-of-Concept 2 (minimální přenosná sestava) a Proof-of-Concept 3 (na bázi Adalm-Pluto) jsou v přípravě. Pull requesty, issues a vlastní varianty jsou výslovně vítány. Cíl: rostoucí, veřejně zdokumentovaná referenční příručka pro OE radioamatéry, kteří chtějí provozovat geostacionární satelit.

Provozní druhy na QO-100

Na úzkopásmovém transpondéru je čilý provoz:

• SSB: Hlavní provozní druh — SSB QSO zní křišťálově čistě, téměř jako na repeateru
• CW: V dolní části transpondéru, zcela klasicky
• FT8/FT4: Pro slabé signály, automatické DX a vyplnění deníku
• FreeDV: Digitální přenos hlasu s volným kodekem Codec2
• HSModem: Vysokorychlostní modem vyvinutý AMSAT-DL pro přenos obrazu a dat přes úzkopásmový transpondér (až 7200 bit/s)

Na širokopásmovém transpondéru se vysílá především DATV — digitální televize v překvapivé kvalitě. Kdo jednou seděl „živě před kamerou” v DATV QSO a uviděl se z Mauritiu, Kyjeva nebo Káhiry, na to nezapomene.

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

Achim Vollhardt DH2VA z AMSAT-DL představil na AMSAT-UK Colloquium 2019 historii vzniku a techniku za QO-100 — přímo od lidí, kteří projekt navrhli a realizovali. Je fascinující, jak se z nápadu stal fungující geostacionární amatérský rádiový provoz:

QO-100 bez vlastní antény: WebSDR

Kdo si chce nejprve vše vyzkoušet, může transpondér QO-100 poslouchat přes WebSDR — zcela bez vlastního hardwaru. Nejznámější je WebSDR na stanici Goonhilly Earth Station v Cornwallu (Anglie), provozovaný BATC. Stačí otevřít v prohlížeči, kliknout na „Narrowband” a sledovat mezinárodní SSB provoz. Pro DATV je k dispozici samostatný Wideband Viewer.

Tak můžete sledovat svůj vlastní uplink v reálném čase, pokud již vysíláte — neocenitelná výhoda při kalibraci vlastní stanice.

QO-100 v Rakousku

V Rakousku existuje aktivní QO-100 komunita. V oblasti OE3 probíhá projekt pro nouzovou a katastrofální komunikaci (NOT-/KAT), v rámci něhož je vyvíjena rychle nasaditelná satelitní pozemní stanice pro krizovou komunikaci. Cíl: i pokud selže veškerá pozemní infrastruktura, zachová se komunikační spojení prostřednictvím QO-100.

V rámci každoročního AOEE (All Austrian Emergency Exercise) je transpondér QO-100 pravidelně využíván pro nouzová cvičení. Tak se testují nejen technické prostředky, ale i postupy pro případ skutečné nouze. V Korutanech (OE8) aktivně experimentují s geostacionárním satelitem Peter (OE8PPL), Chris (OE8CKK) a Michael (OE8YML) a dokumentují své výsledky v oehamradiorepo na GitHubu.

Tipy pro začátek

1. Nejprve přijímat: Začněte se starou SAT parabolou a RTL-SDR. Tak poznáte transpondér, aniž byste museli mnoho investovat.
2. Stabilizace LNB: Běžný LNB se teplotně posouvá. TCXO modifikace nebo LNB s externím referenčním vstupem (např. Bullseye 10 GHz LNB) je nutností pro stabilní příjem.
3. Dodržujte bandplán: AMSAT-DL má podrobný bandplán se segmenty CW, digi a SSB. Dodržujte ho — transpondér je společným statkem.
4. Výkon pod kontrolou: QO-100 je lineární transpondér — přebuzení ruší všechny ostatní uživatele. Kontrolujte vlastní výkon na downlink waterfalldiagramu. Jako základní pravidlo: nikdy nevysílat silnější signál než maják (beacon).
5. Voděodolný feed: Kdo instaluje anténu venku, musí udělat feedpoint voděodolným — signály 2,4 GHz jsou citlivé na vodu v koaxiálním konektoru.
6. Nejprve poslouchejte na WebSDR: Než si koupíte vlastní stanici, poslouchejte pár hodin na BATC-WebSDR. Získáte tak pocit pro etiketu, provozní druhy a šířku pásma.

Reálné náklady

Na rozdíl od toho, co mnozí věří, není QO-100 dražší než slušná KV stanice. Pro začátek s pouhým příjmem stačí 50–80 EUR. Kompletní vysílací/přijímací stanice stojí 400–800 EUR v závislosti na ambicích — srovnatelné se středně tříděným mobilním telefonem nebo tak-tak-slušnou KV výkonovou koncovkou. Za to dostanete 24/7 světové DX, které funguje nezávisle na čísle slunečních skvrn, ročním období a denní době. Pro mnoho OE radioamatérů, kteří bydlí v úzkých údolích nebo nemohou z důvodu HOA instalovat velkou KV anténu, je QO-100 jedinou reálnou šancí na světové DX.

Závěr

QO-100 je jednou z nejfascinujících možností v amatérském rádiu. Transpondér, který je nepřetržitě k dispozici, pokrývá půl kontinentu a lze ho provozovat s relativně skromným vybavením — to tu ještě nebylo. A s plánovanou životností do roku 2033 zbývá ještě hodně času na experimenty. Kdo se dívá na krátké vlny a frustruje ho špatné podmínky, měl by QO-100 rozhodně dát šanci — parabola na balkóně se seřídí rychleji, než si člověk myslí.

Další odkazy

• oehamradiorepo/qo100 — Náš OE projekt na GitHubu
• AMSAT-DL — Projektová stránka QO-100 (vývojáři transpondéru)
• AMSAT-UK — Es’hail-2 / QO-100 Technické údaje
• QO-100 WebSDR (Goonhilly / BATC)
• SDR Console — Konfigurace pro Es’hail-2
• AMSAT-DL: Bandplán NB transpondéru a provozní pokyny

73 – redakce oeradio.at

---

Poznámka k transparentnosti

Tento článek byl připraven a napsán s pomocí KI (Claude, Anthropic) na základě veřejně dostupných zdrojů od AMSAT-DL, AMSAT-UK, BATC a otevřeného repozitáře projektu oehamradiorepo/qo100. Startovní foto Es’hail-2 pochází od SpaceX a je pod licencí CC0 (Public Domain). Projektové fotografie a schéma konceptu pocházejí z oehamradiorepo a jsou znovu použity se souhlasem autorů (OE8CKK, OE8YML). Kontakt: [email protected]