We know how Amateur Radio works in space
Zurück
, Lipp Michael

Catsat untersucht Ionosphäre

Ein kleiner Satellit aus Arizona empfängt Kurzwellen im All – und hilft dabei, die Ionosphäre besser zu verstehen. Die Mission liefert spannende Erkenntnisse auch für Funkamateure.

Die Ionosphäre ist seit Jahrzehnten Gegenstand intensiver Forschung. Man könnte meinen, dass hier bereits alles vermessen und verstanden ist. Doch die Perspektive verändert sich grundlegend, wenn moderne Software-Defined-Radio-Technologie (SDR) während eines Sonnenmaximums eingesetzt wird – und die Ionosphäre nicht vom Boden, sondern aus dem Orbit untersucht wird.

Genau hier setzt die Mission „Catsat“ an. Der kompakte CubeSat empfängt Hochfrequenzsignale von der Erde, darunter auch Amateurfunksignale. Auf ihrem Weg ins All durchqueren diese Signale die Ionosphäre und werden dort gebrochen, gestreut oder phasenverschoben. Catsat analysiert diese Veränderungen direkt oberhalb der störenden Einflüsse der unteren Atmosphäre.

Für Funkamateure ist das besonders spannend: Während Ausbreitungsbedingungen meist indirekt über Signalstärken, MUF oder Fading beurteilt werden, misst Catsat die Effekte der Ionosphäre unmittelbar aus der Raumfahrtperspektive. Besonders im aktuellen Sonnenmaximum, in dem erhöhte Sonnenaktivität zu stärkeren Ionisationsschwankungen führt, liefern solche Daten wertvolle Erkenntnisse über Signalinstabilitäten, Ausbreitungsanomalien und geomagnetische Einflüsse.

Die Ionosphäre – eine elektrisch geladene Region etwa zwischen 60 und 1'000 Kilometern Höhe – entsteht durch die Wechselwirkung von Sonnenstrahlung mit atmosphärischen Gasen. Ihre D-, E- und F-Schichten bestimmen massgeblich die Kurzwellenreflexion und damit weltweite Funkverbindungen. Gleichzeitig beeinflusst sie Navigationssysteme wie GPS und die Satellitenkommunikation.
(Wissenschaftlicher Hintergrund: Kelley, M.C. (2009): The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics, Academic Press.)

Ein besonderer Mehrwert für die Amateurfunk-Community: Funkamateure können die Telemetrie von Catsat direkt empfangen. Über regelmässige Beacon-Aussendungen und den Downlink stellt der Satellit technische und wissenschaftliche Daten bereit. Damit leisten Funkamateure weltweit einen aktiven Beitrag zur Mission, indem sie Empfangsdaten sammeln und auswerten.

TLM Bake
70cm TLM Bake: 437.185 MHz
3cm Science Bake:10.470 GHz

Neben den Baken verfügt Catsat über einen Lineartransponder im Amateurfunkdienst. Dieser ermöglicht nicht nur eigene Verbindungen über den Satelliten, sondern bietet auch eine praktische Plattform, um Ausbreitungsbedingungen, Dopplereffekte und Signalverhalten im Mikrowellenbereich zu erforschen.

Lineartransponder (200 kHz Bandbreite)
Uplink:5.663 GHz
Downlink: 10.470 GHz


Quellen:
IARU Frequenzkoordination  -  https://iaru.amsat-uk.org/formal_detail.php?serialnum=721
Satnogs Transmitterübersicht  -  https://db.satnogs.org/satellite/TEQS-8968-7201-1167-9331#transmitters
AMSAT News Service 313  -  https://www.amsat.org/ans-313-amsat-news-service-weekly-bulletins/
Webseite Catsat  -  https://catsat.arizona.edu/