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Ham Vidéo
Un émetteur DATV sur Columbus

1. Le projet Columbus

Dès l'année 2000, une proposition pour un système ATV sur la Station spatiale internationale a été soumis à la sélection des projets ARISS et du Comité de l'utilisation par Graham Shirville G3VZV.

Novembre 2002, une demande pour des installations radioamateurs sur le module Columbus, alors en construction, a été soumise à M. Jörg Feustel-Büechl, Directeur des Vols habités et Direction de la microgravité de l'Agence spatiale européenne (ESA).

La demande était d'installer des antennes de radio amateur à large bande sur le nadir de Columbus, en face de la terre. Avec de telles antennes, l’équipement en installations de radio amateur pourrait être étendu à la télévision amateur.

En 2003, la demande a été examinée en détail et a finalement été acceptée. ARISS paieraient pour le développement, la fabrication et la qualification des antennes. L’ESA pourrait supporter le coût d'installation.
ARISS-Europe a lancé une campagne de financement, tous les dons sont publiés sur le site.

En 2004 les traversées des câbles coaxiaux ont été installées sur le cône de port de Columbus. Cela était nécessaire pour accéder aux antennes à partir des lignes coaxiales à l'intérieur du module.

En 2005, l'amateur royale belge Radio Society (UBA) a signé un contrat avec l'Université de technologie de Wroclaw, en Pologne pour le développement et la fabrication des antennes. Alors que les plans initiaux étaient pour la bande UHF, la bande L et des antennes en bande S, seules les antennes en bande S et L ont pu être commandées par manque de financement. Le coût du projet était de 47.000 euros.

Début 2006, les antennes ont été livrés à l'ESA. Entre-temps les principaux entrepreneurs de Columbus, EADS et Alenia Spazio sous-traitant, ont examiné les contraintes mécaniques et thermiques. L’Université de Wroclaw a procédé à des tests de qualification (coût 3.000 euros) et les antennes ont échoué.

En 2007, un contrat supplémentaire a été signé avec l'Université de Wroclaw pour le développement d'antennes modifiées. Il s'élève à 36.000 euros. Ces antennes ont été acceptées et installés sur Columbus, Octobre 2007.

Le coût des antennes sont finalement élevés à 86.000 euros et a été couvert par une campagne de financement Wordwide.

ESA supporté le coût total de l'installation des antennes, y compris les traversées d'alimentation et les câbles coaxiaux.

Après le lancement réussi de Columbus et son intégration dans le complexe de la Station spatiale, un groupe de travail ARISS-Europe a lancé une étude pour le développement d'un émetteur de télévision amateur sur Columbus, en utilisant l'une des antennes en bande S.

Un débat s'est engagé entre les partisans de la télévision analogique (ATV) et les tenants de la télévision numérique (DATV). Le groupe de travail, qui s'est réuni chaque mois par téléconférence, a fait des progrès, mais il a été bloqué par le manque de financement.

En attendant qu’une possibilité s’ouvre pour l'installation d'antennes VHF / UHF sur Columbus, l'Agence spatiale européenne voulait un cahier des charges spécifique pour une antenne VHF et s'est intéressée à la façon dont les antennes ARISS avait été attachées aux rampes sur le module de service russe.
Un système similaire a été adopté pour Columbus et, dans le même temps, l'ESA a accepté l'installation d'une bande VHF / UHF double pour ARISS.
Ce projet d'antenne a été entièrement financé par l'AMSAT-NA et les bénévoles qui ont construit les antennes à la fois l'expérience et l'ESA pour ARISS.
L'installation a été réalisée par EVA, le 21 Novembre 2009.
Rapidement une station Ericsson UHF, qui avait servi dans les premiers jours à l’ ARISS, a été transférée du segment Russe de la Station spatiale au segment américain et a commencé à fonctionner en Packet Radio.

Au fil du temps, le débat sur ATV contre DATV évolué à l'avantage de ce dernier, mais aucun financement n'était en vue ... Puis, soudain, soutenu par l'enthousiasme de l'astronaute italien Paolo Nespoli IZ0PA, qui avait effectué de nombreux contacts scolaires ARISS au cours de sa 2010-2011 expédition à bord de la Station spatiale, à l'initiative de l'AMSAT Italia, un fabricant italien, Kayser Italia, a présenté un projet pour un émetteur DATV radio amateur aux services éducatifs de l'ESA.
En 2012, cette proposition a été acceptée et l'ESA qui a signé un contrat avec Kayser Italia pour le développement et la fabrication d'un émetteur DATV sur S-band.
Cet émetteur, surnommé "Ham Video", est actuellement prévu pour le lancement HTV-4, le 4 Août 2013.

2. Ham Vidéo

L’ émetteur DATV Ham Video, développé pour être installé dans le module Columbus, comporte les caractéristiques suivantes:

· Fréquences Descendante:
2.422 GHz
2.437 GHz

· Standard DVB-S (QPSK)

Taux de symboles: 1,3 MS/s et 2,0 MS/s

FEC: ½

SIF: 352x240 ou 720x480: D1

Puissance RF rayonnée: environ 10 W PIRE

Ham Video fonctionnera avec une caméra Canon XF-305, fournie par la NASA.
L'alimentation sera assurée par un bloc d'alimentation portable, également connu sous le nom KuPS, un autre produit Kayser Italia. Les KuPS est un équipement standard sur Columbus, utilisé pour plusieurs expériences. Ils convertissent le 120VDC, qui est la norme de tension principale dans le segment américain, en 28VDC.
La liaison Ham vidéo est descendante uniquement. Aucun récepteur DATV n'est actuellement envisagé à bord de Columbus.
D'un point de vue technique, Ham Video est un cahier des charges autonome.
L’ESA met Ham Video à la disposition de l’ ARISS pour la sensibilisation éducative.

Lorsque des contacts scolaires ARISS avec vidéo seront effectués, les signaux descendants audio et vidéo seront produits par Ham vidéo et les signaux audio montants seront reçus avec l'émetteur Ericsson.
Dans cette configuration à deux voies, le système global est surnommé Ham TV.

3. Ham TV

Un élément important du système de TV Ham est le segment sol.

La réception des signaux DATV de Columbus sera beaucoup plus exigeante que la réception VHF ou UHF.
Une étude attentive du bilan de liaison, dirigé par Piero Tognolatti I0KPT, montre que le décodage DATV devrait être possible, par une station au sol équipé d'une antenne de 1,2 m, lorsque l'ISS est dans une fourchette d'environ 800 - 1000 km.
Cela limite le temps de réception DATV à environ 3-4 minutes lors d'une passe favorable.

Une antenne de 1,2 m a une largeur de faisceau d'environ quatre degrés (entre les points -1 dB). Le suivi de l’ISS sera beaucoup plus exigeant que pour recevoir des signaux VHF.

L’ ARISS mettra en place une chaîne de 5 stations au sol de radio-amateurs bénévoles, situées à des emplacements soigneusement choisis le long d'un passage de l'ISS typique à travers l'Europe.
Ces stations seront recevoir et décoder les signaux DATV et diffuseront par streaming l'audio et de la vidéo sur Internet sur le serveur du BATC au Royaume-Uni.
L'école se connectera au serveur du BATC qui offre la possibilité de visualiser jusqu'à 6 images vidéo en même temps.
Avec cette configuration, il est prévu d’atteindre les 15 minutes de réception de « Ham Video », objectif fixé par l’ESA.

Les prévisions de l' ARISS, c'est que des chaînes similaires de stations au sol seront mis en place dans d'autres continents, ce qui permettra une plus grande flexibilité pour améliorer contacts scolaires ARISS Ham Video.

Les transmissions Ham Video ne seront pas limitées aux contacts avec des écoles. Une transmission automatique de vidéo enregistrée peut également être envisagée.
Plusieurs expérimentations radioamateurs peuvent être développées, dans les limites propres à la Station spatiale internationale.

Une nouvelle ère s'ouvre pour la radio amateur de la Station spatiale internationale.

Gaston Bertels, ON4WF
ARISS-Europe président

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Source : ARISS