【火腿专题】在月球轨道上看地球丨龙江2号绕月卫星最新地月合影发布纪实

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从月球轨道成像地球,最新地月合影发布

本周早些时候,10月10日,世界各地的无线电爱好者齐心协力,让中国龙江2号微型卫星拍摄地球和月球远端的地月图像得以发布。由中国的MingChuan Wei生成无线电指令,由德国的Reinhard Kuehn传送到微卫星,之后它们被月球轨道上的微卫星接收。之后,微卫星将图像传回地球,在那里它被德国、拉脱维亚、北美和荷兰的业余无线电爱好者接收。

哈尔滨工业大学 MingChuan Wei

月亮和地球

中国龙江2号月球轨道飞船看到的地球和月球的远端。

自今年6月以来,中国龙江-2(又称DSLWP-B)微型卫星一直在绕月球运行。该卫星旨在研究非常广泛频谱的无线电波(波长为1至30米)的恒星和星系的无线电发射。这些无线电波会受到地球大气层的阻挡,而月球环境可以保护地球和人造无线电干扰。龙江-2与姐妹星龙江1号(DSLWP-A)一起发射到月球轨道,它们一起作为射电干涉仪,通过在月球轨道上飞行来探测和研究非常广泛频谱的无线电波。

除了科学仪器外,龙江微卫星还携带由哈尔滨工业大学搭建和运营的VHF / UHF业余无线电发射器和接收器。龙江-2收发器还搭载了一个昵称为Inory Eye的学生相机。哈尔滨团队利用地球轨道上的LilacSat-1和LilacSat-2纳米卫星获得的经验,使业余无线电爱好者能够接收卫星遥测、中继信息并命令和下载用搭载摄像机拍摄的图像

虽然从低地球轨道的卫星接收信号只需要相对简单的天线,但对于围绕月球轨道的卫星(远远超过千倍)来说这样做要困难得多。为此,龙江-1和2以两种低数据速率,抗错误的模式发送信号一个使用数字调制(GMSK),每秒250比特,而另一个模式(JT4G)在四个紧密间隔的频率之间切换,每秒发送4.375个符号。后一种模式是由获得诺贝尔奖的天体物理学家乔·泰勒开发的,专为无线电爱好者设计,通常是在将它们从月球表面反弹时,以极低的信号强度传递信息。

2018年5月20日,龙江1号和2号发射后的几天里,业余无线电爱好者能够从两颗卫星接收GMSK遥测,因为它们仍然靠近地球。由于航天器进行航向修正所需的推进器控制逻辑故障,于5月21日失去了与龙江一号的联系。幸运的是,龙江-2确实在月球周围以357×13704公里的椭圆轨道运行。

从那以后,许多业余无线电爱好者都能够接收龙江-2的传输信息。通常,收发器每次开启2小时的会话,在此期间GMSK遥测每隔5分钟以16秒的速度发送。在6月初的一些测试会议之后,JT4G模式被激活,每10分钟传输50秒。

由MingChuan Wei和哈尔滨团队编写的专业开源软件使业余无线电爱好者能够解码遥测和图像数据并将其上传到哈尔滨的遥测门户网站。

JT4G模式允许带有小型八木天线的业余无线电爱好者检测来自龙江-2的信号(使用DanielEstévez编写的定制软件)。

Harry Keizer

DWINGELOO TELESCOPE

Jan van Muijlwijk PA3FXB(CAMRAS),Hu Chaoran BG2CRY,MingChuan Wei BG2BHC,于2017年12月在Dwingeloo望远镜准备任务.Dwingeloo实际上是透明的,但在这里被雪覆盖。

在荷兰,我们一直使用一个25米直径的Dwingeloo射电望远镜,从龙江-2接收超高频信号。由于该射电望远镜灵敏度高,GMSK和JT4G数字信号可以轻松解码。Dwingeloo射电望远镜目前由业余无线电爱好者使用,但作为射电望远镜有着悠久的历史。它建于1956年,是当时最大的射电望远镜。望远镜有着悠久的发现历史,尤其是发现星系Dwingeloo 1和2.,在科研角度上,该射电望远镜于1990年被淘汰,它于2007年被CAMRAS基金会接管。望远镜被宣布为国家纪念碑,并于2012年完全恢复。 Dwingeloo射电望远镜现在由志愿者维护和使用,用于各种目的,包括外展,射电天文,艺术和业余无线电应用。后者的一些例子,其中许多是由Jan van Muijlwijk PA3FXB领导的:望远镜帮助拯救了几颗立方星(BEESAT-3,e-st @ r II,Triton-1,INSPIRE-2,UNSW-EC0) ,望远镜是进行月球实验的最大站点之一。这两项活动的结合使得非常适合DSLWP任务。由于卫星的轨道非常宽,而且25米长的光束很窄,因此需要进行调整以将碟子指向卫星而不是月球。实际上,在地月图像的下行链路中,两者之间的间隔约为2度。

由于学生摄像机固定在卫星上,其太阳能电池板仍然指向太阳,因此需要仔细规划拍摄照片。 MingChuan Wei和DanielEstévez预测,在10月的最初几周,轨道、月球、太阳和地球的方向意味着龙江-2相机将能够首次拍摄地球的图像。

为了安排拍照,Reinhard Keuhn(DK5LA)使用他的八木天线阵列命令龙江-2拍摄图像并将其传回地球。Reinhard发出的命令是由建立龙江卫星的哈尔滨队的MingChuan Wei发出的。 Dwingeloo望远镜,以及北美的Robert Mattaliano,德国的Mike Rupprecht和拉脱维亚的Imants Tukleris都能够接收和解码带有图像数据的数据包并将其上传到哈尔滨遥测门户网站。

REINHARD KUEHN的设置

Reinhard Kuehn(DK5LA)用于命令上行链路的设置。

图像数据使用SSDV编码传输,最初由业余无线电爱好者Philip Heron设计用于气球传输。由于数据速率较低,下载640 x 480像素的图像速度很慢,大约需要20分钟。在本周早些时候尝试拍摄和下载地球和月球表面的图像时,月球表面和地球都暴露在外,因此调整曝光时间和拍摄新图像的命令被上传。在10月9日早晨,卫星,地球,月球和太阳的方向被预测为最佳,并且当收发器由卫星计算机通电时自动拍摄照片。 10月10日,当月亮从欧洲可见并且收发器再次激活时,Reinhard发送命令下载此图像。当图像被传回地球时,许多人焦急地等待图像的线条被填入以查看图片是否实际包含地球。大约14:40UTC很明显,我们在图像中有蓝色的地球,引发许多兴奋的业余无线电爱好者发Twitter热议!由于部分图线线条丢失,Wei向Reinhard发送了重新传输图像的命令,以便再次下载并填写缺失的部分图像。

经过一些轻微的色彩校正后,得到的图像显示了月球的远侧,很容易识别几个突出的陨石坑。完全照亮的地球圆盘显示了蓝色海洋、云彩图案和一些陆地,根据拍摄图像的时间,很可能是非洲和澳大利亚。

毫无疑问,从龙江-2下载这张图片是迄今为止这个项目的亮点,并且有时会在Dwingeloo射电望远镜上进行十几次观察,有时是在深夜,同时通过电子邮件和Twitter进行交流。业余无线电爱好者遍布全球,大家通过共同努力,分享成果。 Daniel Estevez将持续在博客发布本次任务的相关文章。由于龙江-2仍然有强劲的表现,未来它会给我们带来什么惊喜?充满期待!

MingChuan Wei  BG2BHC

DSLWP-B

DSLWP-B卫星的侧视图,突出显示相关有效载荷的某些部分。 卫星的高度约为50厘米,重约45千克。

source:http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/imaging-the-earth-from-lunar-orbit.html

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