北京时间7月14日下午5时40分,清华大学艺教中心105排练室一片寂静。国旗旁“航天飞机业余电台通信实验”几个大字显示了这里正在进行的活动。十名清华附中的学生围坐在话筒周围,担任技术指导的清华大学业余无线电俱乐部TUARC的同学站在他们后面。北京少年宫业余电台组的老师和同学也都侧耳倾听着。负责人章继东不断擦着往下泻落的汗珠。
“还有40秒!”扬声器中传来美国航天总署业余无线电爱好者佛兰克的声音。计算机实时跟踪程序在显示器上用一个白色圆圈表示着任务编号为STS-94的美国哥伦比亚号航天飞机的通信覆盖范围。圆圈一步一步地逼近标志澳大利亚地面站的小点。
“开始!”扬声器中澳大利亚业余无线电爱好者的声音突然打破了沉默。
“第一个问题:请问在太空和在地面进行无线电联络有什么不同?有什么要特别注意的地方?”王珍同学以熟练的英语向航天飞机上的业余无线电爱好者提出了第一个问题。
这是清华大学业余无线电俱乐部和美国联合进行的“航天飞机业余无线电台实验(编写SAREX)”的场景。
SAREX计划
“航天飞机业余无线电台实验(缩写SAREX)”是美国业余无线电协会(ARRL)、业余无线电卫星组织(AMSAT)和美国航天总署(NASA)于90年代初提出的一项旨在启发人们,尤其是青少年对业余无线电和航天科技的兴趣的活动计划。其主要内容是,由机组中的业余无线电爱好者携带业余无线电台上天,在执行主要任务的间隙中与地面的业余无线电爱好者进行联络。
宇船员们很忙,业余无线电爱好者想要与他们取得联络,除了需要技术外,还需要运气。为了使更多的爱好者能联络上,执行SAREX计划的航天飞机还载有自动应答机器人,在宇航员停止操作业余电台期间自动应答地面爱好者的呼叫。
除了与一般业余无线电爱好者联络外,SAREX专门为尚未接触过业余无线电活动的孩子们安排了一种预约通信。任何满足一定条件的中小学校都可以向ARRL和NASA提出申请,如果被批准,航天飞机业余电台就会尽量保证在预定时间开机联络,回答学生们提出的问题,而问题本身应该和本次飞行任务有关。这次清华附中同学们提出的十来个问题大部分是围绕着STS-94飞行的主要任务——微重力实验和宇航飞行本身而提出的。
SAREX 业余电台
航天飞机携带每一公斤载荷都要付出很高的代价,因此不能携带太多的业余设备。这次机组的配置是,一部手持机,备份电池,窗式天线,PACKET控制器,PACKET终端及接口,头戴耳机话筒,以及必要的电缆。
这次STS-94机组的宇航员中有三名业余无线电爱好者,其中一位为女性。
宇航员与地面业余无线电爱好者联络的时间一般在他们饭前、饭后或睡觉前的休息时间。几年来SAREX宇航员已同几千个地面业余电台进行了联络。
SAREX频率
航天飞机在执行SAREX实验计划时使用2m业余频段,通话所用的下行频率是145.55MHz,上行频率是144.91,144.93,144.95,144.97或144.99MHz,FM方式。PACKET下行频率145.55MHz,上行频率144.49MHz。
由于航天飞机有一定的飞行高度,机载电台发射功率有限,所以地面业余无线电台必须使用高增益定向天线对目标进行自动或手动跟踪,航天飞机的方位及仰角可以用微型计算机通用的卫星跟踪软件实时显示,所需的轨道参数由美国航天总署发布,可通过互联网读取。
为了使更多的业余无线电爱好者学习航天知识,美国联邦通信委员会特许哥达宇航中心附近的哥达业余无线电俱乐部业余电台WA3NAN等用7.185,14.295,21.395和28.650MHz等HF业余频率,以及147.45MHz等VHF/UHF业余频率对负有SAREX使命的航天飞机的地—空对话进行转播,这样业余无线电爱好者不但可能在航天飞机飞过、宇航员又正好进行SAREX实验的短时间内听到宇航员的声音,而且在其他时间可以连续听到地面指挥中心与航天飞机间的联络情况。
清华大学业余无线电俱乐部和SAREX
清华大学是我国开展业余无线电活动最积极的一所高等院校。50年代后期开始陆续在学生中开展快速电码收发(HST)、无线电测向、无线电通信多项、短波业余电台收听(SWL)等活动,有些项目还在校、系两个层次上同时进行,直到“文革”被迫中断。
80年代恢复集体业余电台活动后,清华大学的集体业余电台BY1QH活动一直很积极,还为推动申办2000奥运作了大量促进工作,培养出了好几届优秀的青年学生,美国“QST’、“73”等举世闻名的业余无线电杂志曾多次对他们的活动加以推崇,美国《世界新闻》还为他们制作了电视专题节目。
与国内大部分集业余电台相比,他们在报、话、RT-TY、PACKET、 PACTOR各种操作模式以及无线电技术方面的发展比较均衡、全面。前几年,他们开始研究业余卫星通信,还曾同美国航天飞机和俄罗斯和平号空间站进行过联络。
1994年,当时的清华大学业余无线电俱乐部负责人、学校十佳学生之一纽小鹏同学萌发了让我国的青少年参与反映最先进科技的SAREX活动。按照排队次序等了两年多,经过NASA和ARRL的挑选,终于被选中,成为参加这项活动的极少数美国以外的学校之一,并且获得了成功。
国际化水平有待于提高
读者可能注意到了,本文开始提到了这次我国青少年在清华业余无线电俱乐部组织的SAREX实验中是通过澳大利亚业余无线电地面站与哥伦比亚号航天飞机通话的,而不是通过BY1QH直接与航天飞机联络。这是这次活动唯一缺憾的地方。原因是,我国业余无线电在法规和与国际接轨方面还有一段差距。
我们参加这次通话的青少年没有经过考试取得业余无线电操作证书,没有电信主管部门颁发的证书,在业余无线电通信中就属于“第三方”,按国际规定是不可以通过业余电台进行国际通话的,除非我国与对方的电信主管部门间签订有关允许业余电台为第三者转信的条约,而我国与美国之间目前尚无此类协定。虽经向对方争取,但最后还是失去了直接联络的机会。
从这次SAREX活动可以看到。业余无线电活动以电波作笔,蓝天作纸,是超越国界的科技活动。我们应当向清华大学业余无线电俱乐部的同学们学习,把握业余无线电促进科技普及的方向,选择高起点,瞄准国际先进水平,用现代化的步伐迅速改变历史给我们的业余无线电事业造成的落后面貌。 (陈平)