Da "Micro & Personal Computer" - Rubrica "PC & Radio"- Novembre 1993
Guardiamoci dall'alto (prima parte)
Messaggi, bollettini, dispacci, dati; ma si possono trasmettere via radio anche le immagini? Naturalmente si, e c'è spazio anche per l'hobbista che può così... soddisfare l'occhio.
di Mario Chisari
Il problema della trasmissione delle immagini è avvertito praticamente da quando è nata la radio stessa, e per la sua soluzione si sono dovute adoperare una buona dose di inventiva e genialità. Dopo svariati sforzi i risultati si sono concretizzati nel Fac- simile (o, brevemente, Fax), e la SSTV, o televisione a scansione lenta.
In questa puntata ci occupiamo del primo di questi sistemi, sicuramente il più in voga tra gli "SWL" (Short Wave Listeners, ascoltatori di onde corte), ovvero quelli che hanno fatto dell'ascolto delle radio più lontane e più strane una passione.
IL FACSIMILE
Negli ultimi anni ci siamo abituati a pensare al "fax" come ad un indispensabile strumento di lavoro; ed ormai esso è talmente diffuso che ormai la sua associazione al telefono è automatica. Occorre tuttavia puntualizzare che le trasmissioni Fac-simile (da cui discende l'attuale denominazione contratta) sono iniziate e si sono sviluppate proprio grazie alla radio. In origine forse l'uso più importante era di scambiare in modo rapido e sicuro (per l'epoca) fotografie ad uso di giornali e riviste; pur trattandosi sempre di fax, la denominazione più corrente per queste trasmissioni è di "telefoto". Tale uso è andato gradatamente perdendo di importanza, con lo sviluppo seguito dalle trasmissioni via cavo, utilizzabili anche per lo scambio di immagini video (quelle in movimento, in gergo "bassa frequenza").
Ciò che invece sopravvive, ed è anzi estremamente attivo, è l'invio di mappe meteorologiche, ad uso di tutti coloro che ne hanno bisogno (navi, aerei ed aeroporti). Questo impiego non avrebbe senso senza l'uso di satelliti meteorologici; ed in effetti oggi ve ne sono svariati in funzione, che forniscono immagini e rilevamenti di tutti i generi. Le immagini fornite da essi vengono elaborate sulla terra e ridistribuite sotto vari aspetti ed attraverso diversi canali.
Quando si parla oggi di ricezione Fax via radio, dunque, l'associazione con la parola "meteo" è automatica.; occorre però fare attenzione, in quanto sotto i nomi generici di MeteoFax, o WeFax (Weather Fax, appunto Fax Meteorologico), o ancora Fax o Facsimile vanno in realtà almeno due sistemi diversi fra loro, che solo apparentemente servono entrambi allo scopo meteorologico; vediamo dunque le caratteristiche dell'uno e dell'altro.
LE MAPPE PER LA PREVISIONE DEL TEMPO
Il primo sistema di cui ci occupiamo è intrinsecamente digitale; esso permette l'invio di immagini Bitmap in cui ogni pixel (ovvero l'elemento "quadratino" di cui è composta l'immagine) può essere o bianco o nero.
Esso è rivolto essenziamente a chi serve una carta del tempo facilmente leggibile, da cui trarre rapidamente un'idea della situazione generale e dell'evoluzione futura del tempo; esse sono usatissime dai naviganti e dai piloti aeronautici, in quanto forniscono a colpo d'occhio le isobare e informazioni sulla direzione e sulla velocità del vento alle varie quote, e sul movimento delle masse nuvolose. A prima vista una carta del tempo è un po' complicata da leggere, ed in effetti fa uso di simbolismi e convenzioni che è necessario conoscere ma che in effetti quasi nessuno sa dove trovare. Ad esempio le perturbazioni (indicate da curve più marcate) sono rappresentate da triangolini e/o semicerchi che ne individuano sia il tipo (calda o fredda) sia altre caratteristiche, come la velocità.
Le mappe del tempo sono compilate da pochi centri altamente qualificati: in Italia dal Servizio Meteorologico dell'Aeronautica, negli Stati Uniti dal NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Le informazioni che vi si trovano dunque provengono sia dai satelliti sia da una capillare rete di stazioni di osservazione terrestri. La loro distribuzione via radio avviene attraverso varie stazioni generalmente in banda HF (onde corte, da 3 a 30 MHz).
Per la ricezione delle cartine meteo non occorre un'attrezzatura complicata: è fondamentale solo possedere un ricevitore per la banda prescelta dotato di SSB. Per l'estrazione dei dati digitali si può scegliere se impiegare un demodulatore specifico, oppure il solito "communication controller" che funziona con tutti i metodi di modulazione incluso questo (dipende dalle possibilità economiche). Nel primo caso, dato che non si tratta di oggetti complessi ne esistono svariate versioni sia in "kit", adatti ad essere montati da soli, sia già fatti dalle varie ditte, più o meno artigianali, specializzate in radiocomunicazioni; torneremo comunque sull'argomento.
Da notare inoltre che le frequenze audio utilizzate sono compatibili con i filtri usati per il packet radio; per questo, molti TNC oltre a funzionare in modo packet possono decodificare anche il WEFAX fornendo ottime prestazioni.
LA RICEZIONE DIRETTA DEI SATELLITI
Se le mappe meteo sono molto utili per la loro leggibilità (una volta imparato ad interpretarle, ovviamente...), la massima spettacolarità viene raggiunta con il fax APT, ovvero con la ricezione diretta dei satelliti meteo su frequenze più elevate (da 136 MHz in su).
Il metodo di trasmissione (APT) è propriamente di tipo analogico; in genere tuttavia si usa digitalizzarlo e trattare così l'immagine con un certo numero di toni di grigio. I dispositivi più pregiati possono discriminare 256 toni di grigio; questi sono addirittura abbondanti, visto che alcuni studi effettuati hanno messo in luce che l'occhio umano non ne riesce in genere a risolvere più di 32.
Le immagini così ricevute sono decisamente affascinanti, soprattutto se si pensa che esse sono inviate in tempo quasi reale, offrenndo la possibilità di conoscere la situazione aggiornata del tempo in tutte le località... Insomma, potete decidere al volo dova andare in gita senza rischiare la pioggia!
Le trasmissioni APT sono effettuate direttamente dai satelliti, e richiedono la dotazione di un ricevitore apposito, operante in gamma VHF (intorno ai 136 MHz), dotato di una discreta sensibilità, data la distanza e la scarsa potenza della stazione trasmittente. Oltre a ciò, la larghezza di banda deve essere intorno ai 20 KHz, valore abbastanza atipico; anche in questo caso, per fortuna esistono diverse soluzioni di autocostruzione, ma si tratta comunque di realizzazioni abbastanza impegnative anche per chi è abbastanza smaliziato.
Nelle prossime puntate esamineremo dunque i due sistemi in modo più dettagliato.
Riquadro 1
FELICEMENTE LANCIATO IL PRIMO SATELLITE RADIOAMATORIALE ITALIANO
Avevamo già parlato nel numero di Giugno di quest'anno di ITAMSAT, il primo satellite radioamatoriale digitale italiano; ebbene, abbiamo la soddisfazione di comunicare che il lancio si è svolto regolarmente. Al momento della stesura di questo articolo sono appena giunti i suoi primi vagiti dallo spazio.
La partenza è avvenuta alle 02:09:24 UTC del 26 Settembre 1993, dopo la ormai consueta serie di rinvii, tramite il vettore Ariane 40 V59 nel centro spaziale di Kourou (Guyana francese).
24 minuti dopo il lancio ITAMSAT ed il suo gemello EYESAT (costruito negli USA) si sono distaccati dalla piattaforma che li sosteneva, denominata ASAP.
Alle 09:11 UTC dello stesso giorno, tramite un comando da terra è stato acceso il "beacon", ovvero il segnale di riconoscimento, sulla frequenza di 435.870 MHz. Sono stati ricevuti così i primi dati di telemetria per controllare che tutto a bordo funzionasse bene, ed è iniziata la ricarica delle batterie tramite i pannelli fotovoltaici. Il satellite è "sorto" a Milano dall'orizzonte alle 9:20 UTC.
È davvero incredibile constatare con quanta emozione sono stati ricevuti i primi pacchetti di telemetria provenienti dallo spazio; si trattava del momento della verità, quello in cui si possono buttare oppure coronare mesi od anni passati cercando di prevedere e pianificare tutto ciò che potrebbe succedere al satellite al momento di affrontare da solo lo spazio, ed ogni piccolo problema potrebbe significare la sua perdita.
Tutti i radioamatori del mondo erano stati pregati di raccogliere in forma grezza tutti i dati di telemetria trasmessi dal satellite nei suoi primi momenti di vita in modo da poter ricostruire esattamente come si fosse svolto il distacco dal vettore e l'ingresso in orbita.
Durante la seconda orbita è stata ricevuta la telemetria completa dello stato di bordo, e la potenza del trasmettitore è stata alzata a 700 mW; essendo tutto operativo, è cominciata l'operazione di caricamento del software di gestione.
Al momento della stesura non sono ancora stati emessi gli elementi kepleriani definitivi; per chi ancora non lo sapesse, con queste informazioni ed un programma apposito è possibile calcolare sul proprio computer la posizione del satellite istante per istante.
Il nome definitivo dovrebbe essere Oscar 26 (abbreviato IO- 26, ove I sta per Italia); l'incertezza è dovuta al fatto che con esso sono partiti altri tre satelliti amatoriali, di cui uno è l'EYESAT di cui sopra.
ITAMSAT è un satellite appartenente alla fortunata serie dei Microsat, di cui ricalca abbastanza esattamente il progetto base, pur con qualche modifica. Si tratta approssimativamente di un cubo di lato di circa 25 cm., pesante intorno ai 10 kg.
La sua orbita prevista è a circa 800 Km di quota. Esso dispone di un BBS "Store-and-Forward", ovvero in grado di memorizzare messaggi provenienti da un punto della terra per poi scaricarli in un altro quando vi passa sopra .
Le velocità supportate vanno da 1200 a 9600 bps, sia in uplink che in downlink; queste sono i modi e le frequenze:
Downlink: 435.867 MHz (primaria) PSK 1200 baud
(dal sat.) 435.822 MHz (secondaria) PSK 1200 baud
AFSK 1200 baud (FM)
9600 baud (G3RUH)
transponder (FM)
Uplink: 145.875 MHz 1200 baud Manchester - 4800 baud
(al sat.) 145.900 MHz 1200 baud Manchester - 4800 baud
145.925 MHz 1200 baud Manchester - 9600 baud (sperim.)
145.950 MHz 1200 baud Manchester - 9600 baud
La massima potenza emessa è di 4 Watt; le antenne sono una quattro elementi "turnstile" per le frequenze UHF ed uno stilo ad 1/4 d'onda in VHF.
Congratulazioni, dunque, a tutto il team dell'Amsat Italia per l'ottimo lavoro giustamente coronato dal successo, e auguri di un futuro altrettanto positivo.
