APRS via ISS – Tipps für erfolgreichen Funkbetrieb

Vor etwas über einem Jahr erschien in der nullten Ausgabe des gedruckten Magazins ein Artikel über meine APRS-Experimente mit der internationalen Raumstation. Seitdem ist viel passiert und ich habe einige schöne QSOs auf diese Weise ins Log bekommen. Leider ist das Funkgerät, das an Board der ISS für den Digipeater verwendet wurde, im Spätsommer 2016 ausgefallen. Dadurch war einige Zeit überhaupt kein APRS-Betrieb mehr über die ISS möglich. Es wurde jedoch einige Wochen später eine temporäre Notlösung im 70cm-Band etabliert und die Experimente mit der ISS konnten weitergehen. Im 70cm-Band ist APRS via ISS etwas aufwändiger. Der Dopplereffekt musste sendeseitig und empfangsseitig ausgeglichen werden. Vermutlich war es dem höheren Aufwand geschuldet, dass vergleichsweise wenig Betrieb über den 70cm-Digipeater abgewickelt wurde. Im Frühjahr 2017 konnte der defekte 2m-Transceiver ausgetauscht werden. Die Nachricht verbreitete sich sehr schnell und innerhalb weniger Stunden war der Digipeater wieder gut besucht und viel genutzt. Ich habe zu meinem damaligen Artikel sehr viel Feedback erhalten und nachweislich sehr viele Funkamateure neugierig auf das Thema gemacht. Auch heute erreichen mich noch sehr viele Anfragen zu dem Artikel und ich werde nach Tipps und Betriebshinweisen gefragt. Grund genug das spannende Thema nochmal aufzugreifen.

Welche Antenne ist geeignet?

Das ist die Frage, die am häufigsten gestellt wird. Die einfache Antworte lautet: Probiere die Antenne, die du hast. Ich habe Berichte von Funkamateuren gehört, die mit Gummiwendel auf dem Handfunkgerät ihren Baken an die ISS senden konnten. Was liegt also näher, als erst mal damit anzufangen? Man sollte sich allerdings nicht solange damit aufhalten und nach kurzer Zeit bessere Antennen verwenden. Wenn ich mit handgehaltener Ausrüstung arbeite, nutze ich immernoch die im damaligen Artikel genannte Diamond RH-770 Teleskopantenne. Wenn ich mit dem Auto unterwegs bin, dann nutze ich die Diamond NR-770H. Beide Antennen haben
eine flache Abstrahlung und dadurch einen brauchbaren Gewinn. Aber auch die JWX-Fensterklemmantenne lässt sich gut für die ISS nutzen. Einen noch höheren Gewinn bringen natürlich Richtantennen. Auch mit einer Logperiodic oder einer kleinen Yagi-Antenne lässt sich die ISS gut erarbeiten. Der Nachteil ist allerdings, dass man die Richtantenne eben auch korrekt positionieren muss, damit es funktioniert. Wer unter 4 Watt HF-Leistung aus seinem Transceiver bekommt, sollte gleich mit einer Richtantenne anfangen.

Wieviel Sendeleistung wird benötigt?

Moderne Handfunkgeräte machen heute üblicherweise 5 Watt Sendeleistung. Das ist – in Kombination mit einer ordentlichen Antenne – vollkommen ausreichend, um von der ISS gehört zu werden. Taner Schenker, DB1NTO hat sogar mit dem PicoAPRS eine Bake über die ISS senden können. Dieses kleine Gerät hat nur 1 Watt HF-Ausgangsleistung zur Verfügung, aber in Kombination mit einer kleinen Yagi reicht eben auch das aus.

Welche Überflüge eignen sich für einen Versuch?

Ich habe bisher schon an vielen Orten versucht, Baken an die ISS zu senden, es ist fast immer gelungen. Wichtig ist eine möglichst freie Sicht in Flugrichtung. Auch zwischen engen Häuserschluchten in der Stadt habe ich bereits Erfolg gehabt, allerdings ist ISS dann nur über einen wesentlich kürzeren Zeitraum nutzbar. Wer keine gute Sicht hat, sollte sich einen möglichst hohen Überflug für seinen Test aussuchen. Die höchste Elevation sollte dann zwischen 70° und 90° liegen. Eine flach strahlende Antenne auf dem Autodach wäre dann zwar etwas im Nachteil, aber es funktioniert trotzdem noch. Für meine Region und meine mittelmäßigen Antennenstandorte lasse ich alle Überflüge mit einer Elevation unter 20° außer Acht. Alle Überflüge mit mehr als 20° Elevation sind daher für mich interessant. Bei mir in JO62 sind das täglich zwei bis drei Überflüge mit jeweils fünf bis sechs Minuten Dauer.

Wie finde ich geeignete Überflüge?

Geeignete Überflüge lassen sich am einfachsten mithilfe von Sat-Tracking Programmen bzw. Apps finden. Auf dem Smartphone nutze ich aus Gewohnheit am liebsten den schon im damaligen Artikel vorgestellten ISS-Detektor. Dieser zeigt in der kostenlosen Varianten alle Überflüge der ISS an. Wer sich NO-84 oder andere Amateurfunk-Satelliten damit anzeigen lassen will, benötigt die Pro-Version oder muss einen In-App Kauf auslösen.
Alternativ kann man auch die vollkommen kostenfreie AMSATdroid FREE verwenden.
Ein Programm, welches ich gern am Computer verwende, ist Orbitron. Orbitron ist zwar für Windows entwickelt worden, es läuft aber dank Emulation mit Wine auch unter Linux. Mit Gpredict steht aber auch ein plattformunabhängiges Open-Source-Tool zum Tracking von Satelliten zur Verfügung. Es läuft unter Windows, Linux und unter Mac OS. Für iOS ist Satellite Explorer Pro das Programm der Wahl.

Nichts empfangen – woran könnte es liegen?

Wenn der Digipeater aktiv ist, dann empfängt man die ISS eigentlich immer. Doch ab und zu ist der Digipeater nicht in Betrieb. Bei Wartungsarbeiten an der Raumstation, bei Andockmanövern oder bei anderen Außenbordaktivitäten wird der Digipeater abgeschaltet. Auch bei geplanten Schulkontakten oder bei Aussendungen in SSTV ist der Digi nicht nutzbar. Die Gründe erfährt man mit etwas Recherche meistens über aktive AMSAT-Operator.

Ist der Digipeater überhaupt aktiv?

Ob der Digipeater gerade aktiv ist, kann man über die Website ariss.net feststellen. Der folgende Screenshot zeigt beispielsweise, dass das Rufzeichen RS0ISS vor 1h und 18 Minuten von einem SAT-Gate gehört und an das APRS-IS weitergeleitet wurde. Außerdem ist erkennbar, dass kürzlich einige Stationen in Australien und in den USA gehört wurden.

Auf ariss.net finden sich nur die Pakete der ISS. Informationen zur Aktivität von unbemannten Satelliten wie z.B. NO-84 (PSAT) gibt es auf pcsat.findu.com. Dort sind die Kennungen PSAT und PSAT-1 interessant. Wird die Kennung PSAT-1 ausgesendet, dann ist der Digipeater deaktiviert. Dies ist ziemlich häufig der Fall. Wenn man also Telemetrie von PSAT-1 empfängt, kann man sich sämtliche Sendeversuche sparen.
Die beiden genannten Webseiten sind die wichtigsten Quellen für die Aktivität in der jüngsten Vergangenheit. Dort findet sich dann auch das eigene Rufzeichen, wenn die eigene Aussendung wieder von einem SAT-Gate gehört worden ist. Wer wissen möchte, wann der Digipeater auf NO-84 wieder aktiv ist, der sollte das Blog von Mike Rupprecht (DK3WN) im Blick haben. Dort finden sich immer wieder Hinweise, wann der Digipeater wieder aktiviert wird. Wie lange der Digipeater auf NO-84 dann aktiv bleibt, ist abhängig vom Batteriestatus. Sinkt die Spannung unter einen bestimmten Wert, führt der Satellit einen Reset durch und deaktiviert somit den
Digipeater des Satelliten.

Wie häufig sollte ich Positionsbaken aussenden?

Um diese Frage zu beantworten, sollte man sich vor Augen führen, dass hier eine Simplex Frequenz für den Up- und Downlink verwendet wird. Hier gilt die Highlander-Regel. Es kann nur einen geben, der die Frequenz in einen Moment erfolgreich nutzt. Außerdem gilt, dass das stärkere Signal gehört wird. Wer also mit 50 Watt HF-Leistung an einer nachgeführten Richtantenne Dauerfeuer macht und im Sekundentakt Pakete an die Digipeater sendet, der lässt kleinen Stationen mit schlechterer Ausstattung keine Chance, überhaupt gehört zu werden. Wer mit dem Handfunkgerät und wenig Leistung arbeitet, der kann durchaus alle 20-30 Sekunden
eine Positionsbake senden. Ich sende die Baken in der Regel manuell und versuche einen Zeitschlitz zwischen den anderen abzupassen. Feste Stationen mit mehr Leistung und besseren Antennen sollten Positionsbaken nicht öfter als einmal pro Minute senden. Personalisierte Nachrichten an andere Funkamateure können bei Bedarf ggf. öfter gesendet werden. Wichtig ist, dass man Rücksicht nimmt und auch anderen Operatoren noch
die Chance lässt.

Wie läuft ein QSO in APRS ab?

Ein QSO wird einfach über APRS-Nachrichten abgewickelt. Station A schreibt eine Nachricht an Station B, Station B antwortet an Station A, Station A führt den Austausch weiter…
Laut Bruce Paige (KK5DO) reicht das für ein vollständiges QSO, seiner Ansicht nach ist ein Austausch des Rapports und Locators nicht unbedingt nötig. Der Mann war übrigens AMSAT-NA Director und für Contests und Awards zuständig. Nichtsdestotrotz wird üblicherweise dennoch häufig das Rufzeichen, der RST-Rapport und der Locator ausgetauscht. Die Sinnhaftigkeit des Rapports ist bei dieser Betriebsart jedoch aus diversen Gründen umstritten.

QSO-Partner finden

Eine einzelne Positionsbake zur ISS zu bekommen, ist ein Kinderspiel. Wer allerdings QSOs über die ISS oder PSAT abwickeln möchte, wird feststellen, dass dies gar nicht so leicht ist. Beide Stationen müssen gleichzeitig die ISS bzw. den Satelliten in Reichweite haben. Außerdem brauchen beide Stationen das richtige Timing beim Empfang und beim Senden. Bei einem Überflug empfängt man ja sehr viele Positionsbaken von anderen Stationen. Theoretisch könnte hinter jeder dieser Stationen ein QSO-Partner stecken und so könnte man allen eine Nachricht senden und auf Antwort warten. In der Praxis hat sich dieses Vorgehen nicht bewährt. Ich handhabe es daher anders. Ich schaue mir immer auf ariss.net die Rohdaten an und suche mir die Rufzeichen raus, die individuelle Nachrichten an andere Stationen versenden. Das tue ich auch, wenn ich überhaupt keine Zeit habe, um selbst Betrieb zu machen. Mir geht es dabei lediglich um eine persönliche Liste mit aktiven Operatoren. Stationen, die nur immergleiche sinnfreie Baken raushauen, werden von mir nicht kontaktiert, aber sobald ich den Eindruck habe, dass da jemand wirklich an der Abwicklung von QSOs interessiert ist, versuche ich es mit der Station.
Wenn man das eine Weile macht, dann weiß man, wer Keyboard-Operator ist und wer zu den unbemannten Bakensendern gehört.

Am einfachsten ist es natürlich über einen Sked. Man einigt sich also vorab mit der Gegenstation auf einen Überflug, der für beide Stationen gut passt und konzentriert sich dann auf die Abwicklung des vollständigen QSOs. Über diese Methode konnte ich bereits einige QSOs ins Log holen.
Viele aktive Funkamateure findet man auch auf Facebook oder Twitter. Diese Plattformen eignen sich zum Vereinbaren von Skeds und auch zum Erfahrungsaustausch. Neulinge, die jemanden für das erste QSO via ISS suchen, sind auch in der Facebook-Gruppe „APRS via ISS & Satellit” gut aufgehoben.

Checkliste für den ersten Versuch

1. Standort mit freier Sicht zum Himmel ist vorhanden? Überflug mit mehr als 30° Elevation innerhalb der nächsten Minuten?
2. Ausrüstung ist hinreichend erprobt? Terrestrische Pakete kommen an
3. Squelch am Empfänger ist offen? Lautstärke Regler auf TNC abgestimmt?
4. Frequenz auf 145.825 MHz einstellen
5. APRS Pfad auf ARISS einstellen
6. Wenn du andere Stationen hörst, versuche
   selbst zu senden.

Welche Software eignet sich?

Im Prinzip funktioniert jeder beliebige APRS-Client, der Nachrichten versenden kann. Viele Operator schwören auf UISS, denn es bietet viele nützliche Funktionen. Zudem lässt es sich wunderbar mit beliebigen TNCs oder Soundmodems verwenden. Für eine feste Station wäre UISS mit Direwolf meine Empfehlung. Da ich selbst je doch fast nur portablen Betrieb mache, nutze ich APRSdroid auf meinem Handy immer noch am liebsten.

Welche Hardware eignet sich?

Im Prinzip ist so ziemlich jedes funktionsfähige 2m FM-Funkgerät geeignet. Ein einfaches Handfunkgerät oder ein altes Betriebsfunkgerät sind in Kombination mit einem TNC oder Soundmodem gut geeignet. Wenn man zum Senden der Nachrichten keinen Computer oder ein Smartphone nutzen möchte, sind Handfunkgeräte mit integriertem APRS noch eine Möglichkeit. Wer sich ein neues Gerät anschafft, der sollte auf Funktionen achten, die den späteren Betrieb erleichtern. Automatische Antworten bei eingehenden Nachrichten haben sich bei Kenwood-Geräten als hilfreich erwiesen. Eine Speichermöglichkeit für vordefinierte Nachrichten ist auch eine große Hilfe, wenn man schnell eine Nachricht absenden will.

Nach dem Überflug

Nach dem Überflug solltest du ariss.net oder pcsat.findu.com besuchen und prüfen, ob du gehört wurdest. War dein Versuch über die ISS erfolgreich, dann solltest du die Rohdaten ausdrucken oder Screenhots machen, wenn du eine QSL-Karte von RS0ISS haben möchtest. Wie du deine QSL-Karte beantragst kannst du übrigens im Blog von DK9JC nachlesen. War dein Versuch nicht erfolgreich, dann probiere es nochmal und feile an deinem Setup.