Warsztaty SARAO w RPA: Antena Helicone na University of Fort Hare

Uczestnicy warsztatów z antenami Helicone na University of Fort Hare

Uczestnicy warsztatów z własnoręcznie zmontowanymi antenami Helicone – University of Fort Hare w Alice, RPA.

Kiedy projektowałem moją przenośną antenę Helicone 1.7 GHz, zależało mi na stworzeniu lekkiego, powtarzalnego i taniego zestawu do odbioru satelitów meteorologicznych HRPT, który każdy może złożyć w domowych warunkach i spakować do walizki. Nie spodziewałem się wtedy, jak niezwykły ciąg dalszy zyska ta konstrukcja na drugim końcu świata.

Kontakt przez grupę APT Group na Facebooku

Wszystko zaczęło się od mojego posta na facebookowej grupie APT Group, zrzeszającej pasjonatów odbioru danych z satelitów pogodowych. Mój wpis ze zdjęciami i pomiarami anteny Helicone zauważył Albert K. Forson z Ghany, zaangażowany w międzynarodowe programy radioastronomiczne DARA oraz SARAO (South African Radio Astronomy Observatory).

Albert odezwał się do mnie bezpośrednio. Był pod dużym wrażeniem prostoty i skuteczności anteny i zaproponował wdrożenie jej jako praktycznego projektu edukacyjnego dla studentów.

Zdalne wsparcie inżynierskie z Polski

Współpraca z Albertem odbywała się w 100% zdalnie. Z Polski pomagałem mu na każdym etapie: przy budowie pierwszej anteny prototypowej, w doborze materiałów, strojeniem toru RF oraz konfiguracji oprogramowania odbiorczego (SatDump, sterowniki SDR i biblioteki do dekodowania).

Na początku 2025 roku Albert zorganizował dwudniowe warsztaty laboratoryjne na University of Fort Hare w Republice Południowej Afryki w ramach programu SARAO Big Data Africa (we współpracy z Department of Science and Innovation – DSI oraz SANSA). Głównym celem było odejście od analizowania suchych, gotowych plików z dysku i przejście przez studentów pełnej ścieżki: od wycięcia siatki i zlutowania złączy, aż po odebranie własnego sygnału prosto z orbity.

Konstrukcja anten: model druku 3D António Pereiry

Dla zespołów studenckich przygotowano zestawy montażowe:
• Reflektor czaszy: Wykorzystano model segmentów do druku 3D autorstwa mojego kolegi z Portugalii, António Pereiry (tego samego, którego projekt segmentów posłużył mi wcześniej do powiększenia czaszy na 1420 MHz). Studenci sami łączyli elementy drukowane, docinali i mocowali siatkę aluminiową.
• Promiennik helikalny: Ręczne nawijanie miedzianej helisy na karkasie, lutowanie złącza SMA i mocowanie w ognisku czaszy.
• Tor odbiorczy: Zastosowano przedwzmacniacze Nooelec SAWbird oraz odbiorniki RTL-SDR. Zespoły uczyły się weryfikacji połączeń multimetrem oraz sprawdzania dopasowania toru analizatorem VNA.

Śledzenie na dachu: odbiór Meteor-M N2-4 i NOAA APT

Kulminacją warsztatów było wyjście uczestników na dach budynku kampusu uczelni w Alice na zaplanowane przeloty satelitów.

Ręczne prowadzenie zmontowanych anten Helicone zakończyło się pełnym sukcesem – studenci odebrali i zdekodowali w czasie rzeczywistym cyfrową transmisję HRPT i zdjęcia Ziemi z rosyjskiego satelity Meteor-M N2-4. Równolegle przeprowadzono również nasłuch przelotów satelitów NOAA APT na paśmie 137 MHz przy użyciu osobnej anteny VHF.

Odebrane dane posłużyły następnie do ćwiczeń z przetwarzania obrazów teledetekcyjnych w Pythonie (analiza kanałów sensora AVHRR, ocena temperatur wierzchołków chmur i wilgotności).

Siła otwartej nauki i społeczności

Świadomość, że projekt rozwijany hobbystycznie na własnym biurku i w ogrodzie trafił do programu akademickiego SARAO w RPA i posłużył młodym naukowcom do nauki odbioru danych z kosmosu, to niesamowite uczucie. Pokazuje to, czym jest prawdziwa siła otwartej wiedzy (Open Source) i międzynarodowej społeczności pasjonatów radia.