出典：中国無線電管理
著者：劉明星、趙哲、張寧
編集部より：
2021年初、国家無線電監視センターの専門家が、アメリカの著名な無線愛好家であるAMSAT組織の前主席、キース・ベイカー（コールサインKB1SF/VA3KSF）が「モニタリングタイムズ」に掲載したアマチュア衛星通信に関するシリーズ記事を翻訳し、「中国無線電管理」微信公众号で「アマチュア衛星通信の世界へ」というコーナーを開設しました。2021年、第10回2・13世界無線の日に合わせて、センターが編纂した書籍「アマチュア衛星通信」の一部内容を選び出し、アマチュア無線、アマチュア衛星通信の発展史、使用周波数、関連する無線電管理政策、現在利用されているアマチュア衛星情報などについて簡潔に紹介し、「オリジナル科普『アマチュア衛星通信』」シリーズ記事を公開しました。この2つのシリーズ記事は、発表直後から高い評価を得ました。近々、私たちはアマチュア衛星通信の発展史と世界の状況を整理し、「アマチュア衛星通信」に関する内容と合わせて、「グローバル・アマチュア衛星紹介（抜粋）」シリーズを刊行します。これは「中国無線電管理」微信公众号で連載形式で公開され、より深くアマチュア衛星通信について理解することを目的としています。
第1章 アマチュア衛星の概要
第2章 アメリカの愛好家向け衛星
第3章 日本の愛好家向け衛星
第4章 中国の愛好家による衛星 （K6GSJ）
第5章 中国の愛好家による衛星 (続き)
第6章 典型的な廃止された余剰衛星
第1章 アマチュア衛星の概要
アマチュア衛星の主な機能は、信号の再送信や音声の伝送です。軌道上のアマチュア衛星の状態を以下のように分類できます。（図1）：
* 再送信装置の動作
* 国際宇宙ステーション（音声）の正常
* 単独のビーコン送信
* 信号なし
* 衝突報告
これらの状態情報は、世界中のアマチュア愛好家によってリアルタイムで更新され、自発的に共有されます。これにより、アマチュア衛星通信愛好家は、衛星の状態に基づいて通信計画を立てることができます。
図1：軌道上のアマチュア衛星のリアルタイム通信状態
1. 民間衛星の開発の歴史
1957年、ソビエト連邦は初の人工地球衛星「パース1号」を打ち上げ、人類の宇宙開発時代が始まった。4年後、アマチュア無線愛好家によって自作された衛星「OSCAR-1」が、アメリカカリフォルニア州にある空軍基地から打ち上げられ、これが、アマチュア無線愛好家が、航空部門との技術的な連携、自らの衛星の開発・追跡・制御、関連する科学・工学データの収集・処理能力を持つことを証明しただけでなく、アマチュア無線通信が宇宙時代へと突入することを意味した。現在、世界各地のアマチュア無線愛好家は、数百の衛星を打ち上げている。現時点では「OSCAR」識別番号としてMO-46が使用されているが、実際に運用されているアマチュア衛星の総数は約30個程度であり、次世代のOSCARも開発・製造・テスト段階にある。各国のアマチュア無線愛好家は、これらの衛星を利用して、様々な通信方法の実験や連絡を行うことができる。近年では、大学の研究機関、災害時の緊急通信、高度な技術実験などにも活用されている。
AMSAT-OSCAR衛星の開発段階：
第一段階で打ち上げられた衛星は、運用期間が短いため、基本的な通信実験しか行うことができませんでした。この段階の代表的な衛星としては、OSCAR-1からOSCAR-5などが挙げられます。1961年12月12日に打ち上げられたOSCAR-1衛星は、軌道上での滞在期間がわずか22日で、28カ国からの約570人のアマチュア無線愛好家がその信号を受信しました。また、OSCAR-3衛星は、18日間軌道上に留まり、22カ国からの約1000人のアマチュア無線愛好家が信号を受信しました。
図2：ランズ・キンナー (CAS-3H) と、最初のアマチュア無線衛星 OSCAR-1
第2段階で打ち上げられた衛星は、運用年数が長く（ほとんどが10年以上）、さらに、直線型送信機、デジタル自動送信機など、さまざまな通信機器を搭載しています。現在使用されているAO-6～AO-8、ロシアのRSシリーズ、日本の富士(FujiOSCAR)シリーズなども、この段階で打ち上げられました。軌道が高いため、地上への信号が非常に強く、簡単な装置で衛星通信実験を行うことができます。しかし、低軌道衛星は地球を一周する周期が非常に短く、150分を超えないため、電波上空を通過する時間がわずか数分しかありません。
第3段階で打ち上げられた衛星の主な特徴は、軌道が高く、第2段階の衛星と同様に、長期間の使用と様々な通信方式への対応です。代表的な衛星としては、すでに打ち上げられたAO-10、AO-13、AO-40などが挙げられます。高軌道の衛星は、前段の衛星と比較して、地球を周回する時間が大幅に延長され、通信時間も大幅に長くなりました。また、高軌道により、カバー範囲が大きく向上し、遠方での通信時には、地球表面の約1/3の領域をカバーすることが可能です。
図3 全世界初のGSOアマチュア衛星QO-100 (Es'hail-2) のカバー範囲図
ロシアのRSシリーズ衛星は、アマチュア無線通信の世界への入り口として最適な選択肢です。ロシアは1978年10月26日に最初のアマチュア衛星「Radio Sputnik-1」を打ち上げ、その後、RS-1からRS-17までの十数機の衛星を打ち上げています。しかし、初期の衛星軌道高度が1700kmであり、これはヴァン・アレン放射帯に位置するため、大量の高エネルギー粒子によってこれらの衛星は大きく損傷を受け、本来の運用年数を達成することができませんでした。そのため、RS-10やRS-11以降のRSシリーズ衛星は、1000km程度の低放射帯軌道に打ち上げられるようになりました。
1961年以来、アマチュア無線愛好家たちは、約150個の軌道上の衛星で構成される星座を構築する責任を負ってきました。これらの衛星は通常、学術機関との共同開発によって製造され、宇宙や衛星組織の支援のもとで打ち上げられます。アマチュア衛星には、周波数変調中継衛星、再送信衛星、およびデジタル衛星があり、既存の衛星の分類は以下のとおりです。
周波数再送信用衛星：SO-50（サウディサット-1C）、AO-91（RadFxSat / Fox-1B）、LilacSat-2(LAPAN-A2)、IO-86(JAS-2)、PO-101（Diwata-2）、AO-27、ISS Crossband Repeater
转发器卫星：AO-7、FO-29 (CAS-3A)、AO-73 (FUNcube-1) 、XW-2A (CAS-3B)、XW-2B (CAS-3C) 、XW-2C (CAS-3D)、XW-2D (CAS-3F) 、XW-2F (NEXUS)、LO-87 (LUSEX / ?uSat-1)、EO-88 (Nayif-1 / FUNcube on Nayif-1) 、CAS-4A、CAS-4B、FO-99 (CAS-6) 、JAISAT-1 、TO-108 (PSAT) 、RS-44、QO-100 (Es’hail-2 / P4A)（25.9 °E）.
数字衛星：フェニックスSAT-3、NO-44（PCsat）、NO-84(LAPAN-A2)、IO-86(BRICSAT2)、AISAT-1、NO-103(PSAT2)、NO-104（AMSAT-FR）、ISS周波数概要
図4 NO-104 の効果図
2. 趣味衛星に関する国際組織
60年以上にわたり、北米、ヨーロッパ、その他の地域のAMSATグループは、宇宙科学、宇宙教育、宇宙技術の分野において重要な役割を果たし、最新レベルの発達を大きく促進してきました。AMSATのボランティアエンジニアが世界各地で行っている活動は、今後もアマチュア無線やその他の政府、科学、商業活動に、深い影響を与え続けることは間違いありません。
1）アマチュア無線衛星組織（AMSAT、The Radio AmateurSatellite Corporation）：非営利の研究・教育団体として、1969年にワシントンD.C.のコロンビア特別区で設立されました。この組織は、アマチュア衛星のデザイン、建設、テスト、運用に関するサービスを提供するとともに、世界中のアマチュア無線愛好家や学生に対して、技術書籍の発行、情報提供、インターネットサービスの提供などを通じて科学教育を行っています。50年以上にわたり、世界各地のAMSATボランティアによる活動は、衛星通信および宇宙開発分野に大きな影響を与え、宇宙科学、宇宙教育、宇宙技術の発展を促進する上で重要な役割を果たしています。
2) フランス語圏のアマチュア無線衛星組織 （STEM）: 目的は、特にフランス語圏諸国向けに、衛星および宇宙アマチュアサービスの発展です。この団体は、アマチュア無線愛好家やアマチュア無線愛好家に支援を提供し、彼らがアマチュア無線衛星を利用して、アマチュアまたは関連機関が取り組む宇宙および航空技術に関連するプロジェクト（例：衛星、ロケット）の実施、指導、または提案できるようにします。
3）国際宇宙ステーションにおけるアマチュア無線（ARISS, Amateur Radio on the International Space Station）：世界中の学生が国際宇宙ステーションの宇宙飛行士と直接会話する体験を通じて、科学、技術、工学、数学分野への関心を育み、アマチュア無線を通して無線技術との接点を持ち、その魅力を体験できるようにする。
3. 趣味用衛星の応用に関する取り組み
国際電信連合の「無線電規則」第1.56条は、衛星アマチュア無線が、アマチュア無線愛好家による自己訓練、相互通信、および技術研究のために利用されることを明確に規定しています。
表1 AMSAT の現在のプロジェクト紹介
番号
プロジェクト名
プロジェクト概要
注記
1
アマチュア無線愛好家向け
将来、科学、技術、工学、数学（STEM）分野に興味を持つ若者にとって、AMSATは航空宇宙や高度な通信分野における次世代のイノベーターになるための素晴らしい機会を提供します。
自己トレーニング
2
立方星シミュレーター
AMSATのキューブサットシミュレータは、AMSATの教育関係部が実施しているプロジェクトであり、太陽電池とバッテリーで動作する低コストの衛星シミュレータです。UHF無線による遠隔計測を行い、3Dプリントフレームを使用し、追加センサーやモジュールを追加することで拡張可能です。
自己トレーニング
3
ARISS
ARISS（教育用アマチュア無線）を通じて、世界中の学生が国際宇宙ステーションの運用スタッフと直接会話することの興奮を体験できるようになりました。次世代のARIS互換型無線システムの最初の試験機は、3月に国際宇宙ステーションに向けて打ち上げられます。
相互通信
4
ゴルフ・ルビンスター計画
AMSATの「立方星計画」の次の段階であり、AMSATの戦略目標における重要な要素である、高軌道・広帯域衛星ミッションに関連する。GOLFは、ソフトウェア定義マイクロ波リピーターや姿勢決定・制御システムなどを含む、新技術の試験プラットフォームとなる。最初のGOLF立方体衛星「ゴルフ座（技術評価環境）」の設計計画は、今年年末に完了予定。
技術研究
現在、アマチュア衛星の活用状況は以下の通りです。
自己訓練：国内外のアマチュア無線愛好家が、自作のアンテナや衛星の通過を追跡することで、無線通信を行い、アマチュア衛星製作プロジェクトに参加し、自身の無線技術を向上させている。
相互通信：アマチュア無線愛好家が、衛星を通じて長距離の通信を行う。AMSATの記録によると、現在最も遠い通信距離は、2003年に申請された18,730kmである。
技術的研究：第一回のアマチュア衛星打ち上げ以降、ビジネス用の衛星は目覚ましい発展を遂げ、世界中の無線愛好家が貢献しています。短寿命のアマチュア衛星から、ユーザーが複数の大陸で同時に通信できる大型衛星へと進化し、これによりアマチュア愛好家による技術研究も活発化しています。
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