LES SATELLITES RADIOAMATEURS ET LEURS FRÉQUENCES RADIO : UNE EXPLORATION DÉTAILLÉ

Dernière mise à jour le 20 septembre 2025

Introduction aux satellites radioamateurs

Les satellites radioamateurs représentent une facette fascinante et techniquement exigeante du hobby radioamateur.
Ils ouvrent des horizons de communication et d’expérimentation qui transcendent les limites terrestres, offrant des opportunités uniques d’apprentissage et de contribution à la science et à la technologie spatiales.

Définition et objectifs fondamentaux

Le service radioamateur par satellite est formellement défini comme un service de radiocommunication utilisant des stations spatiales embarquées sur des satellites terrestres, poursuivant les mêmes objectifs que le service radioamateur traditionnel.
Ces objectifs incluent l’auto-instruction, l’intercommunication et les investigations techniques menées par des radioamateurs, c’est-à-dire des personnes dûment autorisées qui s’intéressent à la technique radioélectrique à des fins purement personnelles et sans intérêt pécuniaire.
Ces engins spatiaux servent de plateformes pour l’expérimentation de nouvelles technologies, la réalisation de communications à longue distance (DX), la promotion de l’éducation et le soutien à la recherche scientifique.
Ils permettent notamment une meilleure compréhension des mécanismes célestes et de l’influence de l’activité solaire sur la propagation des ondes radioélectriques en fonction de leurs fréquences.
De plus, ils constituent des bancs d’essai pour de nouveaux protocoles de communication, des systèmes de commande et de contrôle, et pour l’étude de l’environnement spatial et de ses effets.

L’aspect “sans intérêt pécuniaire” est une pierre angulaire qui distingue fondamentalement les satellites radioamateurs de leurs homologues commerciaux.
Cette caractéristique influence profondément leur conception, leur financement – souvent dépendant du volontariat et des dons – et leur mode opératoire.
Les objectifs multiples de ces satellites, allant de la communication globale à l’avancement technologique et à la formation des futures générations d’ingénieurs et de scientifiques, façonnent leur nature même.

Cette nature non commerciale et éducative a engendré une culture d’innovation particulièrement ouverte et un fort penchant pour le partage des connaissances, ce qui contraste avec les approches souvent propriétaires rencontrées dans le secteur spatial commercial.
Plusieurs éléments concourent à cet état de fait : le rôle prépondérant du volontariat et des ressources données, ainsi que l’esprit “home-brew” (fait maison) dans le développement de nombreux satellites, notamment ceux gérés par AMSAT.
Les missions à vocation éducative visent explicitement à former les étudiants aux techniques de communication par satellite.
Une exigence fondamentale est que les descriptions techniques des émissions, des codes et des formats utilisés soient publiquement et largement disponibles.
Ceci afin de permettre à tout radioamateur techniquement compétent de comprendre et d’utiliser le système, interdisant de fait le chiffrement dans le but d’obscurcir le sens des communications, à l’exception notable des signaux de télécommande critiques pour la survie du satellite.
Cette transparence intrinsèque, couplée à un objectif éducatif et à des ressources souvent limitées, encourage naturellement le partage des conceptions, des logiciels et des résultats expérimentaux.
Une telle ouverture est moins fréquente dans le secteur commercial, où la protection de la propriété intellectuelle constitue un avantage concurrentiel majeur.
Ainsi, la philosophie même du radioamateurisme spatial, définie par ses buts et contraintes spécifiques, a naturellement fait émerger un écosystème d’innovation plus collaboratif et ouvert.

Une perspective historique : Du projet OSCAR aux innovations contemporaines

L’aventure des satellites radioamateurs a débuté de manière spectaculaire le 12 décembre 1961 avec le lancement d’OSCAR 1 (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio).
Ce fut non seulement le premier satellite radioamateur, mais aussi la première charge utile non gouvernementale et non militaire à être placée en orbite.
Pendant près de trois semaines, OSCAR 1 a fidèlement transmis le message “HI” en code morse sur la fréquence de 145 MHz, avant que ses batteries internes ne s’épuisent.
Fait remarquable pour l’époque, OSCAR 1, alimenté uniquement par des batteries au mercure et dépourvu de cellules solaires, a fourni la première forme de télémétrie satellitaire radioamateur : la vitesse de transmission du “HI” variait en fonction de la température interne du satellite, offrant ainsi des informations précieuses sur son état.

Le projet OSCAR fut initié par un groupe de radioamateurs passionnés et ingénieux basés sur la côte ouest des États-Unis.
Pour pérenniser et étendre ces efforts pionniers, l’AMSAT (Radio Amateur Satellite Corporation) fut fondée en 1969.
Le premier projet d’envergure d’AMSAT fut la coordination du lancement d’OSCAR 5 (également connu sous le nom d’Australis-OSCAR 5).
Construit par des étudiants de l’Université de Melbourne, il fut lancé avec succès en 1970.
Peu après, en 1972, AMSAT-OSCAR 6 (AO-6) marqua une étape importante en devenant le premier satellite AMSAT conçu pour une longue durée de vie, bénéficiant déjà d’une collaboration internationale avec des participants australiens et ouest-allemands.
Depuis ces débuts, plus de 70 satellites ont été lancés par des radioamateurs de plus de 22 pays, et AMSAT a supervisé l’attribution de la désignation OSCAR à 125 d’entre eux.

L’évolution technologique des satellites radioamateurs peut être illustrée par le système de “Phases” défini par AMSAT :

• Phase 1 : Satellites alimentés par batteries uniquement, à courte durée de vie, servant principalement de bancs d’essai technologiques.
• Phase 2 : Satellites à longue durée de vie grâce à l’utilisation de cellules solaires, dotés de capacités de communication et opérant typiquement en orbite terrestre basse (LEO).
• Phase 3 : Satellites à longue durée de vie, équipés de systèmes de communication, de télémétrie et de commande plus puissants et sophistiqués. Ils sont généralement placés sur des orbites hautement elliptiques (comme l’orbite Molniya) pour offrir de longues périodes de visibilité sur de vastes régions.
• Phase 4 : Satellites radioamateurs en orbite géostationnaire, dont l’exemple le plus marquant est Es’hail-2/QO-100.
• Phase 5 : Engins spatiaux capables d’effectuer des missions lunaires ou planétaires.

L’histoire des satellites radioamateurs est jalonnée d’exemples d’ingéniosité et de collaboration internationale, souvent réalisés avec des ressources financières et matérielles limitées.
Un exemple notable est celui d’OSCAR 10, dont la plupart des composants étaient des éléments “sur étagère” (off-the-shelf), et dont les cellules solaires furent méticuleusement sélectionnées parmi des lots achetés chez Radio Shack, les plus efficaces étant conservées pour le projet et les autres retournées.
Cette progression historique témoigne d’une démocratisation progressive de l’accès à l’espace pour la communauté radioamateur, ainsi que d’une complexification croissante des missions entreprises.
Ces développements se sont souvent produits en avance ou en parallèle avec certaines tendances observées plus tard dans le secteur spatial commercial, telles que la miniaturisation et l’intensification de la collaboration internationale.

En effet, OSCAR 1 était une initiative amateur pionnière, lancée à peine quatre ans après le premier Spoutnik.
La transition à travers les différentes phases de développement des satellites illustre une ambition grandissante : des simples balises de la Phase 1 aux répéteurs en orbite LEO de la Phase 2, puis aux transpondeurs sophistiqués en orbites hautes de la Phase 3 (tels qu’OSCAR 10, OSCAR 13, et OSCAR 40).
Ces derniers ont permis des contacts plus longs et plus stables sur de vastes zones géographiques.
L’implication précoce d’étudiants, comme pour OSCAR 5, et la collaboration internationale dès les premières années, comme pour AO-6, démontrent une volonté de partage des connaissances et de formation.
L’utilisation de composants commerciaux sur étagère (COTS), illustrée par OSCAR 10, préfigurait une approche devenue courante pour réduire les coûts dans de nombreux projets spatiaux, y compris commerciaux.
Le développement et l’adoption des CubeSats par la communauté radioamateur, Fox-1A (AO-85) étant l’un des premiers CubeSats lancés par la NASA dans le cadre de son initiative ELaNa, sont un exemple clair de l’appropriation et de la promotion des technologies de miniaturisation.
Cette évolution démontre que la communauté radioamateur n’est pas seulement une utilisatrice passive de la technologie spatiale, mais un acteur innovant, capable de concevoir, développer et lancer des missions complexes avec des moyens souvent limités, influençant parfois les approches du secteur commercial.

Le rôle pivot des organisations internationales : AMSAT, ARRL, et IARU

Le succès et la pérennité du service de satellite radioamateur reposent en grande partie sur l’action coordonnée de plusieurs organisations internationales clés.

• AMSAT (Radio Amateur Satellite Corporation) : Son rôle principal est la conception, la construction, l’organisation des lancements et l’exploitation (commande et contrôle) des satellites radioamateurs. AMSAT s’attache à promouvoir l’éducation spatiale et à encourager la participation active des radioamateurs à la recherche et à la communication dans le domaine spatial. Une part importante de son action consiste à négocier avec les agences spatiales et les lanceurs commerciaux pour obtenir des opportunités de lancement à coût réduit, voire gratuites, en utilisant l’espace disponible non utilisé sur les fusées. C’est également AMSAT qui administre la numérotation OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio) pour les satellites radioamateurs. L’organisation est structurée en de nombreuses branches nationales (AMSAT-DL en Allemagne, JAMSAT au Japon, AMSAT-UK au Royaume-Uni, etc.) qui collaborent étroitement au niveau international.
• ARRL (American Radio Relay League) : L’ARRL a joué un rôle de premier plan dans le développement des communications spatiales radioamateurs depuis les tout débuts du domaine. Elle conserve d’ailleurs un prototype fonctionnel d’OSCAR-1 dans ses collections. L’organisation fournit une multitude de ressources éducatives, des publications techniques de référence (comme le magazine QST et divers manuels), des plans de bandes de fréquences, et soutient activement des initiatives telles qu’ARISS (Amateur Radio on the International Space Station). L’ARRL contribue également au financement de projets éducatifs liés aux satellites par le biais de subventions.
• IARU (International Amateur Radio Union) : L’IARU assume la responsabilité cruciale de la coordination mondiale des fréquences pour les satellites radioamateurs. Cette coordination vise à prévenir les interférences nuisibles entre satellites ou avec d’autres services de radiocommunication, et à faciliter le travail des concepteurs et constructeurs de satellites. L’organisation publie des directives et des interprétations des réglementations internationales, notamment à travers son document de référence “Amateur Radio Satellites”. Elle collabore étroitement avec les administrations nationales de régulation des télécommunications et avec l’Union Internationale des Télécommunications (UIT) pour l’enregistrement et la notification officielle des fréquences utilisées par les satellites amateurs. De plus, l’IARU établit des plans de bandes régionaux qui guident l’utilisation des fréquences par les services amateur et amateur par satellite.

Ces trois organisations constituent un écosystème de soutien indispensable.
AMSAT se concentre sur les aspects matériels et opérationnels des satellites, l’IARU sur la réglementation et la coordination du spectre au niveau international amateur, et l’ARRL (ainsi que ses homologues nationaux dans d’autres pays) sur la promotion, l’éducation et la représentation des intérêts des radioamateurs.
La coordination des fréquences par l’IARU est particulièrement critique, car les satellites, par nature, ont une empreinte géographique globale, et des fréquences non coordonnées pourraient engendrer des interférences préjudiciables à l’échelle mondiale.

L’interaction et la collaboration entre AMSAT (en tant que constructeur et opérateur), l’IARU (en tant que coordinateur et régulateur au niveau amateur) et l’ARRL (en tant que promoteur et éducateur) créent un modèle de gouvernance décentralisée mais remarquablement efficace pour le service de satellite radioamateur.
Ce modèle a permis sa pérennité et son développement continu malgré des ressources souvent limitées et un environnement spatial de plus en plus complexe.
AMSAT, avec son réseau international de bénévoles, est le moteur de l’innovation technique et de la mise en orbite des satellites, ce qui requiert une expertise technique pointue et une capacité à mobiliser des ressources, souvent bénévoles ou issues de dons.
L’IARU, en sa qualité d’organisme représentant les intérêts des radioamateurs auprès de l’UIT, gère la ressource rare et précieuse qu’est le spectre radioélectrique.
Sa procédure de coordination des fréquences est indispensable pour éviter le chaos spectral et garantir que les satellites puissent opérer sans brouillage mutuel ou avec d’autres services de radiocommunication.
Cela exige une diplomatie technique et une vision globale des enjeux.
L’ARRL et les sociétés nationales équivalentes jouent un rôle crucial dans la formation des opérateurs, la diffusion d’informations techniques, la défense des intérêts des radioamateurs au niveau national, et la promotion de l’activité, assurant ainsi un renouvellement constant de la base d’utilisateurs et d’expérimentateurs.
Sans AMSAT, il y aurait peu de nouveaux satellites.
Sans l’IARU, l’utilisation des fréquences serait anarchique et probablement insoutenable à long terme.
Sans l’ARRL et les autres sociétés nationales, la base d’utilisateurs et le soutien politique seraient moindres.
Cette répartition des rôles, fondée sur la spécialisation et une coopération étroite (par exemple, la collaboration entre AMSAT et l’ARRL pour le programme ARISS, a permis au domaine des satellites radioamateurs de prospérer pendant des décennies, en s’adaptant aux évolutions technologiques et réglementaires.
C’est un exemple de gouvernance sectorielle qui repose fortement sur l’autorégulation et une passion partagée pour l’exploration spatiale et la communication.

Anatomie et classification des satellites radioamateurs

Les satellites radioamateurs, bien que partageant des objectifs communs, présentent une grande diversité en termes de fonctionnalités et de caractéristiques orbitales.
Comprendre cette classification est essentiel pour appréhender la variété des activités possibles et les défis techniques associés.

Typologie des satellites selon leur fonctionnalité

La charge utile d’un satellite radioamateur détermine sa fonction principale et le type de communication qu’il peut prendre en charge.
Historiquement, les premiers satellites, comme OSCAR 1, embarquaient principalement des balises de télémétrie pour signaler leur présence et transmettre des informations basiques sur leur état.
Cependant, dès 1965, la majorité des satellites OSCAR ont commencé à intégrer des transpondeurs linéaires, permettant des communications bidirectionnelles en temps réel, ouvrant ainsi la voie à des échanges vocaux et télégraphiques plus élaborés.
Au fil du temps, d’autres fonctionnalités se sont ajoutées.
Certains satellites ont été équipés de systèmes de messagerie numérique, souvent appelés “bulletin boards” (BBS), fonctionnant en mode différé (“store-and-forward”), où les messages sont stockés à bord puis retransmis ultérieurement.
D’autres ont servi de répéteurs numériques (“digipeaters”) pour le packet radio, permettant des connexions directes entre stations terrestres.
De manière générale, les satellites radioamateurs peuvent être classés en fonction de leur mode de retransmission principal : répéteurs FM, transpondeurs linéaires, ou relais numériques.

Les répéteurs en modulation de fréquence (FM)

Les satellites équipés de répéteurs FM agissent de manière similaire aux relais FM terrestres, mais en orbite.
Ils reçoivent un signal sur une fréquence (liaison montante) et le retransmettent simultanément sur une autre fréquence (liaison descendante), généralement avec une puissance modeste.
L’un des grands avantages des satellites FM est leur accessibilité : ils peuvent souvent être exploités avec des équipements radioamateurs courants, y compris des émetteurs-récepteurs portatifs (talkies-walkies) dotés d’une antenne modérément directive.
Les passages de ces satellites au-dessus d’une station terrestre sont typiquement courts, durant généralement moins de 15 minutes, en raison de leur orbite basse.

En raison de la nature partagée de cette ressource et de la courte durée des passages, certaines bonnes pratiques opérationnelles sont recommandées : partager équitablement le temps d’accès au satellite, ne pas monopoliser le répéteur, attendre que les contacts (QSO) en cours se terminent avant d’appeler, et éviter les appels généraux “CQ Satellite” comme on le ferait sur un relais terrestre.

Les transpondeurs linéaires pour la bande latérale unique (SSB) et la télégraphie (CW)

Les transpondeurs linéaires sont conçus pour recevoir une bande de fréquences (par exemple, 20 kHz, 60 kHz ou plus) sur une liaison montante et la retransmettre intégralement sur une autre bande de fréquences en liaison descendante.
Cette approche permet à plusieurs utilisateurs de communiquer simultanément à travers le satellite, en utilisant des modes à bande étroite comme la Bande Latérale Unique (SSB) pour la voix ou la télégraphie (CW).
Contrairement aux répéteurs FM qui ne traitent qu’un signal à la fois, les transpondeurs linéaires agissent comme un “tuyau” large bande.

Une règle d’or pour l’utilisation des transpondeurs linéaires est d’utiliser la puissance minimale nécessaire pour établir le contact.
Une puissance excessive en liaison montante peut saturer le récepteur du satellite ou consommer une part disproportionnée de la puissance disponible pour la retransmission, pénalisant ainsi tous les autres utilisateurs.
La communication via transpondeur linéaire exige une correction de l’effet Doppler beaucoup plus précise que pour la FM, en raison de la faible largeur de bande des signaux SSB et CW.

Des exemples notables de satellites équipés de transpondeurs linéaires incluent AO-7 (avec ses modes A et B), FO-29, le robuste RS-44, et les récents CAS-4A et CAS-4B.
Les transpondeurs peuvent être de deux types principaux :

• Non-inverseurs : La relation entre les fréquences montantes et descendantes est directe (la fréquence la plus basse en montée correspond à la fréquence la plus basse en descente).
• Inverseurs : La relation est inversée (la fréquence la plus basse en montée correspond à la fréquence la plus haute en descente, et vice-versa). Souvent, cela s’accompagne d’une inversion de la bande latérale (par exemple, un signal LSB en montée sera retransmis en USB en descente).

Les relais numériques : Packet radio, APRS, et autres modes de données

Outre la voix et la CW, de nombreux satellites radioamateurs facilitent les communications numériques.
Ils peuvent prendre en charge divers modes de transmission de données, notamment le packet radio utilisant le protocole AX.25, l’APRS (Automatic Packet Reporting System) pour la transmission de positions géographiques, de messages courts et de données télémétriques, et même des modes comme le PSK-31 via des transpondeurs linéaires.

Certains satellites sont spécifiquement conçus ou configurés pour fonctionner comme des répéteurs numériques (digipeaters) APRS.
La Station Spatiale Internationale (ISS) héberge un digipeater APRS très actif et populaire, tout comme l’a fait PCSAT (NO-44) par le passé.
D’autres satellites, notamment les anciens Microsats ou Pacsats comme AO-16, ont offert des capacités de “store-and-forward” (stockage et retransmission).
Ces systèmes permettent aux utilisateurs de télécharger des messages ou des fichiers sur le satellite, qui les stocke dans sa mémoire avant de les retransmettre ultérieurement lorsque le satellite survole d’autres régions du globe, offrant ainsi une forme de communication numérique asynchrone à couverture mondiale.

Les CubeSats : Miniaturisation et expérimentation spatiale

L’avènement des CubeSats a marqué une révolution dans le domaine des petits satellites, y compris pour la communauté radioamateur.
Les CubeSats sont des satellites miniaturisés basés sur une unité standardisée de 1U, mesurant 10x10x10 centimètres et pesant généralement entre 1 et 1.33 kilogrammes.
Cette standardisation a considérablement réduit les coûts de développement et de lancement, rendant la construction et la mise en orbite de satellites accessibles à un plus grand nombre d’universités, de groupes d’amateurs et d’institutions éducatives.

Les CubeSats sont fréquemment utilisés pour des missions éducatives, permettant aux étudiants d’acquérir une expérience pratique en ingénierie spatiale, et pour des démonstrations technologiques de nouveaux composants ou systèmes.
La série de satellites Fox d’AMSAT, tels que Fox-1A (AO-85) et Fox-1B (AO-91), sont des exemples de CubeSats 1U ayant fourni des répéteurs FM et transporté des expériences universitaires.
HuskySat-1, développé par des étudiants, est un autre exemple de CubeSat ayant volé avec succès.

Face au succès de cette plateforme, AMSAT développe de nouvelles générations de CubeSats, comme la série Fox-Plus, conçue pour être rapidement adaptable à de nouvelles charges utiles expérimentales, et le programme GOLF (Greater Orbit, Larger Footprint).
Ce dernier vise à développer des CubeSats capables d’atteindre des orbites plus hautes (MEO ou HEO) et dotés de technologies plus avancées telles que le contrôle d’attitude actif, des panneaux solaires déployables et orientables, et potentiellement des systèmes de propulsion.

La diversité des types de satellites radioamateurs offre un large éventail d’activités, allant des contacts vocaux locaux rapides via les répéteurs FM aux communications DX sophistiquées en SSB/CW sur les transpondeurs linéaires, en passant par les expérimentations numériques et le développement de nouvelles technologies via les CubeSats.
Cette spécialisation fonctionnelle et l’émergence des CubeSats reflètent une adaptation continue de la communauté radioamateur aux besoins variés de ses membres et aux opportunités technologiques.
Cela favorise à la fois l’accessibilité pour les opérateurs débutants, qui peuvent commencer avec des équipements simples pour les satellites FM, et offre des défis stimulants et des possibilités de contribution technique pour les expérimentateurs plus avancés.
Les répéteurs FM, par exemple, abaissent significativement la barrière à l’entrée en permettant l’utilisation d’équipements courants comme les talkies-walkies, ce qui est crucial pour attirer de nouveaux venus dans le monde des communications par satellite.
Les transpondeurs linéaires s’adressent davantage à ceux qui recherchent des communications DX plus traditionnelles en SSB ou CW, nécessitant une plus grande maîtrise technique, notamment en ce qui concerne la gestion de la puissance d’émission et la correction fine de l’effet Doppler.
Les relais numériques et les capacités APRS ouvrent la porte à l’expérimentation avec les protocoles de données, la télémesure et le suivi de position, ce qui est particulièrement attrayant pour les radioamateurs ayant un fort intérêt pour la technologie numérique.
Enfin, les CubeSats ont véritablement révolutionné l’accès à l’espace pour les groupes amateurs et les institutions éducatives grâce à la réduction des coûts de développement et de lancement.
Cela a permis une prolifération de missions, souvent avec des charges utiles expérimentales innovantes.
Cette diversification des plateformes et des fonctionnalités signifie que le service de satellite radioamateur peut répondre à un large éventail d’intérêts et de niveaux de compétence, assurant ainsi sa vitalité et sa pertinence continues.
Des projets ambitieux comme le programme GOLF d’AMSAT démontrent une volonté de repousser encore plus loin les capacités techniques, en visant des orbites plus exigeantes et des fonctionnalités accrues.

Dynamique des orbites satellitaires et leurs implications

Le type d’orbite sur lequel un satellite est placé a des conséquences directes et profondes sur ses caractéristiques opérationnelles, sa couverture, la durée de ses passages, et les techniques nécessaires pour communiquer avec lui. Les trois principaux types d’orbites utilisés sont l’orbite terrestre basse (LEO), l’orbite terrestre moyenne (MEO), et l’orbite géostationnaire (GEO).³³

Orbite terrestre basse (LEO – Low Earth Orbit)

Les satellites en LEO évoluent à des altitudes généralement comprises entre 500 et 1200 km, bien que certaines sources spécifient une fourchette de 700 à 1000 km.
Leur période de révolution autour de la Terre est rapide, de l’ordre de 100 minutes, ce qui correspond à une vitesse orbitale élevée, approximativement 7.4 km/s, soit près de 27000 km/h.

• Avantages : Le principal avantage des orbites LEO pour les communications est le faible temps de transmission des données, se traduisant par une faible latence, en raison de la proximité relative du satellite par rapport à la surface terrestre. De plus, la puissance requise pour établir la liaison radio est moindre comparée aux orbites plus hautes.
• Inconvénients : La vitesse élevée des satellites LEO entraîne une courte durée de visibilité depuis une station au sol, typiquement entre 10 et 15 minutes par passage. Pour assurer une couverture continue sur une zone donnée, une constellation de plusieurs satellites LEO est nécessaire. Un autre inconvénient majeur est l’effet Doppler prononcé sur les fréquences radio, qui nécessite une compensation active de la part de l’opérateur ou du système.
• Utilisation : La majorité des satellites radioamateurs, qu’ils soient équipés de répéteurs FM ou de transpondeurs linéaires, opèrent en LEO. Ces orbites sont également très utilisées pour l’observation de la Terre, comme c’est le cas pour la constellation Pléiades.

Orbite terrestre moyenne (MEO – Medium Earth Orbit)

Les satellites en MEO se situent à des altitudes allant de 5000 à 20000 km au-dessus de la surface terrestre.
Leur période de révolution est plus lente que celle des satellites LEO.

• Avantages et Inconvénients : Les satellites MEO offrent un compromis entre LEO et GEO en termes de latence de communication et de couverture au sol. Un satellite MEO couvre une zone plus vaste et reste visible plus longtemps qu’un satellite LEO, mais nécessite plus de satellites qu’une constellation GEO pour une couverture globale. L’effet Doppler est généralement moins prononcé par unité de temps que pour les LEO, mais il s’étale sur une durée de passage plus longue.
• Utilisation : Les orbites MEO sont principalement connues pour héberger les systèmes de positionnement par satellite comme le GPS et d’autres constellations de navigation. Plus récemment, des constellations de satellites à haut débit (HTS) en MEO ont été déployées pour fournir une connectivité de données à faible latence et large bande passante. Ce type d’orbite est moins courant pour les satellites radioamateurs traditionnels, mais il est envisagé pour des projets futurs comme le programme GOLF d’AMSAT, qui vise à acquérir de l’expérience dans des orbites plus hautes que LEO.

Orbite géostationnaire (GEO – Geostationary Earth Orbit)

L’orbite géostationnaire est une orbite circulaire située très précisément à une altitude d’environ 35786 km au-dessus de l’équateur terrestre.
À cette altitude, la période orbitale d’un satellite correspond exactement à la période de rotation de la Terre sur elle-même (jour sidéral).
De ce fait, un satellite en orbite GEO apparaît fixe dans le ciel par rapport à un observateur au sol.

• Avantages : Le principal avantage est la couverture constante d’une vaste zone géographique (environ un tiers de la surface terrestre par satellite). Cela élimine le besoin de systèmes de poursuite d’antenne complexes pour les stations fixes, car l’antenne peut être pointée une fois pour toutes vers le satellite. De plus, l’effet Doppler est négligeable sur les liaisons avec un satellite GEO.
• Inconvénients : La distance considérable induit une latence de transmission des signaux radio significativement plus élevée (environ 0.25 secondes pour un aller-retour) par rapport aux orbites LEO et MEO. La puissance requise pour la liaison est également plus importante en raison de la distance.
• Utilisation : Les orbites GEO sont massivement utilisées pour les télécommunications (téléphonie, internet), la télédiffusion directe de programmes de télévision, et la collecte de données météorologiques. Pour la communauté radioamateur, l’exemple emblématique est le satellite Es’hail-2 / QO-100, qui héberge le premier transpondeur radioamateur géostationnaire, marquant l’entrée dans l’ère des satellites de Phase 4.

Le choix de l’orbite a un impact direct et déterminant sur la conception globale du satellite (notamment en termes de puissance électrique, de gain d’antenne), sur les opérations requises au sol (complexité de la poursuite d’antenne, gestion de l’effet Doppler), et sur le type de communications qu’il est possible d’établir (durée des contacts, étendue de la couverture).
La grande majorité des satellites radioamateurs ont historiquement été placés en LEO, principalement en raison des coûts de lancement plus faibles et des exigences de puissance moindres pour les liaisons radio.
L’avènement de QO-100 a cependant ouvert une nouvelle ère passionnante avec un accès permanent à un satellite géostationnaire pour une large partie de la communauté.

Cette prédominance des satellites LEO dans le radioamateurisme, bien que largement dictée par des contraintes économiques et techniques, a façonné une culture opérationnelle unique.
Elle est axée sur la gestion de passages satellitaires courts et dynamiques, qui exigent une préparation minutieuse et une certaine dextérité de la part de l’opérateur.
Les fenêtres de communication, souvent limitées à 10-15 minutes, nécessitent une poursuite active de l’antenne (ou l’utilisation d’antennes omnidirectionnelles moins performantes) et une gestion rigoureuse de l’effet Doppler, particulièrement sur les fréquences UHF et supérieures.
Cette contrainte de temps a favorisé des échanges radio rapides et efficaces, ainsi que le développement de techniques pour maximiser le nombre de contacts durant un seul passage.
Le coût de lancement, significativement plus bas pour les orbites LEO, a historiquement rendu ce type d’orbite plus accessible pour les projets amateurs, souvent menés avec des budgets limités.

L’arrivée de QO-100 en orbite GEO a introduit un paradigme radicalement différent.
En éliminant la nécessité d’une poursuite active de l’antenne pour les stations fixes situées dans sa zone de couverture et en rendant l’effet Doppler négligeable, ce satellite a considérablement simplifié l’équipement requis au sol et la procédure opérationnelle.
L’expérience s’apparente davantage à une communication via un répéteur terrestre distant, mais avec une disponibilité quasi permanente.
Cette facilité d’accès et la permanence du satellite pourraient attirer un nouveau segment de radioamateurs, potentiellement moins enclins à la complexité des opérations LEO, et pourraient également modifier les types d’activités pratiquées, favorisant par exemple des QSO plus longs ou des expérimentations continues.
Dans cette optique, le projet GOLF d’AMSAT, qui vise des orbites plus hautes de type MEO ou HEO, suggère une volonté de combler le fossé entre LEO et GEO, en offrant des durées de passage plus longues que celles des LEO sans pour autant atteindre la complexité et le coût d’un lancement en orbite géostationnaire.

Le tableau suivant synthétise les caractéristiques clés des différentes orbites et leurs implications pour les communications radioamateurs :

Tableau Comparatif des Caractéristiques des Orbites (LEO, MEO, GEO) pour les Communications Radioamateurs

Caractéristique	LEO (Orbite Terrestre Basse)	MEO (Orbite Terrestre Moyenne)	GEO (Orbite Géostationnaire)
Altitude typique (km)	500 – 1200 (ou 700-1000)	5000 – 20000	~35786
Période orbitale	~90 – 110 minutes	Plusieurs heures	23h 56min (Jour Sidéral)
Vitesse orbitale approx. (km/h)	~27000 – 28000	~14000 – 20000	~11000
Durée de visibilité typique	10 – 15 minutes par passage	Plusieurs heures par passage	Continu (pour les stations dans la zone de couverture)
Couverture au sol	Limitée, nécessite une constellation pour couverture globale	Plus large que LEO, nécessite une constellation pour couverture globale	Très large (environ 1/3 de la Terre par satellite)
Impact de l’effet Doppler	Très significatif, nécessite une compensation active	Modéré, mais sur une plus longue durée	Négligeable
Complexité poursuite d’antenne	Élevée (Azimut et Élévation) ou omnidirectionnelle moins performante	Modérée à élevée (Azimut et Élévation)	Faible (antenne fixe pour les stations dans la zone de couverture)
Exemples de sat. radioamateurs	Majorité des OSCARs (SO-50, AO-91, RS-44, CAS-4A/B), ISS	Peu courant (visé par projet GOLF)	Es’hail-2 / QO-100

Les fréquences des satellites radioamateurs : Un spectre à explorer

La gestion et l’utilisation des fréquences radio constituent le cœur de l’activité radioamateur par satellite.
Une compréhension approfondie des concepts de liaison, des allocations de bandes et des procédures de coordination est indispensable pour opérer avec succès et de manière responsable.

Concepts essentiels : Liaison montante (Uplink) et liaison descendante (Downlink)

Dans le domaine des communications par satellite, deux termes fondamentaux décrivent la direction des signaux radio :

• Liaison Montante (Uplink) : Désigne la transmission des signaux depuis la station terrestre de l’opérateur vers le satellite. C’est par cette liaison que l’opérateur envoie sa voix, ses données ou ses commandes au satellite.
• Liaison Descendante (Downlink) : Réfère à la transmission des signaux depuis le satellite vers la ou les stations terrestres réceptrices. C’est via la liaison descendante que l’opérateur reçoit les signaux retransmis par le satellite (provenant d’autres opérateurs ou ses propres signaux en retour) ou la télémétrie du satellite.

Pour éviter que le puissant signal émis par le satellite sur sa liaison descendante n’interfère avec son propre récepteur, beaucoup plus sensible, sur la liaison montante, les fréquences de ces deux liaisons sont pratiquement toujours différentes.

Une convention souvent rencontrée dans les communications par satellite commerciales est que la fréquence de liaison montante est plus élevée que celle de la liaison descendante.
La raison principale invoquée est liée à l’atténuation des ondes radio : cette atténuation augmente avec la fréquence.
En utilisant une fréquence plus élevée pour la montée, la station terrestre, qui dispose généralement de plus de puissance et d’antennes plus performantes que le satellite (limité en ressources énergétiques et en taille), peut compenser plus facilement les pertes de propagation plus importantes sur cette liaison.
Cependant, cette convention n’est pas systématiquement appliquée pour les satellites radioamateurs.
En effet, on observe une variété de combinaisons de bandes, souvent désignées par une nomenclature spécifique comme “Mode A” (liaison montante en VHF bande des 2 mètres, liaison descendante en HF bande des 10 mètres), “Mode B” (montée UHF 70 cm, descente VHF 2m), ou “Mode J” (montée VHF 2m, descente UHF 70 cm).

Cette convention de nommage des modes opératoires (par exemple, U/V pour uplink UHF / downlink VHF, ou V/U pour uplink VHF / downlink UHF) est un raccourci linguistique essentiel et très pratique pour les opérateurs de satellites radioamateurs.
Elle encapsule de manière concise des informations critiques concernant les bandes de fréquences utilisées.
Par extension, elle informe implicitement sur le type d’équipement qui sera requis (antennes bi-bandes, émetteur-récepteur capable d’opérer sur ces bandes, potentiellement en mode full-duplex) et sur certains des défis de propagation à anticiper.
Par exemple, l’effet Doppler est plus marqué sur les fréquences plus élevées.
Ainsi, savoir qu’un satellite opère en mode U/V indique immédiatement à l’opérateur que la correction Doppler sera plus critique et d’une amplitude plus grande sur la liaison montante UHF que sur la liaison descendante VHF.
L’inverse serait vrai pour un satellite opérant en mode V/U.
Cette nomenclature compacte, utilisant des lettres pour désigner les bandes (V pour VHF 2m, U pour UHF 70cm, L pour la bande 1.2 GHz, S pour la bande 2.4 GHz, etc…, est donc un outil de communication efficace et standardisé au sein de la communauté internationale des radioamateurs par satellite, permettant de transmettre rapidement des informations techniques clés.

Attribution et plans de bandes : Cadres réglementaires de l’IARU et de l’ARRL

L’utilisation des fréquences par les satellites radioamateurs est encadrée par des plans de bandes établis par des organisations internationales et nationales.
L’Union Internationale des Radioamateurs (IARU) joue un rôle central en établissant des plans de bandes pour ses trois régions administratives (Région 1 : Europe, Afrique, Moyen-Orient, Nord de l’Asie ; Région 2 : Amériques ; Région 3 : Reste de l’Asie et Océanie).
Ces plans tiennent compte du nécessaire partage du spectre entre le service amateur terrestre et le service amateur par satellite, ainsi que de la nature intrinsèquement globale des communications par satellite.
Il est fortement recommandé aux concepteurs et opérateurs de satellites d’utiliser les bandes de fréquences allouées spécifiquement au service amateur par satellite dans les plans de bandes régionaux de l’IARU.

Aux États-Unis, l’American Radio Relay League (ARRL) publie également des plans de bandes détaillés, qui incluent des segments spécifiques pour les opérations via les satellites OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio).¹³ Il est important de noter que les allocations de fréquences peuvent avoir différents statuts : primaires (le service a la priorité et est protégé contre les interférences des services secondaires), secondaires (le service ne doit pas causer d’interférences aux services primaires et ne peut réclamer de protection contre eux), ou sur une base de non-interférence (similaire au statut secondaire, mais souvent avec des conditions d’utilisation plus strictes).²

Voici un aperçu des principales bandes de fréquences utilisées par les satellites radioamateurs, avec des exemples d’allocations selon l’IARU et l’ARRL :

Bandes VHF (par exemple, bande des 2 mètres – 144-146 MHz ou 144-148 MHz selon les régions)

• IARU : Les segments typiquement alloués au service satellite incluent 144.000-144.025 MHz (exclusivement pour les liaisons descendantes), 145.200 MHz et 145.490 MHz (réservés aux missions spatiales habitées uniquement, comme l’ISS), et la portion 145.800-146.000 MHz qui est la plus couramment utilisée. Pour la Région 1 de l’IARU, il est recommandé que la bande des 145 MHz soit utilisée préférentiellement pour les liaisons descendantes des transpondeurs afin d’éviter la retransmission involontaire de signaux terrestres potentiellement interférents captés par le satellite.
• ARRL (États-Unis) : Le plan de bandes américain alloue la sous-bande 144.30-144.50 MHz comme “nouvelle sous-bande OSCAR” et la sous-bande 145.80-146.00 MHz comme “sous-bande OSCAR” traditionnelle. D’autres segments de la bande des 2 mètres sont alloués à des activités spécifiques comme l’EME (Terre-Lune-Terre) en CW (144.00-144.05 MHz) ou les signaux faibles en CW et SSB (144.05-144.20 MHz).

Bandes UHF (par exemple, bande des 70 centimètres – 430-440 MHz ou 420-450 MHz selon les régions)

• IARU : La bande 435.000-438.000 MHz est allouée mondialement à l’usage satellite. La largeur de bande maximale pour une émission est généralement de 100 kHz dans cette portion ; pour des largeurs de bande plus importantes, l’utilisation de bandes de fréquences supérieures est recommandée.
• ARRL (États-Unis) : Le segment 435.00-438.00 MHz est désigné comme “Satellite uniquement (internationalement)”.
• En France, le plan national de répartition des fréquences pour la bande 430-440 MHz est détaillé et inclut de nombreux canaux pour les relais terrestres. Cependant, les segments spécifiquement utilisés pour les opérations par satellite tendent à suivre les accords internationaux de l’IARU.

Bande L (par exemple, bande des 23 centimètres – typiquement autour de 1.2 GHz)

• IARU : Le segment 1260.000-1270.000 MHz est alloué pour les liaisons Terre-Espace (liaisons montantes).
• ARRL (États-Unis) : La portion 1260.000-1270.000 MHz est attribuée aux liaisons montantes satellite, à l’expérimentation et à la télévision d’amateur (ATV) en mode simplex.

Bande S (par exemple, bande des 13 centimètres – typiquement autour de 2.4 GHz)

• IARU : La bande 2400.000-2450.000 MHz est disponible, avec un segment plus étroit de 2400-2403 MHz souvent utilisé pour les communications à bande étroite.
• ARRL (États-Unis) : Le segment 2400.000-2410.000 MHz est désigné pour les “Communications par Satellite Amateur”.

Exploration des autres bandes (HF, SHF, Micro-ondes)

Au-delà des bandes VHF, UHF, L et S, d’autres portions du spectre sont également allouées au service amateur par satellite :

• Bandes HF (IARU) : Des segments spécifiques sont alloués dans les bandes des 40m, 20m, 17m, 15m, 12m, et 10m. Pour cette dernière, la portion 29.300-29.510 MHz est particulièrement pertinente pour les liaisons descendantes de certains satellites (Mode A).
• Bandes SHF et Micro-ondes (IARU et ARRL) : Des allocations existent dans les bandes de 3.4 GHz (principalement Régions 2 et 3 pour l’IARU), 5.6/5.8 GHz (avec des segments distincts pour les liaisons montantes et descendantes), 10 GHz, 24 GHz, 47 GHz, 75 GHz, 134 GHz, et 248 GHz. L’utilisation de ces bandes plus élevées offre l’avantage de largeurs de bande potentiellement plus importantes, mais s’accompagne de défis techniques accrus en termes de propagation des ondes et de disponibilité d’équipements.

Les plans de bandes sont des outils essentiels pour assurer une utilisation ordonnée et efficace du spectre radioélectrique.
Les opérateurs doivent être conscients des différences qui peuvent exister entre les plans de bandes des différentes régions de l’IARU et les réglementations nationales spécifiques, comme celles édictées par l’ARRL pour les États-Unis.

La complexité croissante de ces plans de bandes et la nécessité de définir des segments “réservés aux satellites” (comme c’est le cas pour la portion 435-438 MHz) soulignent la pression qui s’exerce sur le spectre radioélectrique.
Cela témoigne également de la reconnaissance du service de satellite amateur comme un utilisateur distinct mais pleinement intégré de ces fréquences.
Ce statut particulier nécessite une protection contre les interférences qui pourraient provenir des opérations terrestres, qui sont souvent plus puissantes et plus nombreuses.
Les premiers satellites radioamateurs, tel OSCAR 1 opérant sur 145 MHz, fonctionnaient sur des fréquences VHF relativement peu encombrées à l’époque.
Avec l’augmentation exponentielle du nombre d’utilisateurs et de services, tant terrestres que spatiaux, le spectre est devenu une ressource de plus en plus convoitée et contestée.
En réponse, l’IARU et l’ARRL ont dû affiner et détailler leurs plans de bandes, allouant des segments spécifiques aux opérations satellitaires, parfois même avec des restrictions directionnelles (liaison montante uniquement ou liaison descendante uniquement).
La désignation “satellite uniquement” pour certaines portions du spectre indique une prise de conscience que les opérations satellitaires possèdent des caractéristiques uniques – telles qu’une empreinte géographique globale et la nécessité de travailler avec des signaux souvent faibles – qui exigent des environnements de fréquences plus calmes, distincts des canaux utilisés par les répéteurs terrestres ou les communications simplex locales.
Cette segmentation et l’établissement de règles d’utilisation spécifiques (par exemple, la recommandation en Région 1 de l’IARU d’utiliser la bande des 145 MHz préférentiellement pour les liaisons descendantes des transpondeurs afin d’éviter la retransmission d’interférences terrestres) sont des mécanismes d’adaptation essentiels.
Ils visent à assurer la viabilité continue des communications par satellite amateur face à une demande croissante et à une complexification de l’utilisation du spectre.

La coordination des fréquences par l’IARU : Une nécessité pour l’harmonie spatiale

La communauté radioamateur a une longue et fructueuse tradition d’autorégulation concernant l’utilisation des fréquences.
Cependant, la nature globale des satellites, dont les signaux peuvent être reçus et causer des interférences sur de vastes étendues géographiques, voire à l’échelle mondiale, rend une coordination centralisée et internationale absolument indispensable.

C’est l’Union Internationale des Radioamateurs (IARU) qui assume cette responsabilité cruciale.
Par l’intermédiaire de son conseiller satellite et d’un panel consultatif d’experts issus des trois régions de l’IARU, elle coordonne les fréquences pour les futurs satellites radioamateurs.
Ce processus vise à éviter les interférences nuisibles, tant entre satellites amateurs qu’avec d’autres services de radiocommunication, et à aider les projets de satellites à aboutir avec succès.

La procédure de coordination implique la soumission d’une demande formelle par les promoteurs du projet satellite.
Cette demande doit être effectuée en utilisant un formulaire spécifique, disponible sur le site web de l’IARU, et doit être soumise le plus tôt possible dans le cycle de vie du projet, bien avant le lancement.
Une exigence fondamentale de ce processus est que l’administration nationale responsable de la licence du satellite (généralement l’autorité de régulation des télécommunications du pays) notifie officiellement l’Union Internationale des Télécommunications (UIT) des assignations de fréquences prévues pour le satellite.
Cela se fait par le dépôt d’une “Advanced Publication Information” (API) auprès de l’UIT.
L’IARU recommande fortement que cette notification à l’UIT soit effectuée avant même la demande de coordination auprès de l’IARU.
Le rôle de l’IARU dans ce domaine est significatif, comme en témoigne le fait qu’elle a déjà traité plus de 1000 demandes de coordination de fréquences pour des satellites.

Le document de référence de l’IARU intitulé “Amateur Radio Satellites” (dont le nom de fichier est souvent iarusatspec_revX.Y.pdf) sert de guide détaillé pour ces procédures et interprète les dispositions réglementaires applicables.
La coordination des fréquences est donc un processus collaboratif impliquant les constructeurs de satellites, l’IARU, et les administrations nationales.
Elle est essentielle non seulement pour le succès technique des missions individuelles, mais aussi pour la protection et la préservation à long terme des allocations de fréquences du service amateur par satellite dans un environnement spectral de plus en plus sollicité.

Le processus de coordination des fréquences de l’IARU, bien que centré sur les besoins et les pratiques de la communauté radioamateur, interagit de manière cruciale avec les cadres réglementaires nationaux et internationaux, en particulier ceux de l’UIT.
L’IARU agit ainsi comme un pont essentiel qui légitime et protège les opérations des satellites radioamateurs dans un environnement spatial de plus en plus réglementé et encombré.
Bien que les satellites radioamateurs soient, par définition, des projets non commerciaux, ils n’en demeurent pas moins des objets spatiaux soumis aux traités internationaux et aux réglementations nationales en vigueur.
L’exigence de l’IARU que l’administration nationale notifie l’UIT signifie que tout projet de satellite amateur doit, à un moment donné, être reconnu et approuvé par une autorité gouvernementale.
La coordination par l’IARU précède souvent ou accompagne cette démarche officielle, aidant à s’assurer que le projet est techniquement viable du point de vue de l’utilisation du spectre avant d’engager les processus administratifs formels et parfois complexes avec l’UIT.
En demandant, par exemple, le numéro de publication API/A délivré par l’UIT, l’IARU s’assure que les projets qu’elle coordonne sont en bonne voie de conformité réglementaire internationale.
Ce rôle de “filtre technique” et de “facilitateur réglementaire” est d’autant plus crucial que la communauté amateur opère souvent avec des ressources humaines et financières limitées, et pourrait éprouver des difficultés à naviguer seule dans le paysage complexe de la réglementation spatiale et de la gestion du spectre.
Sans cette interface, de nombreux projets amateurs pourraient échouer, non pas pour des raisons techniques intrinsèques, mais à cause de problèmes de non-conformité ou d’interférences potentielles.
L’IARU agit donc comme un intermédiaire indispensable entre la communauté technique amateur et les instances réglementaires formelles, garantissant que les satellites amateurs puissent coexister pacifiquement et efficacement avec les nombreux autres services qui utilisent l’espace et le spectre radioélectrique.

Panorama des fréquences pour les satellites actifs notables

Pour les opérateurs souhaitant communiquer via satellite, il est crucial de disposer d’informations à jour sur les fréquences de montée (uplink), de descente (downlink), les modes d’opération et les éventuelles tonalités CTCSS requises pour les satellites actifs.
AMSAT (notamment AMSAT-NA et ses branches nationales) maintient des listes et des pages de statut de satellites qui constituent des références précieuses.
Des sites web comme N2YO.com fournissent également des informations de suivi et des données orbitales.
Il est important de noter que le statut opérationnel des satellites peut changer, parfois rapidement, en raison de problèmes techniques, de la dégradation des batteries ou de la fin de vie de la mission.
Une vérification avant toute tentative de contact est donc toujours recommandée.

Voici un aperçu des fréquences et modes pour certains des satellites radioamateurs les plus populaires et actifs (ou récemment actifs) :

Satellites à Répéteur FM :

Ces satellites sont souvent le point d’entrée pour les nouveaux opérateurs en raison de leur simplicité d’utilisation avec un équipement FM standard.

Satellites radioamateurs FM actifs populaires

Nom (Indicatif OSCAR)	Fréquence de montée (MHz) & CTCSS (Hz)	Fréquence de descente (MHz)	Mode principal	Statut opérationnel/commentaires (au moment des sources)
SO-50 (SaudiSat-1C)	145.850 (CTCSS 67.0 Hz)	436.795	FM Voix	Opérationnel. Nécessite une tonalité de 74.4 Hz pendant 2s pour armer un minuteur de 10 min.
AO-91 (RadFxSat / Fox-1B)	435.250 (Pas de CTCSS actuellement)	145.960	FM Voix	Fin de vie, opérationnel en lumière solaire uniquement. Batterie dégradée, fonctionne en mode COR (Carrier Operated Repeater) sans CTCSS. Télémétrie généralement indisponible. Signaux bons mais avec chutes fréquentes.
ISS (Répéteur Vocal V/U)	145.990 (CTCSS 67.0 Hz)	437.800	FM Voix	Opérationnel selon statut ARISS.
ISS (APRS Digipeater Mode V)	145.825	145.825	APRS Packet	Mode d’opération le plus courant pour l’APRS via l’ISS.
ISS (SSTV)	N/A (Descente uniquement)	145.800	SSTV	Activé occasionnellement pour des événements spéciaux.
PO-101 (Diwata-2)	437.500 (CTCSS 141.3 Hz)	145.900	FM Voix/APRS	Opérationnel. Transpondeur FM activé selon calendrier. Peut fonctionner en répéteur FM ou digipeater APRS. Consulter Twitter @Diwata2PH pour le calendrier.
CAS-3H (LilacSat-2)	144.350 (Pas de CTCSS spécifié)	437.200	FM Voix/Tlm	Opérationnel, mais rarement actif en mode FM. Balise de télémétrie sur 437.200 MHz lorsque le transpondeur FM n’est pas actif. Pas de calendrier fixe pour le mode FM.
IO-86 (LAPAN-A2)	145.880 (CTCSS 88.5 Hz)	435.880	FM Voix	Opérationnel. Orbite à faible inclinaison, non visible au nord d’environ 30°N ou au sud de 30°S. Opérations du transpondeur FM selon calendrier uniquement. Consulter Twitter @lapansat.
SO-124 (HADES-R)	145.925 (Pas de CTCSS spécifié)	436.885	FM Voix	Opérationnel.
AO-123 (ASRTU-1)	145.850 (CTCSS 67.0 Hz)	435.400	FM Voix	En orbite, en phase de mise en service (commissioning) au moment des sources. Peut aussi avoir des modes 9k6 BPSK, NBFM, QPSK.

Satellites à transpondeur linéaire (SSB/CW) :

Ces satellites permettent des communications plus sophistiquées et des contacts à plus longue distance, mais exigent une meilleure maîtrise technique.

Satellites radioamateurs à transpondeur linéaire (SSB/CW) actifs populaires

Nom (Indicatif OSCAR)	Bande de montée (MHz) & Mode	Bande de descente (MHz) & Mode	Fréq. Balise (MHz) & Mode	Caractéristiques (Inverseur/Non-inv., BP)	Statut/Commentaires (au moment des sources)
AO-7	Mode A: 145.850-145.950 USB	Mode A: 29.400-29.500 USB	29.502 CW	Mode A: Non-inverseur.	Opérationnel uniquement en lumière solaire. Le minuteur de 24h alterne entre Mode A et B, ou bascule depuis Mode B.
	Mode B: 432.125-432.175 LSB	Mode B: 145.975-145.925 USB	145.975 CW (ou 145.970)	Mode B: Inverseur.	Idem.
RS-44 (DOSAAF-85)	145.935-145.995 LSB/CW	435.610-435.670 USB/CW	435.605 CW	Inverseur. BP: 60 kHz.	Opérationnel. Récepteur sensible, émetteur puissant. Signaux forts avec fading profond dû à la rotation de l’étage supérieur Briz-KM auquel il est resté attaché. Orbite LEO plus haute que la plupart des autres LEOs amateurs.
CAS-4A (BJ1SK)	435.220 (LSB/CW typiquement)	145.870 (USB/CW typiquement)	145.855 CW / 145.835 GMSK	Inverseur. BP: 20 kHz.	Opérationnel.
CAS-4B (BJ1SL)	435.280 (LSB/CW typiquement)	145.925 (USB/CW typiquement)	145.910 CW / 145.890 GMSK	Inverseur. BP: 20 kHz.	Opérationnel.
AO-73 (FUNcube-1)	435.130-435.150 LSB	145.970-145.950 USB	145.935 (1k2 BPSK Tlm)	Inverseur. BP: 20 kHz.	Transpondeur actif en éclipse. Consulter AMSAT-BB pour calendrier.
FO-29 (JAS-2)	145.900-146.000 LSB	435.800-435.900 USB	435.795 CW	Inverseur. BP: 100 kHz.	Transpondeur activé par calendrier, reste actif jusqu’à ce que la tension chute. Souvent en pleine lumière solaire.
JO-97 (JY1Sat)	435.100-435.120 LSB	145.855-145.875 USB	Aucune spécifiée	Inverseur. BP: 20 kHz.	Télémétrie inopérante.
TO-108 (CAS-6)	435.270-435.290 LSB	145.915-145.935 USB	145.910 CW / 145.890 GMSK	Inverseur. BP: 20 kHz.	Transpondeur intermittent (2s ON, 5s OFF). Balises souvent en porteuse pure.

Plans de bandes pour les opérations satellites :

Le tableau suivant offre une synthèse des allocations de fréquences pour les opérations par satellite, en se basant sur les plans de l’IARU Région 1 et de l’ARRL à titre d’exemples illustratifs.

Plans de bandes synthétiques pour opérations satellites (IARU Région 1 et ARRL à titre d’exemple)

Bande nominale	Segment fréquence satellite (IARU R1)	Segment fréquence satellite (ARRL US)	Direction typique (Montée/Descente/Mixte)	Modes courants	Notes
HF (ex: 10m)	29.300-29.510 MHz		Descente	SSB, CW	Utilisé par ex. pour AO-7 Mode A.
VHF (2 mètres)	144.000-144.025 (Descente uniquement), 145.800-146.000	144.30-144.50 (Nouvelle sous-bande OSCAR), 145.80-146.00 (Sous-bande OSCAR)	Montée/Descente/Mixte	FM, SSB, CW, Numérique	IARU R1 recommande 145 MHz pour descente transpondeur.
UHF (70 centimètres)	435.000-438.000	435.00-438.00	Montée/Descente/Mixte	FM, SSB, CW, Numérique	“Satellite uniquement” internationalement.
Bande L (23 cm / 1.2 GHz)	1260.000-1270.000 (Terre-Espace)	1260.000-1270.000	Montée	SSB, CW, FM, Numérique
Bande S (13 cm / 2.4 GHz)	2400.000-2450.000 (2400-2403 bande étroite)	2400.000-2410.000	Montée/Descente/Mixte	SSB, CW, FM, Numérique	Partagée avec ISM (WiFi, Bluetooth).
Bande C (5.6/5.8 GHz)	5.650-5.670 (Terre-Espace), 5.830-5.850 (Espace-Terre)	5.650-5.670 (Montée Satellite Uniquement), 5.830-5.850 (Descente Satellite Uniquement)	Montée (5.6), Descente (5.8)	SSB, CW, Numérique
Bande X (3 cm / 10 GHz)	10.450-10.500	10.450-10.500	Montée/Descente/Mixte	SSB, CW, Numérique, ATV	QO-100 utilise cette bande pour sa descente bande étroite et large bande.

Cette variété de fréquences et de modes d’opération témoigne de la richesse et de la complexité du domaine des communications par satellite radioamateur.
Une planification minutieuse et une configuration adéquate de l’équipement sont indispensables pour exploiter pleinement ces ressources orbitales.

Pratiques opérationnelles et techniques en communication satellitaire radioamateur

Opérer via les satellites radioamateurs requiert un ensemble de compétences et de connaissances techniques spécifiques, allant de la gestion de l’effet Doppler à la maîtrise des divers modes de communication et à la configuration optimale de sa station.

L’Effet Doppler : Compréhension approfondie et stratégies de compensation

L’effet Doppler est un phénomène physique fondamental qui affecte de manière significative les communications avec les satellites en orbite, en particulier ceux en orbite terrestre basse (LEO).

Principes physiques de l’effet doppler dans le contexte spatial

L’effet Doppler se manifeste par une variation de la fréquence perçue d’une onde (radioélectrique dans notre cas) lorsque la source de l’onde et l’observateur sont en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre.
En raison de la vitesse orbitale élevée des satellites LEO (de l’ordre de 27000 km/h), les fréquences des liaisons montantes et descendantes subissent des décalages notables pendant la durée d’un passage au-dessus d’une station terrestre.

Concrètement :

• Lorsque le satellite s’approche de la station au sol, la fréquence de la liaison descendante (du satellite vers la Terre) apparaît plus élevée que la fréquence nominale du satellite. Simultanément, le signal de la liaison montante (de la Terre vers le satellite) est reçu par le satellite à une fréquence également plus élevée que celle émise par la station terrestre.
• Lorsque le satellite s’éloigne de la station au sol, la fréquence de la liaison descendante apparaît plus basse que la fréquence nominale. Inversement, le signal de la liaison montante est reçu par le satellite à une fréquence plus basse que celle émise au sol..

L’amplitude de ce décalage Doppler (Δf) est directement proportionnelle à la fréquence nominale (f) du signal et à la vitesse relative (v) entre le satellite et la station terrestre, et inversement proportionnelle à la vitesse de la lumière (c) : Δf=f×(v/c). Par conséquent, l’effet Doppler est plus marqué :

• Sur les bandes de fréquences plus élevées : par exemple, le décalage sera plus important sur la bande des 70 cm (UHF, ~435 MHz) que sur la bande des 2 mètres (VHF, ~145 MHz) pour une même vitesse relative.
• Pour les satellites en orbite basse (LEO), qui ont des vitesses relatives plus élevées par rapport à l’observateur terrestre, comparativement aux satellites en orbites MEO ou GEO. Un satellite LEO typique peut induire un décalage Doppler d’environ +/- 3 kHz sur 2 mètres et jusqu’à +/- 10 kHz sur 70 cm.
• Pour les satellites en orbite géostationnaire (GEO), dont la position est fixe par rapport à un observateur terrestre, l’effet Doppler est négligeable.

La correction de la fréquence de descente (fd​) se fait par fd​=f(1+v/c) et celle de la fréquence de montée (fu​) par fu​=f(1−v/c), où v est positive lorsque le satellite s’approche.

Méthodes de compensation : Manuelles, assistées par logiciel, et intégrées aux équipements

Compenser l’effet Doppler est crucial pour maintenir une communication claire et stable.
Plusieurs méthodes existent :

• Compensation manuelle : L’opérateur ajuste manuellement la fréquence de son récepteur (pour la liaison descendante) et/ou de son émetteur (pour la liaison montante) pendant le passage du satellite.
  • En FM, la compensation est plus tolérable car la largeur de bande des récepteurs FM est généralement suffisante pour accommoder de légers décalages sans perte totale du signal. Cependant, pour une réception optimale, il est conseillé de commencer à écouter légèrement au-dessus de la fréquence de descente nominale lorsque le satellite apparaît à l’horizon (AOS – Acquisition Of Signal), puis de diminuer progressivement la fréquence par pas (par exemple, de 5 kHz) à mesure que le satellite traverse le ciel, pour finir légèrement en dessous de la fréquence nominale lorsqu’il disparaît (LOS – Loss Of Signal).³ On peut préprogrammer plusieurs canaux mémoires dans son émetteur-récepteur avec ces décalages progressifs pour faciliter la manœuvre.
  • En SSB ou CW, la compensation manuelle est beaucoup plus critique et difficile en raison de la faible largeur de bande de ces modes. Un décalage même faible peut rendre le signal inintelligible. L’opérateur doit constamment “suivre” le signal. Une technique consiste à fixer sa propre fréquence d’émission et à n’ajuster que la fréquence de réception pour suivre l’autre correspondant, ou vice-versa. Idéalement, si l’on peut entendre son propre retour (full-duplex), on ajuste sa fréquence d’émission pour que son signal apparaisse à un endroit précis sur la bande passante du transpondeur, tout en ajustant sa réception pour écouter les autres.
• Compensation assistée par logiciel : De nombreux logiciels de poursuite de satellites (comme SatPC32, Gpredict, Orbitron, Ham Radio Deluxe) sont capables de calculer en temps réel les corrections Doppler nécessaires et de les appliquer automatiquement à l’émetteur-récepteur via une interface de contrôle par ordinateur (CAT – Computer Aided Transceiver). Ces logiciels utilisent les éléments Képlériens (TLEs) du satellite, qui décrivent son orbite, pour prédire sa position et sa vitesse. Des TLEs à jour sont essentiels pour une correction précise.
• Compensation intégrée aux équipements : Certains émetteurs-récepteurs modernes, spécialement conçus ou dotés de fonctionnalités pour le trafic satellite (par exemple, l’Icom IC-9700), intègrent des mécanismes avancés pour la gestion de l’effet Doppler, simplifiant grandement la tâche de l’opérateur.

La gestion de l’effet Doppler est une compétence fondamentale pour tout opérateur satellite, particulièrement pour ceux qui s’intéressent aux modes à bande étroite et aux communications via les satellites LEO.
Bien que les logiciels aient considérablement simplifié cette tâche, une compréhension des principes sous-jacents et une capacité à effectuer des ajustements manuels de base restent des atouts précieux.

La nécessité de compenser l’effet Doppler avec précision, surtout pour les modes SSB/CW et les modes numériques sur les satellites LEO, a joué un rôle non négligeable dans la stimulation du développement et de l’adoption généralisée des logiciels de contrôle radio (CAT) et des interfaces radio-ordinateur au sein de la communauté radioamateur.
La correction manuelle du Doppler est souvent décrite comme “difficile” et nécessitant une “dextérité” considérable de la part de l’opérateur.
Face à ce défi, les logiciels de poursuite offrant une correction automatique via le contrôle CAT sont rapidement apparus comme un avantage majeur, voire une nécessité pour une opération confortable.
L’utilisation efficace de ces logiciels implique que les opérateurs se familiarisent avec la configuration des interfaces entre leur radio et leur ordinateur, l’installation de pilotes spécifiques, la gestion des TLEs pour la prédiction orbitale, et le paramétrage du logiciel lui-même.
Cela contraste fortement avec des modes d’opération radio plus traditionnels où l’ordinateur pouvait être un accessoire optionnel, principalement utilisé pour la tenue du journal de trafic.
Pour les communications par satellite LEO, et en particulier pour les modes autres que la FM, l’ordinateur est devenu un composant quasi indispensable de la station pour assurer une opération précise et efficace.
Cette dépendance accrue à l’informatique pour une fonction aussi fondamentale que le maintien sur la fréquence a probablement contribué à une alphabétisation numérique plus poussée et à une intégration plus profonde de l’informatique dans la pratique courante du radioamateurisme chez les opérateurs satellites actifs.

Diversité des modes d’opération via satellite

Les satellites radioamateurs offrent une palette de modes d’opération, permettant différents types de communication et d’expérimentation.

Communications vocales : Exploiter la FM et la SSB

• Modulation de Fréquence (FM) : C’est souvent le mode de choix pour débuter dans les communications par satellite. Il est relativement simple à utiliser et compatible avec la plupart des équipements VHF/UHF courants, y compris les portatifs. La qualité audio est généralement bonne, bien que la FM soit sensible à l'”effet de capture”, où le signal le plus fort capturé par le récepteur du satellite tend à masquer les signaux plus faibles. Des satellites comme SO-50, AO-91 (lorsqu’il était pleinement opérationnel), et le répéteur vocal de l’ISS sont des exemples populaires pour la FM.
• Bande Latérale Unique (SSB) : La SSB est plus efficace que la FM en termes d’utilisation de la puissance et de la bande passante. Elle est privilégiée pour les communications à longue distance (DX) de meilleure qualité via les transpondeurs linéaires. Cependant, la SSB exige un réglage de fréquence beaucoup plus précis et une gestion rigoureuse de l’effet Doppler pour que la voix reste intelligible.

La télégraphie (CW) : Efficacité et tradition

La télégraphie Morse (CW) reste un mode de communication extrêmement efficace, en particulier pour les signaux faibles, car elle concentre toute l’énergie de l’émetteur dans une bande passante très étroite.
Elle est fréquemment utilisée sur les transpondeurs linéaires et sert également pour les balises de télémétrie des satellites, qui transmettent souvent l’indicatif du satellite et des informations de base sur son état en code Morse.
La CW permet d’établir des contacts même lorsque les conditions de liaison sont très dégradées et que la voix serait inaudible.

Les modes numériques avancés

Les satellites radioamateurs sont également des plateformes d’expérimentation pour une variété de modes numériques.

• Packet Radio (AX.25) et APRS (Automatic Packet Reporting System) : Le protocole AX.25 est la base du packet radio amateur. L’APRS, qui utilise souvent AX.25 comme support, permet la transmission de courtes trames de données contenant typiquement des informations de position GPS, des messages textuels courts, des données météorologiques, ou de la télémétrie. La Station Spatiale Internationale (ISS) dispose d’un digipeater APRS (répéteur numérique) très populaire opérant sur 145.825 MHz, qui relaie les trames APRS des stations terrestres sur une vaste zone. D’autres satellites, comme PCSAT (NO-44) par le passé, ont également offert des capacités APRS. Des logiciels spécifiques comme APRSIS32, ou des programmes de poursuite comme APRSdata et APRStk, sont utilisés pour visualiser les données APRS et interagir avec le réseau.
• PSK31 (Phase Shift Keying, 31 Baud) :Le PSK31 est un mode de communication numérique populaire pour les échanges de texte clavier à clavier. Il se caractérise par sa bande passante très étroite (environ 31 Hz) et son efficacité même à faible puissance. Il peut être utilisé via les transpondeurs linéaires des satellites, offrant une alternative aux modes vocaux ou CW pour les QSO textuels.
• FT8 et FT4 : Révolution des communications à signaux faibles : Les modes FT8 et FT4, développés par Joe Taylor, K1JT, et son équipe, ont révolutionné les communications à signaux faibles sur les bandes HF et sont de plus en plus utilisés via les satellites radioamateurs dotés de transpondeurs linéaires. Ces modes numériques sont conçus pour décoder des signaux bien en dessous du seuil de bruit audible pour la CW ou la SSB. Ils utilisent des cycles de transmission et de réception courts et fixes (15 secondes pour FT8, 7.5 secondes pour FT4) et échangent des messages standardisés minimaux pour réaliser un QSO confirmable (indicatifs, locators Maidenhead, rapports de signal). L’utilisation de FT8/FT4 via satellite (par exemple sur RS-44, les satellites de la série XW-2, ou CAS-4A/B 62) nécessite une correction extrêmement précise de l’effet Doppler, souvent à des intervalles de l’ordre de 100 millisecondes, et une synchronisation temporelle très rigoureuse de l’ordinateur de l’opérateur avec une source de temps fiable (NTP). Le logiciel principal pour ces modes est WSJT-X. La confirmation des contacts FT8/FT4 se fait quasi exclusivement par le biais de systèmes de log électroniques et de plateformes de confirmation en ligne comme LoTW (Logbook of The World) de l’ARRL.

Le choix du mode d’opération dépendra du type de satellite accessible, de l’équipement disponible à la station terrestre, des conditions de propagation instantanées et, bien sûr, des préférences personnelles de l’opérateur.
Les modes numériques, et en particulier FT8 et FT4, ont gagné une popularité considérable ces dernières années en raison de leur capacité unique à établir des contacts dans des conditions de signal extrêmement difficiles, y compris via les transpondeurs des satellites.

L’essor de modes numériques comme FT8 et FT4 pour les communications par satellite, bien que techniquement exigeant sur certains aspects (précision de la correction Doppler, rigueur de la synchronisation temporelle), pourrait paradoxalement abaisser certaines barrières à l’entrée pour réaliser des contacts à longue distance (DX) via satellite.
En effet, l’efficacité intrinsèque de ces modes à décoder des signaux très faibles peut compenser les limitations d’une station modeste (faible puissance d’émission, antennes simples ou moins performantes), permettant ainsi des QSO qui seraient impossibles en SSB ou même en CW dans les mêmes conditions.
Le témoignage d’un contact SSB réussi avec un équipement portable (deux Yaesu FT-817 et une antenne Yagi portable) est déjà impressionnant, mais FT8 pourrait offrir des performances encore supérieures dans des conditions limites.
La rapidité du protocole FT4, permettant des QSO confirmables en seulement 45 secondes, est également bien adaptée aux courts passages des satellites LEO.
Cependant, cette évolution n’est pas sans poser de nouveaux défis.
La nécessité d’une correction Doppler extrêmement précise, avec des mises à jour de fréquence calculées à des intervalles aussi courts que 100 millisecondes, renforce la dépendance des opérateurs aux logiciels de contrôle radio (CAT) et à une interface informatique performante.
De plus, la nature largement automatisée ou semi-automatisée de ces modes et l’échange d’informations minimalistes (indicatifs, locator, rapport de signal) diffèrent notablement des conversations plus traditionnelles et personnalisées que l’on peut avoir en phonie ou même des échanges plus riches en CW.
Ce changement de paradigme a déjà suscité des débats au sein de la communauté radioamateur sur les bandes HF et pourrait également influencer la perception de ce qui constitue un “contact” radioamateur via satellite.
Enfin, si un grand nombre d’opérateurs utilisant FT8 ou FT4 tentent d’accéder simultanément à un transpondeur linéaire, même si chaque signal individuel est très étroit (environ 50 Hz pour FT8), la gestion de la bande passante totale du transpondeur (par exemple, 20 kHz pour CAS-4A/B, ou 60 kHz pour RS-44) et l’évitement des interférences mutuelles pourraient devenir un nouveau défi opérationnel.
Bien que note que le protocole FT4 est assez tolérant aux autres signaux présents dans la bande passante, l’impact d’une très forte densité d’utilisateurs simultanés n’a pas été exploré en détail dans les documents consultés.

Constitution d’une Station de Communication Satellitaire Efficace

Mettre en place une station capable de communiquer via les satellites radioamateurs implique de sélectionner soigneusement plusieurs composants clés, de l’émetteur-récepteur aux antennes, en passant par d’éventuels préamplificateurs et les logiciels indispensables.

Émetteurs-récepteurs : Critères de sélection (Full-duplex, Contrôle CAT)

Le choix de l’émetteur-récepteur est déterminant.
Plusieurs caractéristiques sont à considérer :

• Capacité Full-duplex : C’est la capacité d’émettre et de recevoir simultanément, généralement sur deux bandes de fréquences différentes (par exemple, émettre en UHF et recevoir en VHF). Cette fonction est cruciale, en particulier pour les transpondeurs linéaires, car elle permet à l’opérateur d’entendre son propre signal tel qu’il est retransmis par le satellite. Cela permet d’ajuster sa fréquence pour compenser le Doppler, de vérifier la qualité de son signal et de s’assurer qu’on ne cause pas d’interférences en émettant avec trop de puissance. Le full-duplex peut être obtenu avec un seul émetteur-récepteur conçu pour cela, ou en utilisant deux radios distinctes (une pour l’émission, une pour la réception).
• Modes d’opération : Pour les satellites FM, un simple émetteur-récepteur FM suffit. Pour travailler les transpondeurs linéaires, un équipement “all-mode” capable d’opérer en SSB et CW est nécessaire.
• Bandes de fréquences : La plupart des opérations satellitaires se font en cross-band VHF/UHF (par exemple, émission sur 2 mètres et réception sur 70 cm, ou l’inverse). L’équipement doit donc couvrir ces bandes. Certains satellites utilisent également des fréquences HF (pour la descente notamment) ou des bandes SHF.
• Contrôle CAT (Computer Aided Transceiver) : Une interface de contrôle par ordinateur est essentielle pour permettre aux logiciels de poursuite d’ajuster automatiquement la fréquence de l’émetteur-récepteur afin de compenser l’effet Doppler. Elle est également utile pour la gestion des logs et d’autres automatisations.
• Exemples d’équipements :
  • Stations de base full-duplex : Des modèles comme l’Icom IC-9700, l’Icom IC-910/IC-911, le Kenwood TS-2000, le Kenwood TS-790, le Yaesu FT-847, ou l’ancien Yaesu FT-736R sont réputés pour le trafic satellite. L’IC-9700, plus récent, intègre des technologies SDR et des fonctionnalités D-Star.
  • Options portables/mobiles (souvent half-duplex, mais utilisables en paire pour le full-duplex) : Le Yaesu FT-817/FT-818 est un choix populaire pour les opérations portables en raison de sa compacité et de ses capacités all-mode, bien qu’il soit QRP (faible puissance). L’Icom IC-705 est une option plus moderne avec SDR et D-Star.

Systèmes d’antennes : Yagi, omnidirectionnelles, polarisation circulaire (Fixes et portables comme Arrow, Eggbeater)

L’antenne est le lien critique entre la station terrestre et le satellite.

• Antennes portables : Pour débuter ou pour les opérations en portable, une simple antenne fouet sur un talkie-walkie peut parfois suffire pour les satellites FM les plus puissants et lors de passages à haute élévation. Cependant, les performances sont grandement améliorées avec une antenne Yagi directive portable, comme la populaire “Arrow Antenna”. L’antenne Arrow est une Yagi bi-bande (généralement 2m et 70cm) tenue à la main, dont les éléments sont souvent fabriqués à partir de tiges de mètre ruban pour la légèreté et la portabilité. Elle est typiquement à polarisation linéaire.
• Antennes pour station fixe :
  • Antennes Yagi : Les antennes Yagi offrent un gain significatif, ce qui permet de compenser les pertes de trajet importantes et la faible puissance des satellites. Pour suivre efficacement les satellites LEO qui traversent rapidement le ciel, ces antennes doivent être montées sur un système de rotation capable de les orienter en azimut (direction horizontale) et en élévation (angle vertical).
  • Polarisation circulaire : La polarisation des signaux radio peut être affectée par la traversée de l’ionosphère (effet Faraday) et par l’orientation changeante du satellite. Pour minimiser les pertes de signal dues à un désalignement de polarisation, l’utilisation d’antennes à polarisation circulaire est fortement recommandée, voire indispensable pour des performances optimales. La polarisation circulaire droite (RHCP – Right Hand Circular Polarization) est la norme la plus courante pour les satellites radioamateurs. Ce type de polarisation peut être obtenu avec des antennes Yagi croisées (deux Yagis identiques montées à 90° l’une de l’autre et alimentées avec un déphasage approprié) ou avec des antennes spécifiques comme les “X-quads” ou les “Eggbeaters”.
  • Antennes omnidirectionnelles à polarisation circulaire : Des antennes comme les “Eggbeaters” (par exemple, les modèles EB144RK2M pour le 2m et EB-432/RK70CM pour le 70cm de M2 Antennas) offrent une couverture hémisphérique avec une polarisation circulaire. Leur principal avantage est qu’elles ne nécessitent pas de système de rotation, ce qui les rend idéales pour les stations fixes ayant des contraintes d’installation ou pour les opérateurs souhaitant une solution plus simple pour débuter. Lorsqu’elles sont montées avec leur kit de réflecteurs, leur gain est optimisé vers le haut, ce qui est favorable pour les passages de satellites.

Préamplificateurs à faible bruit (LNA) : Optimisation de la réception des signaux faibles

Les signaux provenant des satellites sont souvent très faibles lorsqu’ils atteignent la station terrestre.
Un préamplificateur à faible bruit (LNA – Low Noise Amplifier) est un composant essentiel pour améliorer la qualité de la réception, en particulier sur les bandes UHF et supérieures où les pertes dans le câble coaxial peuvent être significatives.

• Placement : Le LNA doit être monté aussi près que possible de l’antenne, avant le long câble coaxial qui mène à l’émetteur-récepteur. Cela permet d’amplifier le signal avant qu’il ne soit dégradé par les pertes du câble et le bruit interne du récepteur.
• Caractéristiques clés : Les deux paramètres les plus importants d’un LNA sont son facteur de bruit (Noise Figure – NF), qui doit être le plus bas possible (idéalement inférieur à 1 dB), et son gain, qui doit être suffisant pour compenser les pertes du câble et améliorer le rapport signal/bruit global du système de réception (typiquement 15-20 dB).
• Exemple : Le LNAU-0436-648 est un exemple de LNA pour la bande UHF (centré sur 436 MHz), offrant un gain de +16 dB et un facteur de bruit de 1.5 dB. Il intègre également des filtres pour rejeter les signaux indésirables.

Logiciels : Outils de poursuite (Tracking), correction doppler, et journalisation des contacts (Log)

Les logiciels jouent un rôle central dans les opérations satellitaires modernes.

• Poursuite et prédiction de passage : Des programmes comme Gpredict (multiplateforme), Orbitron (Windows), SatPC32 (Windows), Ham Radio Deluxe (Windows), PreviSat (Windows, français), JSatTrak (Java), Nova (Windows, commercial), et WXtrack (Windows) permettent de prédire les passages des satellites au-dessus d’une localisation donnée, d’afficher leur trajectoire sur une carte du monde ou du ciel, et de fournir les informations d’azimut et d’élévation pour le pointage des antennes. Des applications mobiles pour iOS (comme Satellite Explorer Pro) et Android (comme AmsatDroid Free) offrent des fonctionnalités similaires pour les opérations en portable. Tous ces logiciels nécessitent des données orbitales à jour, appelées éléments Képlériens (TLEs ou “keps”), qui peuvent être téléchargées depuis des sources comme Celestrak ou le site d’AMSAT.
• Correction doppler : La plupart des logiciels de poursuite mentionnés ci-dessus peuvent également contrôler l’émetteur-récepteur via une liaison CAT pour ajuster automatiquement les fréquences d’émission et de réception afin de compenser l’effet Doppler.
• Journalisation (Log) : Tenir un journal des contacts (log) est une pratique standard en radioamateurisme. Des logiciels de log généraux comme Log for Old Man, HRD Logbook (intégré à Ham Radio Deluxe), ou d’autres logiciels de log populaires peuvent être utilisés. Beaucoup offrent une intégration avec des plateformes de confirmation en ligne comme Logbook of The World (LoTW) de l’ARRL ou QRZ.com.

Une station satellite efficace est donc un système intégré où chaque composant – de l’émetteur-récepteur aux antennes, en passant par les LNA et les logiciels – doit être choisi et configuré avec soin pour fonctionner en harmonie.
Des fonctionnalités comme le full-duplex et l’utilisation d’antennes à polarisation circulaire représentent des améliorations significatives pour la qualité et la fiabilité des communications.
Les LNA sont devenus quasi indispensables pour exploiter les signaux faibles, en particulier sur les bandes de fréquences plus élevées.
Enfin, les logiciels sont désormais au cœur de l’expérience opérationnelle, automatisant des tâches complexes comme la poursuite et la correction Doppler.

L’évolution de l’équipement destiné aux communications par satellite radioamateur témoigne d’une tendance vers une plus grande intégration des fonctionnalités au sein même des transceivers (avec des appareils offrant des modes satellite dédiés) et une sophistication accrue des composants périphériques (antennes à polarisation circulaire, LNA spécifiques, logiciels multifonctions).
Cette évolution, tout en améliorant considérablement les performances et le confort d’utilisation, peut également augmenter la complexité et le coût initial pour les nouveaux venus dans ce domaine.
Historiquement, les débuts pouvaient se faire avec du matériel plus simple, parfois modifié ou assemblé à partir de composants “sur étagère”, comme ce fut le cas pour OSCAR 10.
Aujourd’hui, des transceivers comme l’Icom IC-9700 sont spécifiquement conçus avec des fonctionnalités avancées pour les opérations par satellite, telles que le full-duplex intégré et une assistance au suivi de l’effet Doppler.
Bien que très performants, ils représentent un investissement conséquent par rapport à l’utilisation, par exemple, de deux radios plus anciennes configurées pour le full-duplex.
De même, les antennes Yagi croisées ou les Eggbeaters, optimisées pour la polarisation circulaire, sont plus complexes à construire soi-même ou plus chères à l’achat que de simples antennes Yagi ou verticales.
L’ajout de LNA à la chaîne de réception, bien que leur bénéfice sur les signaux faibles soit indéniable, représente un composant et un coût supplémentaires.
Les logiciels de poursuite et de contrôle sont devenus extrêmement sophistiqués, offrant une automatisation poussée mais nécessitant en contrepartie une phase de configuration et une bonne compréhension de l’interaction entre l’ordinateur, l’émetteur-récepteur et les éventuels rotateurs d’antenne.
Cette sophistication technologique offre des performances supérieures et une expérience utilisateur potentiellement plus fluide une fois que l’ensemble est maîtrisé.
Cependant, la courbe d’apprentissage et l’investissement initial peuvent sembler plus élevés qu’auparavant, où l’expérimentation avec du matériel plus basique était peut-être plus courante.
Néanmoins, il est important de souligner que des options d’entrée de gamme, comme l’utilisation de talkies-walkies et d’antennes Yagi portables, existent toujours et permettent de faire ses premiers pas dans le monde fascinant des communications par satellite.

Enjeux contemporains et perspectives d’avenir pour les satellites radioamateurs

Le domaine des satellites radioamateurs, bien que riche d’une longue histoire d’innovations et de succès, est confronté à des défis croissants dans un environnement spatial en rapide évolution.
Parallèlement, de nouvelles technologies et des missions ambitieuses ouvrent des perspectives passionnantes pour l’avenir.

Les défis actuels : Prolifération des débris spatiaux, congestion du spectre radioélectrique, et viabilité économique des projets

Trois défis majeurs se dessinent pour la communauté des satellites radioamateurs :

• Débris spatiaux : La quantité de débris en orbite autour de la Terre constitue une menace croissante pour tous les satellites opérationnels, y compris les satellites radioamateurs, qui sont souvent de petite taille et dépourvus de capacités de manœuvre d’évitement. Même des fragments de quelques millimètres, se déplaçant à des vitesses orbitales de plusieurs kilomètres par seconde, peuvent causer des dommages catastrophiques lors d’un impact. Le “syndrome de Kessler”, un scénario où la densité de débris devient telle qu’elle engendre une cascade de collisions auto-entretenue, rendant certaines orbites inutilisables, est une préoccupation sérieuse. Face à cette menace, des réglementations internationales et nationales sur la mitigation des débris spatiaux sont progressivement mises en place, imposant par exemple des limites à la durée de vie orbitale des satellites après leur mission ou des exigences de désorbitation.
• Congestion du spectre radioélectrique : Le spectre des fréquences radio est une ressource limitée et de plus en plus convoitée. La demande croissante pour des services de communication sans fil, tant terrestres que spatiaux (notamment avec le déploiement de méga-constellations de satellites commerciaux), engendre une compétition accrue pour l’accès aux bandes de fréquences. Les bandes de fréquences traditionnellement utilisées par les radioamateurs, en particulier les plus basses (VHF, UHF), sont de plus en plus encombrées. Une coordination rigoureuse des fréquences au niveau international, comme celle menée par l’IARU, est donc plus essentielle que jamais pour prévenir les interférences et préserver les allocations du service amateur par satellite.
• Viabilité économique et financement des projets : Malgré les réductions de coûts permises par la standardisation des CubeSats, le lancement d’un satellite reste une entreprise coûteuse, en particulier pour des projets amateurs qui reposent largement sur le volontariat, les dons et les partenariats avec des institutions éducatives. L’accès à des opportunités de lancement, souvent en tant que charge utile secondaire, peut être incertain et dépendre des calendriers et des financements de missions plus importantes. L’histoire d’AMSAT-NA, qui a dû annuler son projet de satellite Eagle en partie à cause de l’augmentation des coûts de lancement, illustre bien ce défi. Des initiatives comme le programme ELaNa (Educational Launch of Nanosatellites) de la NASA, qui offre des opportunités de lancement gratuites ou à coût réduit pour les CubeSats éducatifs et non commerciaux, sont vitales mais ne peuvent couvrir tous les besoins.

Ces défis sont souvent interconnectés.
Par exemple, l’augmentation du nombre de satellites en orbite, y compris les vastes constellations commerciales, exacerbe à la fois le risque de création de nouveaux débris et la congestion du spectre.
La communauté radioamateur doit donc se montrer proactive, non seulement en continuant d’innover sur le plan technique, mais aussi en participant activement aux discussions réglementaires et en adoptant des pratiques responsables en matière de mitigation des débris et de gestion efficace du spectre pour assurer la pérennité de ses activités spatiales.

La durabilité à long terme des activités satellitaires radioamateurs apparaît de plus en plus dépendante, non seulement de l’innovation technique interne à la communauté, mais aussi de sa capacité à s’adapter et à influencer un environnement spatial externe qui se complexifie rapidement.
Cet environnement est marqué par une commercialisation croissante, une réglementation plus stricte (concernant les débris et l’utilisation du spectre), et des préoccupations sécuritaires grandissantes.
Les satellites amateurs, souvent de petite taille et moins manœuvrables, sont particulièrement vulnérables aux débris spatiaux.
Les nouvelles réglementations sur la mitigation de ces débris, bien que nécessaires, pourraient augmenter les coûts et la complexité de conception des futurs projets amateurs.
Parallèlement, la pression exercée par les services commerciaux, comme la 5G, sur le spectre radioélectrique pourrait à terme menacer les allocations de fréquences amateurs si leur utilisation n’est pas perçue comme efficiente ou suffisamment justifiée.
L’IARU joue ici un rôle de premier plan dans la défense de ces allocations au niveau international.
L’accès au lancement, bien que facilité par l’avènement des CubeSats, reste un goulot d’étranglement majeur.
La dépendance fréquente aux opportunités de lancement en tant que charge utile secondaire ou aux initiatives institutionnelles comme ELaNa rend les projets amateurs sensibles aux priorités et aux financements d’entités plus grandes et souvent non dédiées au radioamateurisme.

Sources principales utilisées pour cet article:

arrl.org – cnes.fr – amsat.org – iaru.org – esa.int

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Rédacteur: 14HS51 Joel T. – Création DXRN® – DX Radio Via Net®

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