Capturando Imágenes provenientes de la Estación Espacial Internacional (ISS)

La Estación Espacial Internacional (ISS) transmite imágenes en formato SSTV (del inglés slow-scan television). Este documento describe el equipo, proceso de toma de datos, decodificación, resultado y algunos tips prácticos que obtuve durante la captura de mi primera imagen en el paso de las 11:13 am (CST) del primero de enero del 2020 desde la ciudad de Querétaro.

La ISS

La ISS es una nave que se encuentra circundando la Tierra. Producto de un esfuerzo internacional en el que participan los Estados Unidos, Rusia, Japón, la Unión Europea y Cánada, la ISS navega a una altura de unos 400 km sobre el nivel del mar, a una velocidad de unos 27,600 km/h (7.66 km/s). Con esa altura uno puede visualizarla, desde Querétaro, apareciendo en Tijuana y desapareciendo en Chiapas, y por un lapso de unos seis o siete minutos en los mejores pasos, dependiendo de la altura del punto de observación. El pase que aquí reporto fue particularmente generoso, sobrevolando casi encima de nosotros. Para poder seguir la trayectoria utilicé la aplicación para Android ISS Live Now. Miembros del Radio Club Querétaro (RCQ) también me recomendaron Heavens-Above para Android.
  

Equipo

Para obtener la imagen utilicé un radio transmisor BaoFeng modelo BF-F8HP, sintonizado a la frecuencia de recepción de  148.500 MHz. Para poder procesar la señal, grabé la transmisión en una tablet Samsung SM-T820. Para transferir la señal entre mi receptor y la tablet utilicé un cable BTECH-APRS-K1 (aunque el cable tiene la etiqueta BTECH-APRS-V01). Para grabar la señal utilicé la aplicación Easy Voice Recording para Android. Utilicé esta aplicación entre la gran variedad pues tiene una calificación de Editor Choice en Google Play. Para la decodificación de la señal utilicé una laptop corriendo en Ubuntu 16.04. Previo al evento de paso de  la ISS me aseguré que pudiera grabar mediante todos los elementos descritos. Asimismo verifique que el transmisor y la tablet tuvieran suficiente carga de batería.

Evento

Utilizando la aplicación ISS Live Now, subí a la azotea de mi casa (una planta) un par de minutos antes de que la ISS apareciera en el campo visual. Sin embargo, durante los primeros minutos no detecté señal. Ahora entiendo que esto ocurrió porque la estación transmite en half-duty-cycle, i.e., transmite durante dos minutos una imagen y está en silencio durante dos minutos. Casi cuando estaba en el cenit, la ISS comenzó a transmitir y terminó sus dos minutos de transmisión casi al salir de la línea de vista. El resultado de este proceso fue un archivo en formato WAV, el cual verifique que tuviera lo sonidos típicos de chisquidos en el formato audible del SSTV.

Decodificación

La señal grabada en formato WAV puede ser decodificada y visualizada en la aplicación Robot36 para Android. La aplicación es muy amigable e intuitiva. Simplemente dejarla funcionado con los parámetros por default es suficiente. Sin embargo, por la interferencia con otras señales audibles, mi interés era alimentar la señal directamente al decodificador. Para ello utilicé la aplicación QSSTV para Ubuntu. Para poder alimentar el WAV al QSSTV seguí las instrucciones proporcionadas por Carlos Delgado. En particular, las instrucciones permiten ajustar el ambiente del sistema operativo para que el audio se alimente en el background y no se contamine con el ruido ambiental. Las instrucciones permiten reproducir el archivo WAV por un cable virtual. También indican como QSSTV puede escuchar a través de este cable virtual.

Las imágenes enviadas por la ISS son a color RGB, con una resolución 640 columnas por 480 hileras. La Figura \ref{fig:ISS} muestra lo que pude captar durante mi observación.  

Figura 1. Imagen captada mediante el procedimiento descrito en este documento. La imagen a color con resolución 640 x 480 fue captada durante el paso de la ISS sobre Querétaro el primero de Enero del 2020 alrededor de las 11:13 am (CST). 

Tips

En un principio, quise captar datos utilizando mi celular, un Motorola G5S Plus. Para ello utilicé archivos de audio que Hugo Zamudio, miembro del RCQ puso a nuestra disposición. Sin embargo, mi celular, corriendo Robot36, no era capaz de decodificar la señal en una imagen. Igualmente, mi celular parece no poder grabar correctamente audio. Todo esto me hizo revisar el cable, el modo de transmisión (PD120) y aprender mucho en el intento. Mi principal aprendizaje fue cambiar de equipo para la toma de datos!

Conclusión

La ISS tiene un papel inspirador para la práctica del radio experimentador muy importante. Su ciclo alrededor de la tierra es de aproximadamente 90 minutos, envía señales interesantes de captar, y la captura de la señal es relativamente fácil. Su observación juega un papel introductorio interesante y una caja de arena divertida en la cual poder aprender los fundamentos de la observación de señales satelitales.