Op 4 oktober 1957 werd de Sputnik1 gelanceerd: de eerste kunstmatige satelliet van de aarde. Deze Russische satelliet veroorzaakte destijds de "Sputnik crisis" in de Verenigde staten, die zichzelf altijd superieur beschouwd hadden op het gebied van de ruimtevaart, maar die zich voorbijgestreefd zagen door de succesvolle lancering van de Russische Sputnik, gevolgd door twee mislukte lanceringen van eigen satellieten.
Een aantal amateurs heeft in de aanloop naar de 54e verjaardag van deze lancering het plan opgevat om de zender van de Sputnik nieuw leven in te blazen. Helaas is er erg weinig bekend over de opbouw van de Sputnik, en eventueel nog levende constructeurs moeten nu rond de 100 zijn en of daar dan nog zinnige informatie uitkomt is maar de vraag.
AA1TJ heeft kosten noch moeite gespaard om de informatie die hij over de zender kon krijgen, te verzamelen. Op zijn blog is het schema van de Sputnikzender te vinden. DL3JIN verzamelde zoveel mogelijk originele Russische onderdelen en bouwde het ding na. De originele Sputnik zond uit op 20.005 en 40.002 MHz, dus werd gekozen voor de 15m QRP frequentie 21.060 als dichtstbijzijnde amateurfrequentie.
Als je een nauwkeuriger blik werpt op de weinige beschikbare originele schema's van de batterijgevoede Russische zender uit de 50er jaren, dan valt het volgende op:
- Transistoren in HF-trappen waren er nog niet.
- Geëtste printplaten bestonden nog niet, er werd nog voornamelijk gebruik gemaakt van soldeersteunen/weerstandsbord.
- De buis 1P24B was net op de markt. Daarmee werd een vermogen van 1 W bij 20 MHz en 40 MHz gehaald.
- Pi-filters aan de zenderuitgang werden niet toegepast.
- De anodespanning van de PA-buis werd via een spoel toegevoerd.
- De uitgangsspoel was met een hoogspanningscondensator verbonden met de anode van de eindbuis.
- De uitkoppelspoel was aan een kant geaard.
- De aanpassing van de asymmetrische antenne geschiedde door het mechanisch vervormen van de uitkoppelspoel.
DL3JIN haalde zijn junkbox leeg, en de rest werd aangevuld met spullen uit de junkbox van behulpzame mede-amateurs. Dat leverde op:
– Condensatoren uit Russischer 70er jaren productie
– Russische weerstanden van DDR-scrap-printen
– Russische buizen 1P24B en 1J24B van Pollin
– Een origineel Russisch kristal HC-49 voor 21060 kHz, de huidige 15m-QRP-frequentie
– Weerstanden, condensatoren, spoellichamen en een schakelaar uit een Russische tankzender 10-RT
Het schema werd wel enigzins aan de voorhanden zijnde onderdelen aangepast. Een breuk met de originele opbouw is wel de toepassing van een geëtste printplaat die door DL3JIN toegepast werd.
Russische solderingen uit oude legerapparatuur zijn te herkennen aan een rode of paarse stip die erop aangebracht werd. Zo kon door de vakwerkplaats gemakkelijk vastgesteld worden of er ongekwalificeerde reparaties waren uitgevoerd aan het apparaat. Een beetje nagellak van de XYL kan dit mooi simuleren.
De voor- en achterzijde van het apparaat werden voorzien van fraaie stickers met opschrift. DL3JIN gebruikte dubbelzijdig plakband, maar zelf druk ik dit soort dingen af op A4 stickermateriaal zodat het zo op het metaal geplakt kan worden.
De glazen buisjes uit de originele Sputnik-1 zender werden vrijwel zeker door inbouw in passende metalen buizen mechanisch ondersteund. Men was zich zeer wel bewust van de sterke mechanische trillingen die bij de start van de draagraket R-7 „Semjorka“ optraden. Dat hadden eerdere mislukte starts de Russische constructeurs wel duidelijk gemaakt. Maar daarom hoef je je bij nabouw natuurlijk niet druk te maken. De opbouw van DL3JIN's exemplaar is minimalistisch en zit niet eens in een gesloten behuizing. De zender bestaat slechts uit de bestückte printplaat met afmetingen 100 mm x 90 mm en als voor- en achterkant een omgezet stuk aluminium van L 40 x 10 x 2mm met 100 mm lengte.
Voor wat betreft de toelaatbare tolerantie van de gloeispanning schrijft Sergej Komarov:
"Bij 1,2V gloeispanning is de levensduur van de buis 5000 uur en bij 1,35V nog maar 2 uur!"
Voedt je de buisjes uit bijvoorbeeld een oplaadbare accu, dan moet je dus niet de zender aan hebben staan als de accu onder lading staat. Een NiCd- of NiMh-accu van twijfelachtige kwaliteit kan tijdens het laden of vlak daarna wel aan de 1,5 V komen – en dat is dan vrijwel zeker een snelle dood voor deze kleine Russische buisjes.
Omdat de opwekking van de schermroosterspanning van de oscillatorbuis 1J24B en de eindbuis 1P24B niet via een spanningsdeler plaatsvindt maar via eenvoudige serieweerstanden, is het mogelijk om de schakelaar voor de anodespanning uit te sparen. Het inschakelen van de zender geschiedt door het inschakelen van de gloeispanning. Bij uitgeschakelde gloeispanning loopt er geen stroom uit de anodebatterij.
Als je de anodespanning van buis 1, de 1J24B, rechtstreeks wilt meten, dan gaat je dat niet lukken met een universeelmetertje van EUR 5,- van de bouwmarkt, omdat de belasting ofwel een gigantische meetfout oplevert, ofwel domweg de oscillator laat afslaan. Hiervoor is een zeer hoogohmige meter nodig.
De antennes van de Sputnik-1 bestonden uit symmetrische hoekdipolen voor 20 MHz en 40 MHz. De uitkoppeling van de zender geschiedt het eenvoudigst met een koppelspoel over de anodespoel van de PA. Origineel lag de koppelspoel vast niet aan de massa, maar werd via de kortste weg naar de dipool gevoerd. In deze kloon ligt de antennespoel met 1 kant aan de wereld, om koppeling via een coaxkabel mogelijk te maken.
Het Russische kristal liet zich met C1 = 180pF op zijn werkfrequentie zetten. Het in het augustusnummer van FUNKAMATEUR Lezersservice aangeboden kristal van 21.060,0 kHz gedraagt zich ongeveer hetzelfde. Verandering van C1 verandert niet alleen de oscillatorfrequentie maar ook de uitgangsspanning van de oscillator en daarmee het uitgangsvermogen van de zender. Met de beschreven onderdelen en aangegeven voedingsspanningen is het gemeten uitgangsvermogen aan een 50 Ohm dummy ongeveer 650 Milliwatt.
Spoel L1a is gewikkeld op een 40 mm lange spoelvorm uit een bandfilter van een Russische tankzender 10-RT. De diameter van de spoel is 20 mm en de spoel is over 25 mm gewikkeld met 12,5 windingen van 0,4 mm koperdraad. DL3JIN heeft de zelfinductie niet berekend en ook niet gemeten. De 12,5 windingen voldeden eenvoudigweg aan de wens om bij de middenstand van trimmer C6 resonantie op 21,060 MHz te realiseren. De beste positie van uitkoppelspoel L1b voor maximaal uitgangsvermogen is lastig aan te geven en moet experimenteel bepaald worden. Uit oogpunt van mechanische stabiliteit is het aan te bevelen de uitkoppelwinding van draad van tenminste 0,8 mm doorsnede te maken.
Nog een punt van aandacht:
In die tijd waren er nog geen normen met betrekking tot de uitstraling van harmonischen. De bouwers van de zender van de Sputnik-1 waren al heel blij als er zoveel mogelijk vermogen uitkwam op de vereiste frequentie. Wellicht is de zender toendertijd ook ingesteld op maximaal rendement in plaats van maximaal vermogen om de batterij zo lang mogelijk mee te laten gaan.
Maar om aan de huidige voorschriften te voldoen lijkt een antenne-aanpassing met laagdoorlaatkarakteristiek geen overbodige luxe.