Jakie modyfikacje standardowego radia AM / FM lub krótkofalowego są potrzebne, aby móc wykryć sygnały fal radiowych emitowane z Jowisza?
Czy byłoby możliwe wykrycie tranzytu głównych księżyców, a nawet mniejszych planet (może nawet Ceres i Marsa) za pomocą tej metody?
@Arne ma rację w swojej odpowiedzi na temat dwóch rzeczy, że najbardziej odpowiednia częstotliwość dla radia amatorskiego Jowisza to 20,1 MHz i że jest to długość fali 15 metrów. Jednak antena może faktycznie mieć połowę długości fali, a amatorscy radio-astronomowie osiągnęli dobre wyniki, słuchając wszelkiego rodzaju jowiszowych dźwięków, w tym wykrywając okultyzm wielu księżyców, ponieważ wytwarzają zmianę częstotliwości z powodu przesunięcia Dopplera podczas przechodzenia przed to wzmocnienie ze względu na echo własnej sygnatury fal radiowych Jowisza, gdy znajduje się obok niego z punktu obserwacyjnego obserwatora, oraz inne efekty powodujące zmiany częstotliwości i amplitudy fal radiowych za pomocą prostej podwójnej tablicy dipolowej, która może wyglądać mniej więcej tak:
Podwójna tablica dipolowa Jove. Dipole są zawieszone między masztami z PVC. Sygnały z dipoli trafiają do łącznika mocy, a
następnie do odbiornika. Źródło: Amateur Radio Astronomy Projects - Sygnały radiowe z Jowisza (PDF)
Teraz ta podwójna antena dipolowa jest mniej więcej prostym dwuczęściowym odcinkiem o mniej więcej połowie długości fali kabla koncentrycznego, pozbawionym izolacji na końcach dipola i prowadzącym dipole równolegle względem siebie z odległości około 6,1 metra (20 stóp) od siebie zawieszonych na masztach z PVC . Jest to całkowicie do przyjęcia dla prawie każdego amatorskiego radio astronoma w kosmosie i cenie potrzebnych części. Są też sposoby, aby pomóc sobie z dużo mniejszą anteną, o czym wspomnę nieco później. Najpierw wyjaśnijmy dyskusję o zakresie częstotliwości za pomocą tego naprawdę pouczającego cytatu z Odbiornika radiowego dla strony Jupiter (na podstawie projektu Radio JOVE NASA ):
Szczyt sygnałów Jowisza występuje około 10 MHz. Jednak ta częstotliwość nie jest zbyt odpowiednia, ponieważ jest bardzo zbliżona do odcięcia jonosferycznego. Najlepsze odpowiednie częstotliwości mieszczą się w zakresie od 18 do 22 MHz, ponieważ szanse na uzyskanie emisji są większe. W praktyce powszechne są 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz. Częstotliwości powyżej 30 MHz nie są odpowiednie z powodu mniejszej mocy. W tym projekcie zastosowano częstotliwość 20,1 MHz, ponieważ prawdopodobieństwo uzyskania emisji jest wysokie. Cały odbiornik został zaprojektowany z uwzględnieniem częstotliwości 20,1 MHz.
Antena to oczywiście tylko jedna część historii. Druga rzecz, która jest wymagana, to odbiornik. NASA sponsoruje projekt Radio JOVE z instrukcją montażu dla około 100 komponentów elektronicznych i elementów sprzętu o wartości odbiornika RJ1.1 ( odbiornik Radio Jove 1.1 ), które można prawie całkowicie zmontować z części zamówionych w Radio Shack (zawiera nawet numery części RS ). Dodam zdjęcie i kilka innych linków, a wtedy będziesz musiał sam:
Samo zmontowany panel przedni odbiornika Radio Jove z dwoma pokrętłami do regulacji głośności i strojenia. Źródło: Obserwatorium KB0LQJ
Kilka istotnych linków do budowania Radia Jove (lub Jupiter FM, jeśli chcesz, będzie to twój własny odbiornik, więc nazwij go tak, jak chcesz), zaczynając od już wspomnianych:
Amatorskie radiowe projekty astronomiczne - sygnały radiowe Jowisza (PDF)
Dziesięć lat temu grupa (głównie) absolwentów University of Florida pracująca w NASA opracowała program edukacyjny znany jako Radio Jove. Pomysł polegał na zbudowaniu niedrogiego zestawu radioteleskopu odpowiedniego do wykrywania sygnałów z Jowisza. Odbiornik Jove (ryc. 2) to prosta konstrukcja z bezpośrednią konwersją, działająca w zakresie kilkuset kiloherców ześrodkowanym na 20,1 MHz.
Projekt Radio JOVE NASA (PDF)
Witryna jest obecnie niedostępna z powodu zamknięcia rządu USA, więc oto wersja z pamięci podręcznej Google, która niestety nie pochodzi z obrazów w dokumencie
KB0LQJ Obserwatorium amatorskie Radio Astronomy - Obserwacje Radio Jove
W moim domowym obserwatorium zacząłem od odbiornika Radio Jove z NASA's Radio Jove Project. Był to dość łatwy w budowie zestaw ze świetnymi kierunkami, nie tylko dla odbiornika, ale także konfiguracji i instalacji anteny. Niestety nie mam wystarczająco dużo miejsca, aby ustawić fazowany układ antenowy. Graniczy też z liniami energetycznymi po północnej i południowej stronie mojej posiadłości. Ponadto, ponieważ jestem w obszarze miejskim, wiedziałem, że zbieram dużo hałasu. Nie martwić się. Obserwacje Słońca są również dość interesujące, a ponieważ Słońce jest tak dobrym źródłem sygnału (szczególnie do tej pory w tym roku), zdecydowałem się na antenę na strychu.
Ta strona internetowa zawiera dane techniczne anteny i odbiornika wykorzystywanego do odbioru naturalnych emisji radiowych z Jowisza przy 20,1 MHz. Antena i odbiornik omówione na tej stronie oparte są na projekcie podanym przez NASA Radio Jove Program. Naturalne emisje radiowe z Jowisza lub Słońca są wykrywane za pomocą podwójnego układu dipolowego jako anteny i czułego odbiornika. Napięcie RF wytwarzane na zaciskach anteny jest wzmacniane przez wzmacniacz RF i przekształcane na częstotliwości audio za pomocą miksera. Tak wygenerowany sygnał audio jest nagrywany na PC za pomocą karty dźwiękowej w formacie „wav”. Dostępne jest również oprogramowanie do nagrywania wykresów paskowych do generowania wykresów paskowych danych przechodzących przez kartę dźwiękową.
Istnieje więc wiele sposobów na zbudowanie własnej anteny i odbiornika z niedrogich i łatwo dostępnych części elektronicznych, a niektóre z wyżej wymienionych stron internetowych pomogą ci w procesie samodzielnego montażu, a nawet zapewnią pewne sztuczki, jak to zrobić łatwiej, jak na przykład montaż mniejszego wewnętrznego zestawu anten.
Teraz, jeszcze jedna rzecz, o której wspominają wszystkie te strony internetowe, to używanie różnych programów komputerowych, które pozwalają analizować odbierane przez Jovian radio dźwięki z karty dźwiękowej komputera, ale ponieważ istnieje wiele różnych i bezpłatnych rozwiązań, w tym własne NASA działające na komputerach z systemem Windows, ja Pozwalam ci je odkryć na własną rękę. Oto jedna strona z listą wielu linków, na początek. Bardziej doświadczony komputer może nawet napisać własne oprogramowanie do tego celu, to w końcu Stack Exchange.
A jeśli ktoś zastanawia się, co takie samoorganizujących odbiorniki radiowe i anteny są zdolne, oto link do zbierania różnych Jowisza dźwięków w falach radiowych na Astrosurf.com , a drugi jako zbiór amatorskich wyłącznie dźwięków radioastronomii z Jowisz i jego księżyce (przewiń nieco w dół do listy nagrań). A oto krótki opis różnych rodzajów dźwięków, które można usłyszeć:
Chór (źródło cytatu: Wydział Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Iowa )
Refren składa się z krótkich tonów o wzrastającej częstotliwości, które brzmią jak refren ptaków śpiewających o wschodzie słońca, stąd nazwa „refren” lub „refren o świcie”. Chór na Ziemi jest generowany przez elektrony w pasach promieniowania ziemskiego Van Allena. Raz wygenerowane fale chóru wpływają na ruchy elektronów w procesie zwanym interakcją fala-cząstka. Oddziaływania falowo-cząsteczkowe zakłócają trajektorie elektronów pasów radiacyjnych i powodują uderzenie elektronów w górną atmosferę.
Dekametryczne burze hałasu (źródło cytatu: Radio-Jupiter Central na RadioSky.com )
Emisje, które słyszymy, są często nazywane dekametrycznymi burzami hałasu, ponieważ fale mają długość kilkudziesięciu metrów. Dobra, można usłyszeć Jowisza od 15 do 38 MHz, ale jakie są optymalne częstotliwości? Konsensus wydaje się, że 18 MHz do około 28 MHz jest dobrym miejscem do słuchania. Dobrą zasadą byłoby wybranie najniższej częstotliwości w tym zakresie, która nie była utrudniana przez załamanie jonosferyczne.
Gwizdki (cytat i źródło obrazu: Wikipedia ):
Gwizdek jest falą elektromagnetyczną (radiową) o bardzo niskiej częstotliwości lub VLF wytwarzaną przez piorun. 1 Częstotliwości sygnalizatorów naziemnych wynoszą od 1 kHz do 30 kHz, przy maksymalnej amplitudzie zwykle wynoszącej od 3 kHz do 5 kHz. Chociaż są falami elektromagnetycznymi, występują przy częstotliwościach audio i można je przekształcić w dźwięk za pomocą odpowiedniego odbiornika. Są one wytwarzane przez uderzenia pioruna (głównie w domenie i ścieżkę powrotną), gdzie impuls przemieszcza się wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi z jednej półkuli na drugą.
Emisje radiowe zorzy polarnej (źródło cytowania: Wikipedia )
Emisje radiowe zorzy polarnej z gigantycznych planet ze źródłami plazmy, takimi jak księżyc wulkaniczny Jowisza Io, można było wykryć za pomocą radioteleskopów.
I tak dalej. Dwa ostatnie na liście są prawdopodobnie nieco rozciągnięte dla astronomów amatorów, ze średnim zakresem częstotliwości emisji radiowej zorzy od 100 do 500 kHz, a gwizdki odcinają zwykle około 30 kHz, a oba wymagają zbyt dużych anten, ale nie chciałbym Postaw na to, że jest to możliwe także przy mniejszych antenach, chociaż odcięcia częstotliwości dziobu mogą uniemożliwić identyfikację faktycznych zdarzeń słuchowych . Ale jest wiele innych dźwięków do słuchania zarówno z Jowisza, jak i wielu księżyców, głównie tych większych i bliższych.
Powodzenia w wyszukiwaniu własnego Jupiter FM i szczęśliwego polowania na rzadkie zdarzenia o częstotliwości radiowej!
Salon StarGazers zawierał artykuł z zestawu radiowego do radioastronomii Jowisza. Ten sam artykuł znajduje się również w Radio Group of BritAstro .
Wydaje się, że 20,1 MHz to odpowiednia częstotliwość dla amatorów obserwujących Jowisza. Jestem daleki od bycia ekspertem w dziedzinie astronomii radiowej, ale dla małego źródła, takiego jak Jowisz, zakładam, że potrzebujesz dużej anteny parabolicznej (do wzmocnienia i kierunkowości anteny) oraz odpowiedniej anteny zasilającej, przystosowanej do 20,1 MHz. Prawdopodobnie będziesz musiał mieć zmotoryzowany uchwyt do anteny, aby śledzić ruch Jowisza po niebie.
Po zapytaniu przyjaciela, który jest ekspertem w projektowaniu anten, opublikuję więcej informacji, która konfiguracja może być odpowiednia.
Edycja: Ok, informacje są włączone. Nie ma mowy o antenie parabolicznej - 20 MHz odpowiada długości fali około 15 m. Potrawy muszą mieć wiele wielokrotności długości fali. Możemy więc użyć anteny dipolowej, ale nie są one bardzo kierunkowe. Również dipol musi być dość duży, aby uzyskać dobre wzmocnienie. Aby był kierunkowy, potrzebujesz szeregu sterowalnych anten dipolowych.
Podsumowanie: Myślę, że nie jest to wykonalne na skalę amatorską. Oczywiście chętnie udowodniono mi, że się mylę!
źródło
Są posty wspominające, że nie jest to praktyczne dla amatorów ze względu na wymagany rozmiar anteny (ogólnie) w połączeniu z potrzebą „skierowania” we właściwym kierunku.
Jedna odpowiedź na to pytanie - jeśli możesz po prostu skierować statyczną strukturę anteny w kierunku nieba (przednie słupy podtrzymujące najbardziej wysunięty do przodu element wyżej niż najbardziej rzeczywiste słupy podtrzymujące, a tym samym skierować wiązkę w przestrzeń), po prostu pozwól Ziemia będzie waszym silnikiem antenowym. Podniecenie pochodzi z oczekiwania na dokładny czas, w którym Jupiter naturalnie porusza się przez okno możliwości. Jest to cudownie wykonalna metoda nakierowywania ogromnych anten przewodowych w przestrzeń kosmiczną na wszelkiego rodzaju sygnały o niskiej częstotliwości.
O ile „nigdy nie wiadomo, czy to tylko sygnał naziemny”, po pierwsze, sygnały człowieka nie są tak bardzo szerokie. Parametry odbiornika należy ustawić przed wycelowaniem w Jowisza, a wyniki porównać przed i po. Do tego dochodzą różnego rodzaju inne testy i czynniki identyfikacyjne. Dysponując wystarczającą wiedzą, która jest jej wolnym i pracowitym aspektem, można wykluczyć człowieka i obce naturalne zakłócenia.
źródło
Co najmniej potrzebujesz anteny kierunkowej odpowiedniej dla danych częstotliwości (nie wiem, jakie to są). Radio musiałoby także wykryć częstotliwości, na których spodziewasz się usłyszeć sygnały.
źródło