Quali modifiche sono necessarie ad una radio AM / FM standard o ad onde corte per poter rilevare i segnali delle onde radio emessi da Giove?
Sarebbe possibile rilevare il transito delle lune maggiori e anche dei pianeti minori (forse anche di Cerere e Marte) usando questo metodo?
Risposte:
@Arne ha ragione nella sua risposta su due cose, che la frequenza più adatta per la radio amatoriale gioviana è di 20,1 MHz e che questa è una lunghezza d'onda di 15 metri. Tuttavia, l'antenna può effettivamente essere la metà della lunghezza d'onda e i radioastronomi dilettanti hanno avuto buoni risultati ascoltando tutti i tipi di suoni gioviani, incluso il rilevamento di occultazioni delle sue numerose lune mentre producono cambiamenti di frequenza dovuti allo spostamento Doppler quando si passa davanti a esso, l'amplificazione dovuta all'eco della firma dell'onda radio di Giove quando vicino accanto al punto di osservazione dell'osservatore, e altri effetti che causano cambiamenti della frequenza e dell'ampiezza dell'onda radio con un semplice array a doppio dipolo che potrebbe assomigliare a questo:
La matrice di doppio dipolo Jove. I dipoli sono sospesi tra alberi in PVC. I segnali dai dipoli vanno al combinatore di potenza e
poi al ricevitore. Fonte: Progetti radioastronomici amatoriali - Segnali radio di Giove (PDF)
Ora questa doppia antenna a dipolo è più o meno un semplice due pezzi di circa la metà della lunghezza d'onda del cavo coassiale, spogliata dell'isolamento alle estremità del dipolo e corsa dipoli paralleli tra loro a circa 6,1 metri (20 piedi) di distanza sospesi su alberi in PVC . Ciò è perfettamente accettabile per quasi tutti i radioastronomi dilettanti sia nello spazio che nel prezzo delle parti necessarie. Ci sono anche modi per aiutarsi con un'antenna molto più piccola, di cui parlerò un po 'più tardi. Per prima cosa chiariamo la discussione sulla gamma di frequenze con questa citazione davvero istruttiva dalla pagina web di Radio Receiver for Jupiter (basata sul progetto Radio JOVE della NASA ):
Il picco dei segnali di Giove si verifica intorno a 10 MHz. Tuttavia questa frequenza non è adatta, in quanto è molto vicina al taglio ionosferico. Le frequenze più adatte sono comprese tra 18 e 22 MHz, poiché le possibilità di ottenere emissioni sono maggiori. In pratica sono comuni 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz. Le frequenze sopra i 30 MHz non sono adatte a causa della minore forza. La frequenza di 20,1 MHz viene utilizzata per questo progetto, poiché la probabilità di ottenere emissioni è elevata. Quindi l'intero ricevitore è progettato considerando 20.1 MHz come frequenza operativa.
L'antenna è ovviamente solo una parte della storia. La seconda cosa che è richiesta è il ricevitore. La NASA sta sponsorizzando il progetto Radio JOVE con un manuale di assemblaggio di circa 100 componenti elettronici e componenti hardware che valgono il ricevitore RJ1.1 ( ricevitore Radio Jove 1.1 ) che può essere quasi completamente assemblato dalle parti ordinate da Radio Shack (include anche i numeri di parte RS ). Aggiungerò una fotografia e alcuni altri link e dovrai essere da solo quindi:
Frontale del ricevitore radio Jove autoassemblato con due manopole girevoli per volume e accordatura. Fonte: Osservatorio KB0LQJ
Alcuni collegamenti rilevanti per la costruzione di Radio Jove (o Jupiter FM, se lo desideri, sarà il tuo ricevitore, quindi chiamalo come desideri), a partire da quelli già menzionati:
Progetti radioastronomici amatoriali - Segnali radio di Giove (PDF)
Dieci anni fa un gruppo di laureati (principalmente) dell'Università della Florida che lavoravano alla NASA concepì un programma educativo di sensibilizzazione noto come Radio Jove. L'idea era quella di costruire un kit radiotelescopio economico adatto per rilevare segnali da Giove. Il ricevitore Jove (Figura 2) è un semplice design a conversione diretta che opera su una gamma di poche centinaia di kilohertz centrata a 20,1 MHz.
Il progetto Radio JOVE della NASA (PDF)
Il sito è attualmente inattivo a causa della chiusura del governo degli Stati Uniti, quindi ecco una versione cache di Google che purtroppo non viene fornita con immagini nei documenti
KB0LQJ Observatory Amateur Radio Astronomy - Radio Jove osservazioni
Per il mio osservatorio domestico, ho iniziato con il ricevitore Radio Jove del Radio Jove Project della NASA. Questo era un kit abbastanza facile da costruire con ottime indicazioni, non solo per il ricevitore ma anche per la configurazione e l'installazione dell'antenna. Sfortunatamente, non ho abbastanza spazio per installare un array di antenne a fasi. Inoltre, sono delimitato da linee elettriche sui lati nord e sud della mia proprietà. Inoltre, dato che sono in un'area urbana, sapevo che avrei raccolto molto rumore. Da non preoccuparsi. Anche le osservazioni solari sono piuttosto interessanti e, dato che il Sole è una fonte di segnale così buona (soprattutto finora quest'anno), ho optato per un'antenna nella mia soffitta.
Questo sito Web contiene i dettagli tecnici dell'antenna e del ricevitore utilizzati per ricevere emissioni radio naturali da Giove a 20,1 MHz. L'antenna e il ricevitore discussi in questo sito si basano sul design fornito dal programma NASA Radio Jove. Le emissioni radio naturali da Giove o da Sole vengono rilevate utilizzando un doppio array di dipolo come antenna e con un ricevitore sensibile. La tensione RF sviluppata ai terminali dell'antenna viene amplificata con l'amplificatore RF e convertita in frequenze audio utilizzando un mixer. Il segnale audio così generato viene registrato su PC attraverso una scheda audio in formato 'wav'. Inoltre è disponibile un software di registrazione a strisce per generare la striscia di dati provenienti dalla scheda audio.
Quindi ci sono davvero molti modi per costruire la tua antenna e il tuo ricevitore a partire da parti elettroniche accessibili e facilmente ottenibili, e alcuni di questi siti web elencati sopra ti aiuteranno attraverso il processo di autoassemblaggio, fornendo anche alcuni trucchi su come farlo più facilmente, come ad esempio assemblare un array di antenne interno più piccolo.
Ora, un'altra cosa che tutti questi siti web menzionano è anche l'uso di vari software per PC che ti consente di analizzare attraverso la scheda audio del computer i suoni radio Jovian ricevuti, ma poiché ci sono molte soluzioni diverse e gratuite là fuori, inclusa quella della NASA che funziona su PC Windows, I ti farò scoprire da solo. Ecco una pagina che elenca molti link per iniziare. Più esperti di computer potrebbero persino scrivere il proprio software per questo scopo, dopo tutto si tratta di Stack Exchange.
E se qualcuno si sta chiedendo di cosa siano capaci tali ricevitori radio e antenne autoassemblati, ecco un link a una raccolta di vari suoni gioviani nelle lunghezze d'onda radio su Astrosurf.com , e un altro come una raccolta di soli suoni di radioastronomia amatoriale di Giove e le sue lune (scorrere un po 'verso il basso l'elenco delle registrazioni). Ed ecco una breve descrizione di vari tipi di suono che potresti sentire:
Chorus (fonte di citazione: Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università dello Iowa )
Chorus è costituito da brevi toni di frequenza crescente che suonano come il coro di uccelli che cantano all'alba, da cui il nome "chorus" o "dawn chorus". Il coro sulla Terra è generato da elettroni nelle fasce di radiazione di Van Allen della Terra. Una volta generate, le onde del coro influenzano i movimenti degli elettroni attraverso un processo chiamato interazione onda-particella. Le interazioni onda-particella disturbano le traiettorie degli elettroni della cintura di radiazione e fanno sì che gli elettroni colpiscano l'atmosfera superiore.
Tempeste di rumore decametrico (fonte di citazione: Radio-Jupiter Central su RadioSky.com )
Le emissioni che possiamo sentire sono spesso chiamate tempeste di rumore decametrico, perché le onde sono lunghe decine di metri. Ok, è possibile ascoltare Giove da 15 a 38 MHz, ma quali sono le frequenze ottimali? Il consenso sembra essere che 18 MHz fino a circa 28 MHz sono un buon posto per ascoltare. Una buona regola sarebbe quella di scegliere la frequenza più bassa in questo intervallo che non era ostacolata dalla rifrazione ionosferica.
Whistlers (citazione e fonte dell'immagine: Wikipedia ):
Un fischio è un'onda elettromagnetica (radio) a bassissima frequenza o VLF generata da un fulmine. 1 Le frequenze dei fischi terrestri sono comprese tra 1 kHz e 30 kHz, con un'ampiezza massima generalmente compresa tra 3 kHz e 5 kHz. Sebbene siano onde elettromagnetiche, si verificano a frequenze audio e possono essere convertite in audio utilizzando un ricevitore adatto. Sono prodotti da fulmini (principalmente intracloud e percorso di ritorno) in cui l'impulso viaggia lungo le linee del campo magnetico terrestre da un emisfero all'altro.
Emissioni radio aurorali (fonte di citazione: Wikipedia )
Le emissioni radio aurorali da pianeti giganti con fonti di plasma come la luna vulcanica di Giove Io potrebbero essere rilevate con i radiotelescopi.
E così via. Gli ultimi due della lista sono probabilmente un po 'estesi per gli astronomi dilettanti, con una gamma di frequenza media delle emissioni radio aurorali da 100 a 500 kHz e interruzioni dei fischi di solito a circa 30 kHz, e entrambi richiedono antenne troppo grandi, ma non vorrei Scommetti che ciò non è possibile anche con antenne più piccole, anche se i limiti di frequenza dell'arco potrebbero impedire l'identificazione di eventi uditivi reali . Ma ci sono molti altri suoni da ascoltare sia da Giove, sia da molte lune, soprattutto se più grandi e vicine.
Buona fortuna, sintonizzati sul tuo Jupiter FM e buona caccia per rari eventi in radiofrequenza!
La sala StarGazers presentava un articolo di kit radio per la radioastronomia di Giove. Lo stesso articolo è anche apparso sul Radio Group di BritAstro .
Sembra che 20.1 MHz sia la frequenza adatta per i dilettanti che osservano Giove. Sono lungi dall'essere un esperto di radioastronomia, ma per una piccola fonte come Giove, suppongo che tu abbia bisogno di una grande parabola parabolica (per il guadagno e la direzionalità dell'antenna) e un'antenna di alimentazione adeguata, adatta per 20,1 MHz. Probabilmente avrai anche bisogno di un supporto motorizzato per l'antenna, per tracciare il movimento di Giove attraverso il cielo.
Pubblicherò ulteriori informazioni, dopo aver chiesto a un amico, che è un esperto di progettazione di antenne, quale configurazione può essere adatta.
Modifica: Ok, le informazioni sono dentro. Un piatto parabolico è fuori discussione - 20 MHz corrisponde a circa 15 m di lunghezza d'onda. E i piatti devono essere molti multipli di una lunghezza d'onda. Quindi potremmo usare un'antenna a dipolo, ma quelli non sono molto direzionali. Inoltre, il dipolo deve essere piuttosto grande, per un buon guadagno. Per renderlo direzionale, hai bisogno di una serie di antenne dipolari orientabili.
Riepilogo: penso che non sia davvero possibile farlo su scala amatoriale. Certo, mi viene volentieri smentito!
Ci sono post che menzionano che non è pratico per i dilettanti a causa della dimensione dell'antenna (generalmente) richiesta unita alla necessità di "puntarla" nella giusta direzione.
Una risposta a questa domanda è: se puoi semplicemente puntare una struttura di antenna statica verso il cielo (i poli anteriori supportano l'elemento più in avanti più alto dei poli di supporto più reali che lo supportano, inclinando così il raggio verso lo spazio), allora semplicemente lascia La terra sia il tuo motore d'antenna. L'eccitazione viene dall'attesa del momento preciso in cui Giove si muove naturalmente attraverso la tua finestra di opportunità. Questo è un metodo meravigliosamente fattibile per puntare enormi antenne a filo verso lo spazio per segnali di bassa frequenza di ogni tipo.
Per quanto riguarda "non sapere mai se si tratta solo di un segnale terrestre", per prima cosa, i segnali dell'uomo non sono una banda super-ultra-larga come quella. I parametri del ricevitore devono essere impostati prima di essere puntati su Giove e i risultati devono essere confrontati prima e dopo. Inoltre ci sono tutti i tipi di altri test e fattori di identificazione. Con abbastanza know-how, che è l'aspetto libero e senza lavoro di esso, si può escludere l'uomo e le interferenze naturali estranee.
Come minimo, avrai bisogno di un'antenna altamente direzionale adatta alle frequenze in questione (non so cosa siano). La radio dovrebbe anche essere in grado di rilevare le frequenze su cui ci si aspetta di sentire i segnali.
