Какие модификации стандартного AM / FM или коротковолнового радио необходимы для того, чтобы иметь возможность обнаруживать радиоволновые сигналы, излучаемые Юпитером?
Можно ли было бы обнаружить транзит главных лун и даже малых планет (возможно, даже Цереры и Марса), используя этот метод?
Ответы:
@Arne прав в своем ответе о двух вещах: наиболее подходящая частота для любительского радио Jovian - 20,1 МГц, а длина волны - 15 метров. Однако на самом деле антенна может быть на половине длины волны, и радиоастрономы-любители добились хороших результатов, прослушивая всевозможные звуки Юпитера, включая обнаружение колебаний многих лун, поскольку они вызывают изменение частоты из-за доплеровского сдвига при прохождении перед это усиление, вызванное эхом собственной радиоволновой подписи Юпитера, когда он находится рядом с ним с точки зрения наблюдателя, и другие эффекты, вызывающие изменения частоты и амплитуды радиоволн с помощью простого двойного дипольного массива, который может выглядеть примерно так:
Двойной дипольный массив Jove. Диполи подвешены между ПВХ-мачтами. Сигналы от диполей поступают на сумматор мощности, а
затем на приемник. Источник: Любительские радиоастрономические проекты - Радиосигналы с Юпитера (PDF)
Теперь эта двойная дипольная антенна представляет собой более или менее простую, состоящую примерно из половины длины коаксиального кабеля длину волны, лишенную изоляции на концах диполей и проложенную диполями параллельно друг другу на расстоянии примерно 6,1 метра (20 футов) друг от друга, подвешенную над мачтами из ПВХ. , Это вполне приемлемо для почти любого любителя радиоастронома как в космосе, так и по цене необходимых деталей. Есть также способы помочь себе с намного меньшей антенной, о которой я расскажу чуть позже. Давайте сначала проясним обсуждение частотного диапазона с помощью этой действительно информативной цитаты с веб-страницы Radio Receiver for Jupiter (основанной на проекте Radio JOVE НАСА ):
Пик сигналов Юпитера происходит около 10 МГц. Тем не менее, эта частота не подходит, так как она очень близка к ионосферной отсечке. Наиболее подходящие частоты находятся в диапазоне от 18 до 22 МГц, так как шансы получить излучение больше. На практике распространенными являются 18,7 МГц, 20,1 МГц, 22,3 МГц. Частоты выше 30 МГц не подходят из-за меньшей силы. Частота 20,1 МГц используется для этого проекта, так как вероятность получения излучения высока. Таким образом, весь приемник спроектирован с учетом 20,1 МГц в качестве рабочей частоты.
Антенна, конечно, всего лишь одна часть истории. Второе, что требуется, это приемник. НАСА спонсирует проект Radio JOVE с руководством по сборке примерно 100 электронных компонентов и единиц оборудования стоимостью RJ1.1 Receiver ( Radio Jove 1.1 Receiver ), который может быть почти полностью собран из частей, заказанных у Radio Shack (он даже включает номера деталей RS ). Я добавлю фотографию и несколько других ссылок, и тогда вам придется остаться самостоятельно:
Самостоятельная сборка передней панели Radio Jove Receiver с двумя поворотными ручками для регулировки громкости и настройки. Источник: KB0LQJ Обсерватория
Некоторые важные ссылки для сборки Radio Jove (или Jupiter FM, если хотите, это будет ваш собственный приемник, поэтому назовите его по своему желанию), начиная с уже упомянутых:
Любительские радиоастрономические проекты - радиосигналы с Юпитера (PDF)
Десять лет назад группа (в основном) выпускников Университета Флориды, работавших в НАСА, создала образовательную информационно-пропагандистскую программу, известную как Radio Jove. Идея заключалась в том, чтобы создать недорогой радиотелескоп, пригодный для обнаружения сигналов с Юпитера. Приемник Jove (рис. 2) представляет собой простую схему прямого преобразования, работающую в диапазоне нескольких сотен килогерц с центром в 20,1 МГц.
Проект НАСА по радио JOVE (PDF)
В настоящее время сайт закрыт из-за закрытия правительства США, так что вот кешированная версия Google, которая, к сожалению, не поставляется с изображениями в документе
Обсерватория KB0LQJ Любительская радиоастрономия
Для моей домашней обсерватории я начал с приемника Radio Jove из проекта Radio Jove НАСА. Это был довольно простой в сборке комплект с отличными указаниями не только для приемника, но и для установки и установки антенны. К сожалению, у меня недостаточно места для установки фазированной антенной решетки. Кроме того, я ограничен линиями электропередач на северной и южной сторонах моей собственности. Кроме того, поскольку я нахожусь в городской местности, я знал, что у меня будет много шума. Не беспокоиться. Наблюдения за Солнцем также весьма интересны, и, поскольку Солнце является таким хорошим источником сигнала (особенно в этом году), я выбрал антенну на чердаке.
Этот веб-сайт содержит технические детали антенны и приемника, используемых для приема естественных радиоизлучений Юпитера на частоте 20,1 МГц. Антенна и приемник, обсуждаемые на этом сайте, основаны на дизайне, представленном программой НАСА Radio Jove. Естественные радиоизлучения от Юпитера или от Солнца обнаруживаются с использованием двойной дипольной решетки в качестве антенны и с чувствительным приемником. ВЧ-напряжение, создаваемое на антенных клеммах, усиливается РЧ-усилителем и преобразуется в звуковые частоты с помощью микшера. Сгенерированный таким образом аудиосигнал записывается на ПК через звуковую карту в формате wav. Также доступно программное обеспечение для записи стрип-карт, позволяющее генерировать стрип-карту данных, поступающих через звуковую карту.
Таким образом, есть действительно много способов построить собственную антенну и приемник из доступных и легко доступных электронных компонентов, и некоторые из перечисленных выше веб-сайтов помогут вам в процессе самостоятельной сборки, даже предоставив некоторые приемы, как это сделать проще, как, например, сборка антенной решетки меньшего размера.
Теперь еще одна вещь, о которой упоминают все эти веб-сайты, - это также использование различного программного обеспечения для ПК, которое позволяет анализировать с помощью звуковой карты компьютера полученные звуки радио Jovian, но поскольку существует множество различных и бесплатных решений, включая собственное решение NASA, которое работает на ПК с Windows, я Позвольте вам открыть их самостоятельно. Вот одна страница со списком ссылок, чтобы вы могли начать. Более опытный компьютер может даже написать собственное программное обеспечение для этой цели, в конце концов, это Stack Exchange.
И если кому-то интересно, на что способны такие самосборные радиоприемники и антенны, вот ссылка на коллекцию различных звуков Jovian на радиоволнах на Astrosurf.com , а другую - на коллекцию исключительно любительских радиоастрономических звуков : Юпитер и его спутники (прокрутите немного вниз к списку записей). И вот краткое описание различных типов звука, которые можно услышать:
Хор (источник цитаты: Факультет физики и астрономии Университета Айовы )
Припев состоит из коротких, повышающихся частот, которые звучат как хор птиц, поющих на рассвете, отсюда и название «хор» или «рассветный хор». Хор на Земле генерируется электронами в радиационных поясах Земли Ван Аллена. Будучи генерированными, волны хоруса влияют на движения электронов в процессе, называемом взаимодействием волны с частицами. Взаимодействия волн и частиц нарушают траектории электронов радиационного пояса и вызывают попадание электронов в верхние слои атмосферы.
Декаметрические шумовые бури (источник цитирования: Radio-Jupiter Central на RadioSky.com )
Излучения, которые мы слышим, часто называют декаметрическими шумовыми бурями, потому что волны имеют длину в десятки метров. Ладно, можно слышать Юпитер от 15 до 38 МГц, но каковы оптимальные частоты? Похоже, что согласие заключается в том, что 18 МГц до 28 МГц - это хорошее место для прослушивания. Хорошим правилом было бы выбрать самую низкую частоту в этом диапазоне, которой не препятствовала ионосферная рефракция.
Whistlers (цитата и источник изображения: Wikipedia ):
Вистлер - это электромагнитная (радио) волна очень низкой частоты или ОНЧ, генерируемая молнией. 1 Частоты наземных вистлеров составляют от 1 кГц до 30 кГц, а максимальная амплитуда обычно составляет от 3 кГц до 5 кГц. Хотя они представляют собой электромагнитные волны, они возникают на звуковых частотах и могут быть преобразованы в аудио с помощью подходящего приемника. Они производятся с помощью ударов молнии (в основном внутриоблачного и обратного пути), когда импульс распространяется вдоль линий магнитного поля Земли от одного полушария к другому.
Авроральное радиоизлучение (источник цитирования: Википедия )
Авроральные радиоизлучения от гигантских планет с такими источниками плазмы, как вулканическая луна Юпитера Ио, можно обнаружить с помощью радиотелескопов.
И так далее. Последние два в списке, вероятно, немного растянуты для астрономов-любителей, со средним частотным диапазоном аврорального радиоизлучения в диапазоне от 100 до 500 кГц и срезом вистлеров на частоте около 30 кГц, и оба требуют слишком больших антенн, но я бы не стал Можно поспорить, что это возможно и для более мелких антенн, хотя отсечки частоты носа могут помешать выявлению реальных звуковых событий. Но есть много других звуков, которые можно послушать как на Юпитере, так и на многих лунах, в основном, более крупных и близких.
Удачи в настройке вашего собственного Jupiter FM и счастливой охоты на редкие радиочастотные события!
В салоне StarGazers была представлена статья об радиоустройстве для радиоастрономии Юпитера. Эта же статья публикуется в Радио Группе БритАстро .
Кажется, что 20,1 МГц - подходящая частота для любителей, наблюдающих за Юпитером. Я далек от того, чтобы быть экспертом в области радиоастрономии, но для небольшого источника, такого как Юпитер, я бы предположил, что вам нужна большая параболическая антенна (для усиления и направленности антенны) и подходящая антенна питания, подходящая для 20,1 МГц. Вам, вероятно, также понадобится моторизованное крепление для антенны, чтобы отслеживать движение Юпитера по небу.
Я опубликую больше информации, после того, как я спросил друга, который является экспертом по проектированию антенн, какая конфигурация может быть подходящей.
Изменить: Хорошо, информация в. Параболическая тарелка не может быть и речи - 20 МГц соответствует примерно 15 м длины волны. И блюда должны быть кратны длине волны. Таким образом, мы могли бы использовать дипольную антенну, но она не очень направленная. Кроме того, диполь должен быть довольно большим, для хорошего усиления. Чтобы сделать это направленным, вам нужен массив управляемых дипольных антенн.
Резюме: я думаю, что это не реально сделать в любительском масштабе. Конечно, я с удовольствием ошибаюсь!
Есть посты, в которых упоминается, что это непрактично для любителей из-за необходимого размера антенны (как правило) в сочетании с необходимостью «направить ее» в правильном направлении.
Один из ответов на этот вопрос - если вы можете просто направить статическую антенную конструкцию к небу (передние полюсы, поддерживающие самый передний элемент выше, чем самые реальные опорные полюсы, поддерживающие его, тем самым направляя луч в пространство), тогда вы просто позволяете Земля будет вашим двигателем антенны. Волнение приходит от ожидания точного времени, когда Юпитер естественным образом проходит через окно возможностей. Это удивительно выполнимый метод нацеливания огромных проводных антенн в космос для довольно низкочастотных сигналов всех видов.
Что касается «никогда не знать, является ли это просто земным сигналом», то, во-первых, сигналы человека не являются сверхширокополосной полосой, подобной этой. Параметры приемника должны быть установлены перед нацеливанием на Юпитер, а результаты сравниваться до и после. Плюс есть все виды других тестов и факторов идентификации. Имея достаточное количество ноу-хау, которое является свободным и трудоемким аспектом, можно исключить человека и постороннее естественное вмешательство.
Как минимум, вам понадобится направленная антенна, подходящая для рассматриваемых частот (я не знаю, что это такое). Радио также должно было бы определять частоты, на которых вы ожидаете услышать сигналы.
