Quais modificações são necessárias em um rádio AM / FM padrão ou em ondas curtas para detectar sinais de ondas de rádio emitidas por Júpiter?
Seria possível detectar o trânsito das principais luas e até planetas menores (talvez até Ceres e Marte) usando esse método?
Respostas:
@Arne está certo em sua resposta sobre duas coisas, que a frequência mais adequada para o rádio amador joviano é 20,1 MHz e que esse é um comprimento de onda de 15 metros. No entanto, a antena pode na verdade ter metade do comprimento de onda, e os astrônomos de rádio amador obtiveram bons resultados ouvindo todos os tipos de sons jovianos, incluindo a detecção de ocultas de suas muitas luas, uma vez que produzem mudanças na frequência devido ao desvio Doppler ao passar na frente de amplificação devido ao eco da própria assinatura de onda de rádio de Júpiter, quando próxima ao ponto de vista do observador, e outros efeitos que causam mudanças na frequência e amplitude das ondas de rádio com uma matriz simples de dipolo duplo que pode ser algo como isto:
A matriz dipolo dupla Jove. Os dipolos são suspensos entre os mastros de PVC. Os sinais dos dipolos vão para um combinador de potência e
depois para o receptor. Fonte: Projetos de radioastronomia amadores - sinais de rádio de Júpiter (PDF)
Agora, essa antena dipolo duplo é mais ou menos uma peça simples de aproximadamente metade do comprimento de onda do cabo coaxial, sem isolamento nas extremidades do dipolo e executando os dipolos paralelos uns aos outros, a cerca de 6,1 metros (20 pés) de distância, suspensos sobre mastros de PVC . Isso é perfeitamente aceitável para praticamente qualquer radioastrônomo amador no espaço e no preço das peças necessárias. Existem também maneiras de ajudar-se com uma antena muito menor, que mencionarei um pouco mais adiante. Vamos primeiro limpar a discussão sobre a faixa de frequência com esta citação realmente informativa da página do Radio Receiver for Jupiter (com base no projeto Radio JOVE da NASA ):
O pico dos sinais de Júpiter ocorre em torno de 10 MHz. Ainda assim, essa frequência não é adequada, pois está muito próxima do ponto de corte ionosférico. As melhores frequências adequadas estão entre 18 e 22 MHz, pois as chances de obter emissões são maiores. Na prática, 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz são comuns. As frequências acima de 30 MHz não são adequadas devido à menor força. A frequência de 20,1 MHz é usada para este projeto, pois a probabilidade de obter emissões é alta. Portanto, o receptor inteiro é projetado considerando 20,1 MHz como a frequência operacional.
A antena é, obviamente, apenas uma parte da história. A segunda coisa que é necessária é o receptor. A NASA está patrocinando o projeto Radio JOVE com um manual de montagem para cerca de 100 componentes eletrônicos e peças de hardware no valor do Receptor RJ1.1 ( Receptor Radio Jove 1.1 ) que pode ser quase completamente montado com peças encomendadas da Radio Shack (inclusive inclui números de peça RS ) Vou adicionar uma fotografia e alguns outros links, e você terá que ficar sozinho:
Placa frontal do Radio Jove Receiver auto-montado com dois botões giratórios para volume e ajuste. Fonte: Observatório KB0LQJ
Alguns links relevantes para a construção do Radio Jove (ou Jupiter FM, se você preferir, será o seu próprio receptor, nomeie-o como desejar), começando pelos já mencionados:
Projetos de radioastronomia amadores - sinais de rádio de Júpiter (PDF)
Há dez anos, um grupo de graduados da Universidade da Flórida (a maioria) trabalhando na NASA concebeu um programa educacional chamado Radio Jove. A idéia era construir um kit de radiotelescópio de baixo custo, adequado para detectar sinais de Júpiter. O receptor Jove (Figura 2) é um projeto simples de conversão direta, operando em algumas centenas de quilohertz, centralizado em 20,1 MHz.
Projeto Radio JOVE da NASA (PDF)
No momento, o site está inativo devido ao desligamento do governo dos EUA, então aqui está uma versão em cache do Google que, infelizmente, não vem com imagens em documentos
Observatório KB0LQJ - Radioastronomia Amadora - Observações do Radio Jove
Para o meu observatório em casa, comecei com o receptor Radio Jove do Radio Jove Project da NASA. Este era um kit bastante fácil de construir, com ótimas instruções, não apenas para o receptor, mas também para a instalação e instalação da antena. Infelizmente, não tenho espaço suficiente para montar um conjunto de antenas em fases. Além disso, estou cercado por linhas de energia nos lados norte e sul da minha propriedade. Além disso, como estou em uma área urbana, sabia que iria captar muito barulho. Não se preocupe. As observações solares também são bastante interessantes e, como o Sol é uma fonte de sinal muito boa (especialmente até agora este ano), optei por uma antena no meu sótão.
Receptor de rádio para Júpiter
Este site contém os detalhes técnicos da antena e do receptor usados para receber emissões de rádio naturais de Júpiter a 20,1 MHz. A antena e o receptor discutidos neste site baseiam-se no design fornecido pelo Programa Radio Jove da NASA. As emissões naturais de rádio de Júpiter ou da Sun são detectadas usando uma matriz de dipolo duplo como antena e com um receptor sensível. A tensão de RF desenvolvida nos terminais da antena é amplificada com o amplificador de RF e convertida em frequências de áudio usando um mixer. O sinal de áudio assim gerado é gravado no PC através de uma placa de som no formato 'wav'. Também está disponível um software de gravador de gráficos para gerar o gráfico de dados provenientes da placa de som.
Portanto, existem muitas maneiras de construir sua própria antena e receptor com peças eletrônicas acessíveis e de fácil obtenção. Alguns desses sites listados acima o ajudarão no processo de montagem automática, fornecendo alguns truques para facilitar a tarefa, como, por exemplo, montar um conjunto menor de antenas internas.
Agora, outra coisa que todos esses sites mencionam também está usando vários softwares de PC que permitem analisar através dos sons de rádio jovianos recebidos pela placa de som do computador, mas como existem muitas soluções diferentes e gratuitas por aí, incluindo a própria NASA que roda em PCs com Windows, eu permitirá que você descubra aqueles por conta própria. Aqui está uma página com muitos links para você começar. Mais conhecedor de computadores, você pode até escrever seu próprio software para esse fim, afinal, é o Stack Exchange.
E se alguém está se perguntando do que esses receptores e antenas de rádio auto-montados são capazes, aqui está um link para uma coleção de vários sons jovianos nos comprimentos de onda do rádio no Astrosurf.com e outro como uma coleção de sons de radioastronomia amadores Júpiter e suas luas (role um pouco até a lista de gravações). E aqui está uma breve descrição dos vários tipos de som que se pode ouvir:
Coro (fonte da citação: Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Iowa )
O coro consiste em tons breves de frequência crescente que soam como o coro de pássaros cantando ao nascer do sol, daí o nome "coro" ou "coro do amanhecer". O coro na Terra é gerado por elétrons nos cinturões de radiação Van Allen da Terra. Uma vez geradas, as ondas do coro afetam os movimentos dos elétrons através de um processo chamado interação interação onda-partícula. As interações onda-partícula perturbam as trajetórias dos elétrons do cinto de radiação e fazem com que os elétrons atinjam a atmosfera superior.
Tempestades de ruído decamétricas (fonte da citação: Radio-Jupiter Central no RadioSky.com )
As emissões que podemos ouvir são frequentemente chamadas de tempestades de ruído decamétricas, porque as ondas têm dezenas de metros de comprimento. Ok, é possível ouvir Júpiter de 15 a 38 MHz, mas quais são as frequências ideais? O consenso parece ser que 18 MHz a cerca de 28 MHz é um bom lugar para ouvir. Uma boa regra seria escolher a frequência mais baixa nessa faixa que não estava sendo prejudicada pela refração ionosférica.
Assobiadores (fonte das citações e da imagem: Wikipedia ):
Um assobiador é uma onda eletromagnética (rádio) de frequência muito baixa ou VLF gerada por um raio. 1 As frequências dos assobiadores terrestres são de 1 kHz a 30 kHz, com uma amplitude máxima geralmente de 3 kHz a 5 kHz. Embora sejam ondas eletromagnéticas, elas ocorrem em frequências de áudio e podem ser convertidas em áudio usando um receptor adequado. São produzidos por raios (principalmente intracloud e caminho de retorno), onde o impulso viaja ao longo das linhas do campo magnético da Terra de um hemisfério para o outro.
Emissões de rádio auroral (fonte da citação: Wikipedia )
Emissões de rádio aurorais de planetas gigantes com fontes de plasma como a lua vulcânica de Júpiter Io podiam ser detectadas com radiotelescópios.
E assim por diante. Os dois últimos na lista são provavelmente um pouco exagerados para astrônomos amadores, com emissões médias de rádio auroral na faixa de frequência de 100 a 500 kHz e interrupção de assobiadores geralmente em torno de 30 kHz, e ambos exigindo antenas grandes demais, mas eu não faria isso '' Também não apostamos que seja possível com antenas menores, embora os limites de frequência do arco possam impedir a identificação de eventos auditivos reais . Mas existem muitos outros sons para ouvir tanto de Júpiter quanto de muitas luas, principalmente as maiores e mais próximas.
Boa sorte sintonizando sua própria Jupiter FM e feliz busca por raros eventos de radiofrequência!
O lounge StarGazers apresentava um artigo de kit de rádio para a astronomia de rádio de Júpiter. O mesmo artigo também é apresentado no Radio Group da BritAstro .
Parece que 20,1 MHz é a frequência adequada para amadores que observam Júpiter. Estou longe de ser um especialista em radioastronomia, mas para uma pequena fonte como Júpiter, eu suporia que você precisa de uma grande antena parabólica (para ganho e direcionalidade da antena) e uma antena de alimentação adequada, adequada para 20,1 MHz. Você provavelmente também precisará ter um suporte motorizado para a antena, para rastrear o movimento de Júpiter no céu.
Vou postar mais informações, depois de ter perguntado a um amigo, especialista em design de antenas, qual configuração pode ser adequada.
Edit: Ok, as informações estão disponíveis. Um prato parabólico está fora de questão - 20 MHz corresponde a cerca de 15 m de comprimento de onda. E os pratos precisam ter muitos múltiplos de comprimento de onda. Então, poderíamos usar uma antena dipolo, mas essas não são muito direcionais. Além disso, o dipolo precisa ser bastante grande, para obter um bom ganho. Para torná-lo direcional, você precisa de uma variedade de antenas dipolo direcionáveis.
Resumo: Eu acho que não é realmente possível fazer isso em uma escala amadora. Claro, estou feliz em provar que estou errado!
Existem postagens mencionando que não é prático para amadores por causa do tamanho da antena (geralmente) necessário combinado com a necessidade de "apontar" na direção certa.
Uma resposta para isso é: se você puder apontar apenas uma estrutura de antena estática em direção ao céu (pólos frontais que suportam o elemento mais à frente mais alto do que os pólos de suporte mais reais que o sustentam, inclinando o feixe para o espaço), basta deixar Terra seja o seu motor de antena. A emoção vem de esperar pelo tempo exato em que Júpiter se move naturalmente através da sua janela de oportunidade. Esse é um método maravilhosamente viável de direcionar enormes antenas de arame para o espaço, para sinais de todos os tipos com frequências muito baixas.
Tanto quanto "nunca se sabe se é apenas um sinal terrestre", por um lado, os sinais do homem não são uma banda super ultra-larga assim. Os parâmetros do receptor devem ser definidos antes de serem direcionados a Júpiter, e os resultados comparados antes e depois. Além disso, existem todos os tipos de outros testes e fatores de identificação. Com conhecimento suficiente, que é o aspecto livre e sem mão-de-obra, pode-se descartar o homem e interferências naturais estranhas.
No mínimo, você precisará de uma antena altamente direcional apropriada para as frequências em questão (não sei o que são). O rádio também deve ser capaz de detectar as frequências nas quais você espera ouvir sinais.
