¿Qué modificaciones a una radio AM / FM estándar o radio de onda corta son necesarias para poder detectar señales de ondas de radio emitidas por Júpiter?
¿Sería posible detectar el tránsito de las lunas principales e incluso los planetas menores (tal vez incluso Ceres y Marte) utilizando este método?
Respuestas:
@Arne tiene razón en su respuesta sobre dos cosas, que la frecuencia más adecuada para la radioaficionada joviana es 20.1 MHz, y que esta es una longitud de onda de 15 metros. Sin embargo, la antena en realidad puede ser la mitad de la longitud de onda, y los radioastrónomos aficionados han tenido buenos resultados al escuchar todo tipo de sonidos jovianos, incluida la detección de ocultaciones de sus muchas lunas, ya que producen cambios en la frecuencia debido al cambio Doppler al pasar por delante de la amplificación debida al eco de la propia firma de ondas de radio de Júpiter cuando está cerca del punto de observación del observador, y otros efectos que causan cambios en la frecuencia y amplitud de las ondas de radio con una simple matriz dipolar dual que podría verse así:
La matriz dipolar dual Jove. Los dipolos están suspendidos entre mástiles de PVC. Las señales de los dipolos van a un combinador de energía y
luego al receptor. Fuente: Proyectos de radioastronomía de aficionados : señales de radio de Júpiter (PDF)
Ahora, esta antena de doble dipolo es más o menos una simple pieza de aproximadamente la mitad de la longitud de onda del cable coaxial, despojado de aislamiento en los extremos del dipolo y corre dipolos paralelos entre sí a aproximadamente 6,1 metros (20 pies) de distancia suspendidos sobre mástiles de PVC . Eso es perfectamente aceptable para casi cualquier radioastrónomo aficionado, tanto en espacio como en el precio de las piezas necesarias. También hay formas de ayudarse con una antena mucho más pequeña, que mencionaré un poco más adelante. Primero aclaremos la discusión del rango de frecuencia con esta cita realmente informativa de Radio Receiver para la página web de Júpiter (basada en el proyecto Radio JOVE de la NASA ):
El pico de las señales de Júpiter ocurre alrededor de 10 MHz. Aún así, esta frecuencia no es tan adecuada, ya que está muy cerca del límite ionosférico. Las mejores frecuencias adecuadas están entre 18 y 22 MHz, ya que las posibilidades de obtener emisiones son mayores. En la práctica, 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz son comunes. Las frecuencias superiores a 30 MHz no son adecuadas debido a una menor fuerza. La frecuencia de 20,1 MHz se utiliza para este proyecto, ya que la probabilidad de obtener emisiones es alta. Por lo tanto, todo el receptor está diseñado considerando 20.1 MHz como la frecuencia de operación.
Antena es, por supuesto, simplemente una parte de la historia. La segunda cosa que se requiere es el receptor. La NASA patrocina el proyecto Radio JOVE con un manual de ensamblaje para aproximadamente 100 componentes electrónicos y piezas de hardware con un valor de receptor RJ1.1 ( receptor Radio Jove 1.1 ) que puede ensamblarse casi por completo a partir de piezas ordenadas de Radio Shack (incluso incluye números de pieza RS ) Agregaré una fotografía y algunos otros enlaces, y entonces tendrás que estar solo:
Placa frontal del receptor de radio Jove autoensamblado con dos perillas giratorias para volumen y sintonización. Fuente: Observatorio KB0LQJ
Algunos enlaces relevantes para construir Radio Jove (o Jupiter FM, si lo desea, será su propio receptor, así que asígnele el nombre que desee), comenzando con los ya mencionados:
Proyectos de radioastronomía para aficionados: señales de radio de Júpiter (PDF)
Hace diez años, un grupo de (en su mayoría) graduados de la Universidad de Florida que trabajaban en la NASA concibió un programa de divulgación educativa conocido como Radio Jove. La idea era construir un kit de radiotelescopio de bajo costo adecuado para detectar señales de Júpiter. El receptor Jove (Figura 2) es un diseño simple de conversión directa que opera en un rango de unos cientos de kilohercios centrado en 20.1 MHz.
Proyecto Radio JOVE de la NASA (PDF)
El sitio está inactivo debido al cierre del gobierno de los EE. UU., Por lo que aquí hay una versión en caché de Google que lamentablemente no viene con imágenes en el documento
KB0LQJ Observatory Amateur Radio Astronomy - Observaciones de Radio Jove
Para el observatorio de mi casa, comencé con el receptor Radio Jove del Proyecto Radio Jove de la NASA. Este fue un kit bastante fácil de construir con excelentes instrucciones, no solo para el receptor sino también para la configuración e instalación de la antena. Desafortunadamente, no tengo suficiente espacio para instalar un conjunto de antenas en fase. Además, estoy rodeado de líneas eléctricas en los lados norte y sur de mi propiedad. Además, como estoy en una zona urbana, sabía que recogería mucho ruido. No es para preocuparse. Las observaciones solares también son bastante interesantes, y dado que el Sol es una buena fuente de señal (especialmente en lo que va del año), opté por una antena en mi ático.
Receptor de radio para Júpiter
Este sitio web contiene los detalles técnicos de la antena y el receptor utilizados para recibir emisiones de radio naturales de Júpiter a 20.1MHz. La antena y el receptor discutidos en este sitio se basan en el diseño del Programa Radio Jove de la NASA. Las emisiones de radio natural de Júpiter o del Sol se detectan utilizando una matriz dipolar dual como antena y con un receptor sensible. El voltaje de RF desarrollado en los terminales de la antena se amplifica con el amplificador de RF y se convierte en frecuencias de audio utilizando un mezclador. La señal de audio así generada se graba en la PC a través de una tarjeta de sonido en formato 'wav'. También está disponible un software de grabación de gráficos de tiras para generar el diagrama de tiras de datos que llegan a través de la tarjeta de sonido.
De hecho, hay muchas maneras de construir su propia antena y receptor a partir de piezas electrónicas asequibles y fáciles de obtener, y algunos de estos sitios web enumerados anteriormente lo ayudarán a través del proceso de autoensamblaje, incluso proporcionando algunos trucos para hacerlo más fácil, como, por ejemplo, ensamblar una matriz de antena interna más pequeña.
Ahora, otra cosa que mencionan todos estos sitios web también es el uso de varios software para PC que le permiten analizar a través de la tarjeta de sonido de la computadora los sonidos de radio Jovian recibidos, pero dado que hay muchas soluciones diferentes y gratuitas, incluida la propia de la NASA que se ejecuta en PC con Windows, yo Te dejaré descubrirlos por tu cuenta. Aquí hay una página que enumera muchos enlaces, para comenzar. Más expertos en informática de usted incluso podrían escribir su propio software para este propósito, esto es Stack Exchange después de todo.
Y si alguien se pregunta de qué son capaces tales antenas y receptores de radio autoensamblados, aquí hay un enlace a una colección de varios sonidos jovianos en las longitudes de onda de radio en Astrosurf.com , y otro como una colección de sonidos de radioastronomía exclusivamente aficionados. Júpiter y sus lunas (desplácese un poco hacia abajo a la lista de grabaciones). Y aquí hay una breve descripción de varios tipos de sonido que uno puede escuchar:
Coro (fuente de la cita: Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Iowa )
El coro consiste en tonos breves de frecuencia ascendente que suenan como el coro de pájaros cantando al amanecer, de ahí el nombre de "coro" o "coro al amanecer". El coro en la Tierra es generado por electrones en los cinturones de radiación Van Allen de la Tierra. Una vez generadas, las ondas de coro afectan los movimientos de los electrones a través de un proceso llamado interacción onda-partícula. Las interacciones onda-partícula perturban las trayectorias de los electrones del cinturón de radiación y hacen que los electrones golpeen la atmósfera superior.
Tormentas de ruido decamétrico (fuente de la cita: Radio-Jupiter Central en RadioSky.com )
Las emisiones que podemos escuchar a menudo se denominan tormentas de ruido decamétricas, porque las olas tienen decenas de metros de largo. De acuerdo, es posible escuchar a Júpiter de 15 a 38 MHz, pero ¿cuáles son las frecuencias óptimas? El consenso parece ser que 18 MHz hasta aproximadamente 28 MHz es un buen lugar para escuchar. Una buena regla sería elegir la frecuencia más baja en este rango que no se viera obstaculizada por la refracción ionosférica.
Whistlers (cita y fuente de la imagen: Wikipedia ):
Un silbador es una onda electromagnética (radio) de muy baja frecuencia o VLF generada por un rayo. 1 Las frecuencias de los silbatos terrestres son de 1 kHz a 30 kHz, con una amplitud máxima generalmente de 3 kHz a 5 kHz. Aunque son ondas electromagnéticas, se producen en frecuencias de audio y se pueden convertir a audio utilizando un receptor adecuado. Son producidos por rayos (principalmente intracloud y ruta de retorno) donde el impulso viaja a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra desde un hemisferio al otro.
Emisiones de radio aurorales (fuente de la cita: Wikipedia )
Las emisiones de radio aurorales de planetas gigantes con fuentes de plasma como la luna volcánica de Júpiter Io podrían detectarse con radiotelescopios.
Y así. Los dos últimos en la lista son probablemente un poco exagerados para los astrónomos aficionados, con un rango de frecuencia promedio de emisiones de radio auroras de 100 a 500 kHz, y un corte de silbidos a alrededor de 30 kHz, y ambos requieren antenas demasiado grandes, pero no lo haría. Tampoco apueste a que sea posible con antenas más pequeñas, aunque los cortes de frecuencia de arco podrían evitar la identificación de eventos auditivos reales . Pero hay muchos otros sonidos para escuchar tanto de Júpiter como de muchas lunas, principalmente a través de las más grandes y cercanas.
¡Buena suerte sintonizando su propio Jupiter FM y feliz búsqueda de raros eventos de radiofrecuencia!
La sala StarGazers presentó un artículo de kit de radio para radioastronomía de Júpiter. El mismo artículo también aparece en Radio Group of BritAstro .
Parece que 20.1 MHz es la frecuencia adecuada para los aficionados que observan Júpiter. Estoy lejos de ser un experto en radioastronomía, pero para una fuente pequeña como Júpiter, asumiría que necesita un plato parabólico grande (para ganancia de antena y direccionalidad) y una antena de alimentación adecuada, adecuada para 20.1 MHz. Probablemente también necesitará tener un soporte motorizado para la antena, para seguir el movimiento de Júpiter a través del cielo.
Publicaré más información, después de haberle preguntado a un amigo, experto en diseño de antenas, qué configuración puede ser adecuada.
Editar: Ok, la información está dentro. Un plato parabólico está fuera de discusión: 20 MHz corresponde a una longitud de onda de aproximadamente 15 m. Y los platos deben ser muchos múltiplos de una longitud de onda. Entonces podríamos usar una antena dipolo, pero esas no son muy direccionales. Además, el dipolo debe ser bastante grande, para una buena ganancia. Para hacerlo direccional, necesita una serie de antenas dipolo orientables.
Resumen: Creo que no es realmente factible hacer esto en una escala de aficionados. ¡Por supuesto, estoy feliz de estar equivocado!
Hay publicaciones que mencionan que no es práctico para los aficionados debido al tamaño de la antena (generalmente) que se requiere combinado con la necesidad de "apuntarlo" en la dirección correcta.
Una respuesta a esto es: si solo puede apuntar una estructura de antena estática hacia el cielo (los polos frontales que sostienen el elemento más delantero más alto que los polos de soporte más reales que lo sostienen, inclinando el haz hacia el espacio), simplemente deje La tierra sea tu motor de antena. La emoción viene de esperar el momento preciso en que Júpiter se mueve naturalmente a través de su ventana de oportunidad. Este es un método maravillosamente factible de apuntar enormes antenas de alambre hacia el espacio para señales de muy baja frecuencia de todo tipo.
En cuanto a "nunca saber si es solo una señal terrestre", por un lado, las señales del hombre no son una banda súper ultra ancha como esa. Los parámetros del receptor deben establecerse antes de apuntar a Júpiter, y los resultados deben compararse antes y después. Además, hay todo tipo de otras pruebas y factores de identificación. Con suficiente conocimiento, que es su aspecto libre y sin trabajo, uno puede descartar al hombre y la interferencia natural extraña.
Como mínimo, necesitará una antena altamente direccional apropiada para las frecuencias en cuestión (no sé cuáles son). La radio también debería poder detectar las frecuencias en las que espera escuchar señales.
