Jupiter FM - ¿Cuáles son las formas prácticas y económicas para la detección amateur de señales de Júpiter, especialmente del tránsito de sus lunas?

@Arne tiene razón en su respuesta sobre dos cosas, que la frecuencia más adecuada para la radioafición joviana es 20,1 MHz, y que esta es una longitud de onda de 15 metros. Sin embargo, la antena en realidad puede tener 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 cuando pasan frente a ella. él, la amplificación debido al eco de la propia firma de ondas de radio de Júpiter cuando está cerca de él desde el punto de vista del observador, y otros efectos que causan cambios en la amplitud y la frecuencia de las ondas de radio con una matriz de dipolo dual simple que podría verse así:

        ^{La matriz de doble dipolo Jove. Los dipolos están suspendidos entre mástiles de PVC. Las señales de los dipolos van a un combinador de potencia y
        luego al receptor. Fuente: Proyectos de radioastronomía para aficionados: señales de radio de Júpiter (PDF)}

Ahora bien, esta antena dipolo doble es más o menos una simple pieza de dos piezas de aproximadamente la mitad de la longitud de onda del cable coaxial, sin aislamiento en los extremos del dipolo y coloca los 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 el 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 la página web Radio Receiver for Jupiter (basada en el proyecto Radio JOVE de la NASA ):

El pico de las señales de Júpiter se produce alrededor de los 10 MHz. Aún así, esta frecuencia no es tan adecuada, ya que está muy cerca del corte ionosférico. Las frecuencias más adecuadas están entre 18 y 22 MHz, ya que las posibilidades de obtener emisiones son mayores. En la práctica son comunes 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz. Las frecuencias superiores a 30 MHz no son adecuadas debido a su menor fuerza. Para este proyecto se utiliza la frecuencia de 20,1 MHz, ya que la probabilidad de obtener emisión es alta. Por lo que todo el receptor está diseñado considerando 20.1 MHz como frecuencia de operación.

La antena es, por supuesto, solo una parte de la historia. Lo segundo que se requiere es el receptor. La NASA está patrocinando el proyecto Radio JOVE con un manual de ensamblaje para aproximadamente 100 componentes electrónicos y piezas de hardware por valor del receptor RJ1.1 ( receptor Radio Jove 1.1 ) que se pueden ensamblar casi por completo con piezas pedidas a 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 Radio Jove automontable con dos mandos giratorios para volumen y sintonización. Fuente: Observatorio KB0LQJ}

Algunos enlaces relevantes para construir Radio Jove (o Júpiter FM, si quieres, será tu propio receptor así que nómbralo como quieras), empezando por 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 económico 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 pocos cientos de kilohercios centrado en 20,1 MHz.

• Proyecto Radio JOVE de la NASA (PDF)

  El sitio está actualmente inactivo debido al cierre del gobierno de EE. UU., por lo que aquí hay una versión almacenada en caché de Google que lamentablemente no viene con imágenes en el documento.

• KB0LQJ Observatorio de Radioaficionados — 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 bordeado por líneas eléctricas en los lados norte y sur de mi propiedad. Además, como estoy en un área urbana, sabía que captaría mucho ruido. No es para preocuparse. Las observaciones solares también son bastante interesantes, y dado que el Sol es una fuente de señal tan buena (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 20,1 MHz. La antena y el receptor discutidos en este sitio se basan en el diseño proporcionado por el Programa Radio Jove de la NASA. Las emisiones de radio naturales de Júpiter o del Sol se detectan mediante el uso de una matriz de dipolo 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 usando un mezclador. La señal de audio así generada se graba en PC a través de una tarjeta de sonido en formato 'wav'. También está disponible un software de registro de gráficos en tira para generar el gráfico en tiras de los datos que llegan a través de la tarjeta de sonido.

Así que, de hecho, hay muchas maneras de construir su propia antena y receptor con piezas electrónicas asequibles y fáciles de obtener, y algunos de estos sitios web enumerados anteriormente lo ayudarán a través del proceso de autoensamblaje, incluso brindando algunos trucos para hacerlo más fácil. como, por ejemplo, ensamblar una matriz de antena interna más pequeña.

Ahora, otra cosa que todos estos sitios web mencionan es el uso de varios programas de PC que le permiten analizar a través de la tarjeta de sonido de la computadora los sonidos de radio jovianos recibidos, pero dado que existen 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 que pueda comenzar. Más expertos en informática de su parte podrían incluso 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 únicamente para aficionados . Júpiter y sus lunas (desplácese un poco hacia abajo hasta 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 "coro" o "coro del amanecer". El coro en la Tierra es generado por electrones en los cinturones de radiación de 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. Bien, 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 esté obstaculizada por la refracción ionosférica.

• Whistlers (cita y fuente de la imagen: Wikipedia ):

  Un silbido es una onda electromagnética (radio) de muy baja frecuencia o VLF generada por un rayo. 1 Las frecuencias de los silbidos 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 en audio utilizando un receptor adecuado. Son producidos por relámpagos (principalmente intranubes y de retorno) donde el impulso viaja a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra de un hemisferio al otro.
  
  

• Emisiones de radio auroral (fuente de la cita: Wikipedia )

  Las emisiones de radio auroral de planetas gigantes con fuentes de plasma, como la luna volcánica de Júpiter Io, podrían detectarse con radiotelescopios.

Etcétera. 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 auroral de 100 a 500 kHz, y un corte de silbidos generalmente alrededor de 30 kHz, y ambos requieren antenas demasiado grandes, pero yo no lo haría. Apuesto a que tampoco es posible con antenas más pequeñas, aunque los cortes de frecuencia del arco podrían impedir la identificación de eventos auditivos reales . Pero hay muchos otros sonidos para escuchar tanto de Júpiter como de sus muchas lunas, principalmente aunque las más grandes y cercanas.

¡Buena suerte sintonizando su propio Júpiter FM y feliz búsqueda de eventos raros de frecuencia de radio!

El salón StarGazers presentó un artículo de kit de radio para la radioastronomía de Júpiter. El mismo artículo también aparece en el Radio Group de BritAstro .

Parece que 20,1 MHz es la frecuencia adecuada para los aficionados que observan a 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 en el cielo.

Publicaré más información, después de haberle preguntado a un amigo, que es un experto en diseño de antenas, qué configuración puede ser adecuada.

Editar: Ok, la información está disponible. Un plato parabólico está fuera de discusión: 20 MHz corresponden a aproximadamente 15 m de longitud de onda. Y los platos deben ser muchos múltiplos de una longitud de onda. Así que podríamos usar una antena dipolo, pero esas no son muy direccionales. Además, el dipolo debe ser bastante grande para obtener una buena ganancia. Para que sea direccional, necesita un conjunto de antenas dipolo orientables.

Resumen: Creo que no es realmente factible hacer esto a escala amateur. Por supuesto, ¡estoy feliz de que me demuestren que estoy equivocado!

Hay publicaciones que mencionan que no es práctico para los aficionados debido al tamaño de la antena (generalmente) requerido combinado con la necesidad de "apuntarla" en la dirección correcta.

Una respuesta a esto es: si puede apuntar una estructura de antena estática hacia el cielo (postes frontales que soportan el elemento más avanzado más alto que los postes de soporte más reales que lo soportan, inclinando así el haz hacia el espacio) entonces simplemente deje que La tierra sea tu motor de antena. La emoción proviene de esperar el momento preciso en que Júpiter se mueve naturalmente a través de tu ventana de oportunidad. Este es un método maravillosamente factible de apuntar enormes antenas de cable 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 de banda súper ultra ancha como esa. Los parámetros del receptor deben configurarse 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 tendría que ser capaz de detectar las frecuencias en las que espera escuchar señales.