Jupiter FM - Was sind praktische und kostengünstige Möglichkeiten für die Amateur-Erfassung von Signalen von Jupiter, insbesondere des Transits seiner Monde?

@ Arne hat Recht mit seiner Antwort in Bezug auf zwei Dinge, dass die am besten geeignete Frequenz für Jupiter-Amateurfunk 20,1 MHz ist und dass dies eine Wellenlänge von 15 Metern ist. Die Antenne kann jedoch tatsächlich die halbe Wellenlänge haben, und Amateurfunkastronomen haben gute Ergebnisse beim Hören aller Arten von Jupiterklängen erzielt, einschließlich der Erkennung von Bedeckungen seiner vielen Monde, da sie aufgrund der Dopplerverschiebung beim Vorbeigehen eine Frequenzänderung erzeugen it, Verstärkung aufgrund des Echos von Jupiters eigener Radiowellensignatur, wenn er sich vom Standpunkt des Beobachters aus nahe daneben befindet, und andere Effekte, die Frequenz- und Amplitudenänderungen der Radiowellen mit einem einfachen Doppeldipol-Array verursachen, das etwa so aussehen könnte:

        ^{Das Jove-Doppeldipol-Array. Zwischen PVC-Masten sind Dipole aufgehängt. Signale von den Dipolen gehen zu einem Leistungskombinator und
        dann zum Empfänger. Quelle: Amateur Radio Astronomy Projects — Funksignale von Jupiter (PDF)}

Jetzt ist diese Doppeldipolantenne mehr oder weniger ein einfaches Zweiteiler mit ungefähr der halben Wellenlänge eines Koaxialkabels, das an den Dipolenden abisoliert ist und Dipole parallel zueinander in einem Abstand von ungefähr 6,1 Metern (20 Fuß) über PVC-Masten führt . Das ist für fast jeden Amateurfunkastronomen absolut akzeptabel, sowohl in Bezug auf den Platz als auch auf den Preis der benötigten Teile. Es gibt auch Möglichkeiten, sich mit einer viel kleineren Antenne zu helfen, die ich später noch erwähnen werde. Lassen Sie uns zunächst die Diskussion über den Frequenzbereich mit diesem wirklich informativen Zitat von der Radio Receiver for Jupiter -Webseite (basierend auf dem Radio JOVE-Projekt der NASA) klären :

Die Spitze der Jupitersignale tritt bei etwa 10 MHz auf. Dennoch ist diese Frequenz nicht so geeignet, da sie sehr nahe an der ionosphärischen Grenze liegt. Die am besten geeigneten Frequenzen liegen zwischen 18 und 22 MHz, da die Wahrscheinlichkeit von Emissionen größer ist. In der Praxis sind 18,7 MHz, 20,1 MHz, 22,3 MHz üblich. Die Frequenzen über 30 MHz sind wegen geringerer Stärke nicht geeignet. Für dieses Projekt wird die Frequenz von 20,1 MHz verwendet, da die Wahrscheinlichkeit einer Emission hoch ist. Der gesamte Empfänger ist also auf 20,1 MHz als Betriebsfrequenz ausgelegt.

Antenne ist natürlich nur ein Teil der Geschichte. Das zweite, was benötigt wird, ist der Empfänger. Die NASA sponsert das Radio JOVE-Projekt mit einer Montageanleitung für etwa 100 elektronische Komponenten und Hardware im Wert von RJ1.1-Empfängern ( Radio Jove 1.1-Empfänger ), die fast vollständig aus den bei Radio Shack bestellten Teilen zusammengebaut werden können (es enthält sogar RS-Teilenummern ). Ich füge ein Foto und ein paar andere Links hinzu, und Sie müssen dann auf sich allein gestellt sein:

   ^{Selbstmontierte Frontplatte des Radio Jove-Empfängers mit zwei Drehknöpfen für Lautstärke und Sendersuche. Quelle: KB0LQJ-Observatorium}

Einige relevante Links zum Aufbau von Radio Jove (oder Jupiter FM, wenn Sie möchten, es wird Ihr eigener Empfänger sein, also benennen Sie ihn, wie Sie möchten), beginnend mit den bereits erwähnten:

• Amateurfunk-Astronomie-Projekte — Funksignale vom Jupiter (PDF)

  Vor zehn Jahren konzipierte eine Gruppe von (hauptsächlich) Absolventen der University of Florida, die bei der NASA arbeiteten, ein Bildungsprogramm namens Radio Jove. Die Idee war, ein kostengünstiges Radioteleskop-Kit zu bauen, das für die Erkennung von Signalen von Jupiter geeignet ist. Der Jove-Empfänger (Abbildung 2) ist ein einfaches Direktumwandlungsdesign, das über einen Bereich von einigen hundert Kilohertz arbeitet, der bei 20,1 MHz zentriert ist.

• Radio JOVE-Projekt der NASA (PDF)

  Die Website ist derzeit aufgrund der Abschaltung der US-Regierung nicht verfügbar. Hier ist eine von Google zwischengespeicherte Version , die leider keine Bilder im Dokument enthält

• KB0LQJ Observatory Amateur Radio Astronomy – Beobachtungen von Radio Jove

  Für mein Heimobservatorium begann ich mit dem Radio Jove-Empfänger des Radio Jove-Projekts der NASA. Dies war ein ziemlich einfach zu bauender Bausatz mit großartigen Anweisungen, nicht nur für den Empfänger, sondern auch für die Einrichtung und Installation der Antenne. Leider habe ich nicht genug Platz, um ein phasengesteuertes Antennenarray aufzustellen. Außerdem bin ich an der Nord- und Südseite meines Grundstücks von Stromleitungen begrenzt. Da ich mich in einem städtischen Gebiet befinde, wusste ich auch, dass ich viel Lärm aufnehmen würde. Keine Sorgen machen. Sonnenbeobachtungen sind auch recht interessant, und da die Sonne eine so gute Signalquelle ist (besonders bisher in diesem Jahr), habe ich mich für eine Antenne auf meinem Dachboden entschieden.

• Funkempfänger für Jupiter

  Diese Website enthält die technischen Details der Antenne und des Empfängers, die für den Empfang natürlicher Radioemissionen von Jupiter bei 20,1 MHz verwendet werden. Die Antenne und der Empfänger, die auf dieser Seite besprochen werden, basieren auf dem Design des NASA Radio Jove Program. Natürliche Radioemissionen von Jupiter oder von der Sonne werden mit einem Doppeldipol-Array als Antenne und mit einem empfindlichen Empfänger erfasst. Die an den Antennenanschlüssen entstehende HF-Spannung wird mit dem HF-Verstärker verstärkt und mit einem Mischer in Audiofrequenzen umgewandelt. Das so erzeugte Audiosignal wird auf dem PC über eine Soundkarte im 'wav'-Format aufgezeichnet. Auch eine Streifenschreiber-Software ist verfügbar, um das Streifendiagramm von Daten zu erzeugen, die durch die Soundkarte kommen.

Es gibt also in der Tat viele Möglichkeiten, Ihre eigene Antenne und Ihren eigenen Empfänger aus erschwinglichen und leicht erhältlichen elektronischen Teilen zu bauen, und einige der oben aufgeführten Websites helfen Ihnen bei der Selbstmontage und bieten sogar einige Tricks, wie Sie es einfacher machen können. wie zum Beispiel die Montage eines kleineren, hauseigenen Antennen-Arrays.

Nun, eine andere Sache, die all diese Websites erwähnen, ist auch die Verwendung verschiedener PC-Software, mit der Sie über die Soundkarte des Computers empfangene Jovian-Radiogeräusche analysieren können, aber da es viele verschiedene und kostenlose Lösungen gibt, einschließlich der NASA-eigenen, die auf Windows-PCs läuft, I lassen Sie diese selbst entdecken. Hier ist eine Seite mit vielen Links, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern. Computererfahrenere von Ihnen könnten sogar Ihre eigene Software für diesen Zweck schreiben, das ist immerhin Stack Exchange.

Und falls sich jemand fragt, wozu solche selbst zusammengebauten Funkempfänger und Antennen fähig sind, hier ist ein Link zu einer Sammlung verschiedener Jupiter-Klänge in den Funkwellenlängen auf Astrosurf.com , und eine weitere als Sammlung von reinen Amateurfunk-Astronomie-Klängen Jupiter und seine Monde (scrollen Sie etwas nach unten zur Liste der Aufnahmen). Und hier ist eine kurze Beschreibung verschiedener Soundtypen, die man hören könnte:

• Chorus (Zitatquelle: The University of Iowa Department of Physics and Astronomy )

  Der Chorus besteht aus kurzen, ansteigenden Tönen, die wie der Chor der Vögel klingen, die bei Sonnenaufgang singen, daher der Name „Chorus“ oder „Chorus der Morgendämmerung“. Chorus auf der Erde wird durch Elektronen in den Van-Allen-Strahlungsgürteln der Erde erzeugt. Einmal erzeugt, beeinflussen die Chorwellen die Bewegungen der Elektronen durch einen Prozess, der als Welle-Teilchen-Wechselwirkung bezeichnet wird. Welle-Teilchen-Wechselwirkungen stören die Flugbahnen der Strahlungsgürtelelektronen und bewirken, dass die Elektronen auf die obere Atmosphäre treffen.

• Dekametrische Lärmstürme (Zitatquelle: Radio-Jupiter Central auf RadioSky.com )

  Die Emissionen, die wir hören können, werden oft als dekametrische Lärmstürme bezeichnet, weil die Wellen mehrere zehn Meter lang sind. Okay, es ist möglich, Jupiter von 15 bis 38 MHz zu hören, aber was sind die optimalen Frequenzen? Der Konsens scheint zu sein, dass 18 MHz bis etwa 28 MHz ein guter Ort zum Hören ist. Eine gute Regel wäre, die niedrigste Frequenz in diesem Bereich auszuwählen, die nicht durch ionosphärische Brechung behindert wird.

• Whistlers (Zitat- und Bildquelle: Wikipedia ):

  Ein Pfeifer ist eine elektromagnetische (Funk-) Welle mit sehr niedriger Frequenz oder VLF, die von einem Blitz erzeugt wird. 1 Die Frequenzen terrestrischer Pfeifen liegen bei 1 kHz bis 30 kHz, mit einer maximalen Amplitude normalerweise bei 3 kHz bis 5 kHz. Obwohl es sich um elektromagnetische Wellen handelt, treten sie bei Audiofrequenzen auf und können mit einem geeigneten Empfänger in Audio umgewandelt werden. Sie werden durch Blitzeinschläge (meistens in der Wolke und auf dem Rückweg) erzeugt, bei denen der Impuls entlang der Magnetfeldlinien der Erde von einer Hemisphäre zur anderen wandert.
  
  

• Auroral Radio Emissionen (Zitatquelle: Wikipedia )

  Polarlicht-Radioemissionen von Riesenplaneten mit Plasmaquellen wie Jupiters Vulkanmond Io konnten mit Radioteleskopen nachgewiesen werden.

Usw. Die letzten beiden auf der Liste sind für Amateurastronomen wahrscheinlich etwas weit hergeholt, da der durchschnittliche Frequenzbereich der Nordlicht-Radioemissionen bei 100 bis 500 kHz liegt und die Pfeifer-Grenze normalerweise bei etwa 30 kHz liegt und beide zu große Antennen erfordern, aber ich würde ' Ich wette nicht, dass dies auch mit kleineren Antennen möglich ist, obwohl die Abschaltung der Bogenfrequenz die Identifizierung tatsächlicher akustischer Ereignisse verhindern könnte. Aber es gibt viele andere Geräusche, die man sowohl vom Jupiter als auch von seinen vielen Monden hören kann, hauptsächlich aber die größeren und näheren.

Viel Glück beim Einschalten Ihres eigenen Jupiter FM und viel Spaß bei der Suche nach seltenen Hochfrequenzereignissen!

In der StarGazers-Lounge wurde ein Radio-Kit-Artikel für die Jupiter-Radioastronomie vorgestellt. Derselbe Artikel wird auch in der Radio Group von BritAstro veröffentlicht .

Es scheint, dass 20,1 MHz die geeignete Frequenz für Amateure ist, die Jupiter beobachten. Ich bin weit davon entfernt, ein Experte für Radioastronomie zu sein, aber für eine kleine Quelle wie Jupiter würde ich davon ausgehen, dass Sie eine große Parabolschüssel (für Antennengewinn und Richtwirkung) und eine richtige Speiseantenne benötigen, die für 20,1 MHz geeignet ist. Sie benötigen wahrscheinlich auch eine motorisierte Halterung für die Antenne, um die Bewegung des Jupiter über den Himmel zu verfolgen.

Ich werde weitere Informationen posten, nachdem ich einen Freund gefragt habe, der ein Experte für Antennendesign ist, welche Konfiguration geeignet sein könnte.

Edit: Ok, die Infos sind drin. Eine Parabolschüssel kommt nicht in Frage -- 20 MHz entsprechen etwa 15m Wellenlänge. Und Gerichte müssen viele Vielfache einer Wellenlänge sein. Wir könnten also eine Dipolantenne verwenden, aber diese sind nicht sehr gerichtet. Außerdem muss der Dipol für eine gute Verstärkung ziemlich groß sein. Um es gerichtet zu machen, benötigen Sie eine Reihe von lenkbaren Dipolantennen.

Zusammenfassung: Ich denke, dass dies im Amateurmaßstab nicht wirklich machbar ist. Natürlich lasse ich mich gerne eines Besseren belehren!

Es gibt Beiträge, in denen erwähnt wird, dass dies für Amateure nicht praktikabel ist, da die Größe der Antenne (im Allgemeinen) erforderlich ist und sie in die richtige Richtung "gerichtet" werden muss.

Eine Antwort darauf lautet: Wenn Sie eine statische Antennenstruktur einfach in Richtung Himmel richten können (vordere Stangen, die das vorderste Element stützen, höher als die wirklich stützenden Stützstangen, wodurch der Strahl in Richtung Weltraum abgewinkelt wird), lassen Sie es einfach Erde sei dein Antennenmotor. Die Aufregung kommt vom Warten auf den genauen Zeitpunkt, zu dem Jupiter sich auf natürliche Weise durch Ihr Zeitfenster bewegt. Dies ist eine wunderbar praktikable Methode, um riesige Drahtantennen für ziemlich niederfrequente Signale aller Art auf den Weltraum auszurichten.

Was "nie wissen, ob es nur ein terrestrisches Signal ist" betrifft, sind die Signale des Menschen zum einen nicht so super-ultrabreitbandig. Die Empfängerparameter sollten eingestellt werden, bevor sie auf Jupiter gerichtet werden, und die Ergebnisse vorher und nachher verglichen werden. Außerdem gibt es allerlei andere Tests und Erkennungsmerkmale. Mit genügend Know-how, was der freie und arbeitslose Aspekt davon ist, kann man menschliche und äußere natürliche Eingriffe ausschließen.

Sie benötigen mindestens eine stark gerichtete Antenne, die für die betreffenden Frequenzen geeignet ist (ich weiß nicht, was sie sind). Das Radio müsste auch in der Lage sein, die Frequenzen zu erkennen, auf denen Sie Signale erwarten.