Artykuły specjalne - index                       Biblioteka Radioamatora - index                          


Amatorska radioastronomia

Wydanie 1. Wiedeń, listopad 2012

Krzysztof Dąbrowski OE1KDA

Wstęp

Oprócz aktywnego nawiązywania łączności radiowych krótkofalowców interesowały od dawna nasłuchy różnych sygnałów. Oczywistą sprawą były i są nasłuchy różnego rodzaju stacji nadawczych od radiofonii począwszy a na wszelakich służbach - prognozach meteorologicznych, propagacyjnych i innych - skończywszy. Drugą dziedziną były od dawna obserwacje wszelkiego rodzaju sygnałów pochodzenia naturalnego. Należą do nich sygnały powstające w wyniku wyładowań atmosferycznych i burz ale również i sygnały pochodzenia kosmicznego.  
Dokładniej rzecz biorąc obserwacje sygnałów pochodzenia atmosferycznego i burzowego były prowadzone od zarania radiotechniki. Pierwsze odbiorniki radiowe konstruowane przez Popowa (rosyjskiego pioniera radiotechniki, pracującego niezależnie od Marconiego i w tym samym czasie) służyły jako ostrzegacze przed nadchodzącymi burzami. Obserwacją sygnałów radiowych pochodzenia kosmicznego zajmuje się natomiast radioastronomia. Prawie od początku jej istnienia maczali w tym palce krótkofalowcy i robią to do dzisiaj.  O początkach radioastronomii w latach 1930-tych, o Karlu Janskym i Grote Reberze W9GFZ pisano już wiele i teksty im poświęcone można łatwo znaleźć w internecie i w literaturze drukowanej. Karl Jansky był tym, który po raz pierwszy stwierdził, że część sygnałów zakłócających łączność radiową jest pochodzenia pozaziemskiego (prowadził on początkowo obserwacje na falach ok. 15 m a więc w zakresie, w którym obecnie prowadzone sa obserwacje Jowisza) natomiast Grote Reber zbudował pierwszy w świecie radioteleskop amatorski a po nim wiele innych udoskonalonych modeli. Znacznie mniej uwagi poświęcono początkom radioastronomii w Polsce. Dlatego też autor pomijając to, co jest wszędzie łatwo dostępne pragnie poświęcić kilka zdań radioastronomii w Polsce.
Pionierem radioastronomii w Polsce był prof. Tadeusz Banachiewicz (astronom i autor słynnego "rachunku krakowianów", pochowany na krakowskiej Skałce), który w 1954 r. rozpoczął pierwsze radiowe obserwacje Słońca i jego zaćmienia - na fali 90 cm. Aparatura znajdowała się na Forcie Skała w obecnym Obserwatorium Astronomicznym UJ. Po jego śmierci badania te zawieszono i dopiero w 1956 r. z okazji Międzynarodowego Roku Geofizycznego i Międzynarodowego Roku Spokojnego Słońca powstało z inicjatywy prof. Stefana Manczarskiego stałe obserwatorium radiosatronomiczne w Krakowie prowadzące początkowo badania na falach 47 i 94 cm. Dla nas krótkofalowców istotne jest także to, że prof. Manczarski był w 1934 r. prezesem Polskiego Związku Krótkofalowców a następnie otrzymał członkostwo honorowe PZK. Wracając do spraw radioastronomii w Polsce to prawie równolegle do obserwatorium krakowskiego powstało również obserwatorium radioastronomiczne w Toruniu prowadzące do teraz intensywne obserwacje. Wśród innych prowadzone są w nim obserwacje Słońca na częstotliwości 127 MHz. Obecne wyposażenie radioastronomiczne obserwatorium krakowskego pozwala na prowadzenie obserwacji w zakresie od 200 MHz do 2 GHz przy użyciu anteny o średnicy 8 m.  Profesjonalne obserwacje radioastronomiczne wymagają skomplikowanego, zajmującego teren o znacznej wielkości wyposażenia (duże i skomplikowane anteny lub pola antenowe) i oczywiście bardzo dużych nakładów finansowych. Radioastronomowie amatorzy nie mogą im oczywiście dorównać na każdym polu i dostarczać zawsze wyników mających znaczenie dla postępu nauki. Moga oni jednak przykładowo konstruować aparaturę o charakterze dydaktycznym, prowadzić obserwacje najbliższych i najsilniejszych źródeł radiowych jak Słońce, Jowisz czy Księżyc i to nie tylko w standardowych zakresach częstotliwości ale właśnie w różnych nietypowych i porównywać wyniki z obserwacjami naukowców, mogą także obserwować zjawiska związane z rozchodzeniem się fal radiowych w atmosferze ziemskiej i przy okazji sami się uczyć. Co pewien czas pojawiają się w prasie, radio i telewizji doniesienia o odkryciach nowych obiektow kosmicznych (komet itp.) dokonywanych przez astronomów amatorów, którzy dokładniej analizują otrzymane wyniki i zwracają uwagę na (nieistotne w pierwszym momencie dla naukowców) szczegóły. Być może za jakiś czas usłyszymy o podobnych osiągnięciach radioastronomii amatorskiej.

Spis treści 

Wstęp    
Podstawy radioastronomii
  Promieniowanie ciała doskonale czarnego
  Pozostałe mechanizmy generacji
  Wpływ ośrodka propagacji
  Anteny odbiorcze
  Odbiorniki
  Zasada interferometru
  Cele obserwacji
  Zakresy częstotliwości
  Obserwacje amatorskie
    Obserwacje wstępne
    Sprzęt amatorski
    Dalsze kroki
Radioastronomia mikrofalowa
  Najprostszy radioteleskop mikrofalowy
  Modyfikacje miernika satelitarnego
  Kalibracja i pomiary
  Obserwacje
  Rozbudowa i udoskonalenia radioteleskopu
  Bardziej rozbudowany radioteleskop mikrofalowy
  Radioteleskop na pasmo C
Radioastronomia ultrakrótkofalowa
  Odbiornik "Fun Cube Dongle"
  Komputerowy paluszek DVB-T
  Przykładowe obserwacje
Radioastronomia krótkofalowa
Radioastronomia długofalowa
  Odbiornik z żyratorem
  Antena ramowa
  Przetwornik analogowo-cyfrowy
  Odbiornik na zakres 800 Hz - 70 kHz
  Uproszczony odbiornik z żyratorem
Układy dodatkowe
  Przedwzmacniacz MMIC na pasmo 400 MHz
  Przedwzmacniacz MMIC na zakres do 1 GHz
  Przedwzmacniacz tranzystorowy na pasmo 1420 MHz
  Detektor logarytmiczny na obwodzie AD8307
  Detektor logarytmiczny na obwodach p.cz. odbiorników FM
Modyfikacja głowicy satelitarnej na odbiornik przełącznikowy
Dodatek 1. Cykle aktywności słonecznej i ich wpływ na życie na ziemi
  Plamy słoneczne
    Cykle aktywności i ich obserwacje
  Wpływ cykli słonecznych na życie na Ziemi
  Aktywność słoneczna i zmiany klimatyczne w perspektywie historycznej
  Wydarzenia w kosmicznym sąsiedztwie
  Najważniejsze wnioski
Dodatek 2. Mikrofalowe wzmacnuacze scalone firm Mini-Circuits i Avantek
Dodatek 3. Interferometr do obserwacji Słońca na częstotliwości 127 MHz
Literatura i adresy internetowe

Pobierz plik: Amatorska radioastronomia (pdf, 6 MB)