Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
11 Грудня 2019, 16:30:30

Увійти

google


Сегодня речь пойдет об удивительном проекте, собравшем под своими знаменами множество людей со всех уголков мира, проекте, объединившем, казалось бы, такие мало совместимые вещи как астрономия, образование, электроника, радиолюбительство и самую что ни на есть серьезную науку.


Баннер Radio Jove

         В далеком 1955 году двое американских астрономов – Бернард Бурк и Кеннет Франклин предавались ночным бдениям в рамках программы института Карнеги (г. Вашингтон), посвященной картографированию неба в диапазоне 22Мгц. То есть, проводили сканирование неба в поиске источников радиоизлучения. Для калибровки оборудования, они использовали сильный радиоисточник в Крабовидной туманности, известный как А Тельца.

Крабовидная туманность
Крабовидная туманность (взято с www.hubblesite.org)

         Однажды получаемый сигнал стал искажаться помехами неизвестного происхождения. Помехи продолжались изо дня в день и доводили астрономов до исступления. В это время Юпитер подкрался к созвездию Близнецов – близкому соседу Тельца и ученые подшучивали, что именно он портит им всю картинку. Шутки шутками, а исследования нужно было продолжать и, во многом от отчаяния, Франклин направил антенну на Юпитер. К слову, это сооружение представляло собой массив из 66 объединенных в одну решетку антенн, которое в виде буквы Х простиралось в длину на 700 метров. Наверняка развернуть такой массив было непросто…

 

Антенна Mills Cross

 Антенна “Mills Cross”, с помощью которой было обнаружено декаметровое излучение Юпитера

(с) Архив института Карнеги в Вашингтоне


К своему удивлению, Франклин обнаружил, что эта планета действительно является источником радиоизлучения в рассматриваемом диапазоне. Правда, в отличие от А Тельца, излучение которого представляло из себя постоянный сигнал одинаковой сигнатуры, природа излучения Юпитера была совершенно иной, что сначала и заставило ученых ошибочно причислить его к помехам. Радиоизлучение Юпитера имело характер резких, разрозненных по времени и различающихся по мощности, а также длительности, скачков, что было весьма неожиданным и намекало на сложную природу его происхождения. Так, благодаря счастливой случайности, а не пытливому и трудоемкому научному поиску, было открыто декаметровое радиоизлучение Юпитера, которое наши англоязычные товарищи также называют джовианским (лат. Jove=Юпитер).


Ио над Юпитером

 Ио на фоне Юпитера (взято с сайта APOD )

В 1964 году было обнаружено, что на радиоизлучение Юпитера в направлении Земли оказывает влияние его спутник – Ио. Вращаясь вокруг Юпитера, Ио своими многочисленными вулканами извергает в космическое пространство проводящее вещество, которое, под воздействием мощнейшего магнитного поля Юпитера, излучает радиоволны. По сути, система Юпитер-Ио очень напоминает электрогенератор – шлейфы проводящего вулканического вещества во вращающемся магнитном поле производят электричество, побочным эффектом чего и есть наблюдаемое нами радиоизлучение. При этом, для того чтобы излучение было направлено на Землю, необходимо чтобы Ио находился в строго определенном положении относительно Юпитера, что значительно усложняет наблюдение этого феномена. Наверное, излучение происходит постоянно, да вот только Земля попадает в его луч лишь иногда. Ситуация дополнительно усугубляется тем, что необходимое положение Ио, относительно Юпитера, будет разным для разных регионов Земли, поэтому радиоастрономам, скрипя зубами, долгое время приходилось довольствоваться лишь отрывочными данными стационарных обсерваторий, фактически упуская значительную часть декаметрового излучения Юпитера, достигающего Земли. А если еще учесть то, что днем излучение в этом диапазоне не может преодолеть ионосферу нашей планеты, в виду ее возбуждения Солнцем, ситуация вырисовывалась и вовсе безрадостная.


Ио
Виновник декаметрового излучения Юпитера – испещренный вулканами Ио (взято с сайта APOD )

         Что делать? Построить глобальную сеть радиообсерваторий? Запустить группировку специальных спутников? Или смириться с тем, что еще одно уникальное природное явление пройдет мимо нашего внимания? Помощь пришла откуда не ждали…

В 1998 г. группа энтузиастов разработала схему недорогого приемника, настроенного на декаметровое излучение Юпитера, а также антенну к нему и обратилась ко всем желающим с предложением принять участие в масштабном изучении этого явления. Так был создан проект Radio Jove (Радио Юпитер).


Некоторые из создателей Radio Jove

Некоторые из создателей Radio Jove (слева направо): Джим Тиман, Вес Гринман, Ричард Флэг, Джим Скай, Джим Гас, Билл Пайн, Джим Грин, Леонард Гарсиа и Чак Хиггинс (взято с сайта Radio Jove)

Окрыленные идеей, отцы основатели Radio Jove подали заявку в центр космических полетов в Годдарде и получили грант, позволивший профинансировать постройку первой сотни приемников. Причем интересно, что программа, в рамках которой был получен грант, посвящена проектам с высокой вероятностью неудачи. Немного рекламы и, вскоре, удалось добиться реализации примерно ста приемников в год - уровня, который удерживается и поныне. Так как Radio Jove не преследует коммерческие цели, то стоимость приемника примерно соответствует стоимости его компонентов, которая на сегодняшний день составляет около 200$, а все деньги, получаемые от продаж, направляются на дальнейшее развитие проекта. Это позволяет поддерживать проект на уровне самодостаточности.

Для людей, не обладающих необходимой подготовкой в области радиоэлектроники, есть возможность приобрести уже собранный приемник, при этом антенну, ввиду ее значительных размеров (11х10 метров), придется изготовить из предоставленных материалов самостоятельно (что не так уж и сложно). Более же сведущие граждане могут попробовать спаять его самостоятельно.

Приемник Radio Jove
Приемник Radio Jove без верхней крышки
(взято с сайта Radio Jove)

         Инструкции по изготовлению приемника и антенны находятся в свободном доступе. Поэтому любой желающий может самостоятельно изготовить и то и другое. Причем написаны эти инструкции, пусть даже и английским, но чрезвычайно простым и ясным языком. В них доступно объясняются принципы работы оборудования, а также поэтапно изложен процесс его изготовления.

Антенна Radio Jove

 Антенна Radio Jove (взято с сайта Radio Jove)

Особое внимание проекта уделяется привлечению школ, участие которых расценивается как способ привлечения интереса молодежи к естественным наукам. Предполагается что пайку радиоприемника способен произвести преподаватель, а ученики будут непосредственно производить наблюдения. Хотя в документации особо подчеркивается, что при условии четкого следования указаниям, это может сделать и старшеклассник.


Школьники паяют приемник
Пуерториканские семиклассники паяют приемник декаметрового излучения
(взято с сайта Radio Jove).

         Однако, Radio Jove не ограничивается одними лишь школами - например, всячески приветствуется участие радиолюбителей, которые, предположительно, уже неоднократно наблюдали активность Юпитера в любительском диапазоне, однако и не подозревали об этом. При этом, им даже не нужно приобретать приемник – вполне допускается работа со своим оборудованием.

Как выяснилось, желающих “послушать Юпитер” оказалось немало. И они с усердием вслушивались в просторы радиоэфира, дабы поймать загадочные L-выбросы и S-выбросы (замедленный вариант) одноглазого гиганта. Для загрузки записанных ими данных на сайте NASA был создан специальный раздел который, к вящей радости радиоастрономов, стал быстро наполняться свежими данными. А благодаря университету Флориды, Винвардскому колледжу коммуникаций и Национальному техническому колледжу в Кочи (Япония) у всех желающих появилась возможность понаблюдать за излучением Юпитера в онлайне.

Так как конструкция приемника и антенны позволяют производить еще и наблюдения солнечной активности, это расширило сферу их применения нежелающими полуношничать любителями радиоастрономии (пример солнечного выброса). Кроме того, прибор можно использовать для наблюдения за внезапными ионосферными возмущениями, фиксируя изменения интенсивности фонового галактического излучения (солнечные вспышки уменьшают радиопрозрачность ионосферы Земли, что приводит к понижению уровня фонового сигнала). В 2003 году такое применение приемника позволило добиться фантастического успеха – на Солнце произошла настолько мощная вспышка, что профессиональное оборудование на спутниках NOAA GOES, предназначенное для измерения солнечной активности, зашкаливало в течение целых 12 минут, не позволяя выполнить точный замер. В результате, трое участников проекта из Австралии (Дэвид Бродрик, Стивен Тингей и Марк Виеринга) произвели с помощью приемника Radio Jove наиболее точное измерение мощности этой вспышки!


График солнечной вспышки
График зарегистрированной австралийскими любителями вспышки на Солнце, демонстрирующий падение радиопрозрачности ионосферы Земли в результате ее возмущения (взято с сайта Radio Jove)

         На сегодняшний день изготовлено около 1500 приемников, которые используются более чем в 70 странах мира, примерно две трети из них находятся в США. Кому-то эта цифра может показаться незначительной. Однако, если учесть, что, например, в школе один приемник используется годами, то количество людей, приобщившихся благодаря ему к радиоастрономии, может измеряться сотнями и даже тысячами. База любительских записей излучения Юпитера и Солнца уже перевалила за 5000 измерений,а количество благодарных радиоастрономов вообще трудно измерить ;-) Для участников проекта регулярно проводятся круглые столы и конференции.  На сайте проекта можно загрузить детально проработанные учебно-методические материалы уроков посвященных радиоастрономии. Причем выполнены они на очень высоком профессиональном уровне. Создано программное обеспечение, позволяющее фиксировать и анализировать полученные данные. Благодаря Radio Jove было опубликовано немало научных работ, а свой интерес к проекту проявили даже колледжи. Однако, не взирая на всю проделанную работу, многое в механизме декаметрового излучения Юпитера остается непонятным, поэтому “джовианское” :-) сообщество с нетерпением ожидает запуска спутника Juno, который может приоткрыть завесу над этим загадочным явлением.

 

Спутник Juno

 Спутник Juno, запуск которого запланирован на 2011 г, прибудет к Юпитеру уже в 2016

(взято с сайта Radio Jove)

Множество совершенно разных людей объединились - кто из любопытства, кто из тщеславия, кто-то из-за желания “послушать Юпитер”, а кто-то из-за любви к пайке. Реальным результатом такого противоречивого объединения интересов и стремлений является функционирование полноценной системы наблюдения за декаметровым излучением Юпитера, приносящей значимые для науки результаты и это замечательно!


Обсудить статью можно здесь