o co znajdziesz tutaj, to tak naprawdę ekstrakt wszystkich "nie-błędnych" ruchów z długiej dosyć historii entuzjastycznej, ale i naiwnej idei słuchania kosmosu bez radioteleskopu - http://astropolis.pl/topic/38921-prosta-radioastronomia-da-sie-na-skroty/ Jednak dla wyjaśnienia należy wyraźnie powiedzieć, że przez "nie-błędne" rozumiem takie które zakończyły się realizacją celu, ale nie koniecznie jest to wybór najlepszy / optymalny. Może się okazać, że z czasem wykonam kolejny zwrot o kilkadziesiąt stopni zarówno na warstwie sprzętowej jaki jak i oprogramowania... oczywiście, ciągle mogą mi się też zmienić priorytety w zainteresowaniach :)
Zacznijmy od tego co jest w zasięgu amatora nie śpiącego na kasie. Nie znalazłem nic co miało by szansę służyć za atlas nieba / mapę dla radiowych zakresów widma, ale znalazłem to: http://www.astro.uni.torun.pl/~kb/Artykuly/Radioamator/Radioastronomia.htm jest tu spis najsilniejszych radioźródeł i zakresów w jakich sieją wraz z prostą charakterystyką. To dość by z sensem zaczaić się na coś. W razie problemów z identyfikacją, warto też odwiedzić to repozytorium: http://www.astrosurf.com/luxorion/audiofiles.htm oraz "posłuchać na żywo co w przestrzeni piszczy on-line: http://astropolis.pl/topic/36908-posluchaj-nieba-radioastronomia-on-lie/
Droga którą ja poszedłem jest opisana poniżej. Zawiera zarówno opis sprzętu (skanera) który wpadł w moje ręce jak i oprogramowania które posłużyło mi za radioteleskop oraz podstawowe rady praktyczne, do których doszedłem na własnych błędach i sukcesach. Skaner to jednak nie wszystko. W dziale obok - <link> - znajdziesz opis anteny jaką skonstruowałem do podsłuchiwania jowiszowych sztormów. Zacznijmy krok po kroku. Poniżej znajdziesz trzy działy poświęcone różnym aspektom całej imprezy. Od teorii po praktykę. Z tym, że dla jasności, teorię możesz znaleźć gdziekolwiek i nie wszystko jest Ci potrzebne do zastosowań radioastronomii amatorskiej, niemniej lepiej znać choćby terminologię i podstawowe pojęcia aby nie gubić się (tak jak mnie to często spotyka) w nieporozumieniach przy dyskusji z krótkofalowcami (bo to ta własnie społeczność czasem jest gotowa znacząco wesprzeć astro-amatorów w podsłuchiwaniu nieba).
- teoria
- http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0067/ - czyli na poważnie o antenach, odbiornikach i milionie innych potrzebnych wiadomości.
- http://www2.jpl.nasa.gov/radioastronomy/ - czyli podstawy i co do czego w radioastronomii
- http://www.radiosky.com/ - czyli o tym samym co powyżej tylko z naciskiem na trochę inne niuanse
- http://www.dxzone.com/catalog/Antennas/15M/ - czyli o antenach, antenkach i anteniskach
- http://radiojove.gsfc.nasa.gov/telescope/equipment_manuals.htm - czyli coś od czego może warto zacząć
- http://www.iw3aut.altervista.org/index.htm - czyli strona względnie taniego skanera którym się posługuję + spis softu który z nim gada
- http://realtime.obs-nancay.fr/dam/realtime_display/dam_realtime.php?voir=visu - real-time monitor aktywności radiowej Jowisza
- http://lotnictwo.net.pl/6-spotting/36-skanery_czestotliwosci_acars/51-czestotliwosci.html - to się przyda już na etapie słuchania - czyli przykłady różnego rodzaju cywilizacyjnego śmiecia na który natkniesz się na sto procent skanując niebo.
- sprzęt
Wiemy już mniej więcej co i jak. Czas powiedzieć kilka słów o tym czego ostatecznie postanowiłem użyć do łapania Jowisza. Aby dać nieco kontekstu zacznijmy od tego, jak "wygląda" silny sztorm radiowy w wykonaniu Tandemu Jowisz - Io:
Mamy tu echo obejmujące kilka megaherców zakresu, dodatkowo wędruje ten sygnał trochę w górę trochę w dół pod względem częstotliwości, ma niejednorodną moc no i okresowo zanika sobie całkiem. To zła wiadomość dla osoby z radyjkiem które najwięcej co może to objąć pojedyncze Khz w zależności od tego jaką modulacje ustawimy (najszerzej radio "czyta" ustawione na FM). Drugim problemem jest trafienie w sygnał od Jupka. Nawet mając pod ręką radio-prognozę pogodową dla Jowisza, antenę zdolną zarejestrować taki sygnał i radio o tak niskich szumach własnych, że teoretycznie mamy szanse, nie wiadomo czy tym razem Fatman popłynie w okolicach 20MHz czy raczej 30MHz... a może poszaleje trochę po skali unikając naszych uszu?. No i pytanie, co my tak naprawdę zarejestrujemy, próbując odebrać malutki wycinek tego co hasa po całej okolicy? Jak rozpoznać czy to co słucham jest pochodzenia Jowiszowego, czy jakimś cywilizacyjnym śmieciem "zaplątanym" w tę okolice i o podobnym brzmieniu? Odpowiedź była dla mnie jedna. Muszę widzieć to co odbieram. Naturalnym dla mnie było, że poprzez "widzieć", rozumiałem "na monitorze komputera". Po tej konkluzji szybko okazało się, że potrzebuję wynalazku o nazwie SDR (Software Defined Radio). Niestety, przyszła za chwilę kolejna konkluzja. To jest równie drogie co astrofoto!
Niestety, kolejny zasysacz kasy nie wchodził w grę. Zacząłem się zastanawiać czy nie złapać się za gotowy KIT dedykowany do rejestracji jowiszowych sztormów sprzedawany szkołom i amatorom przez team radiojove: http://radiojove.gsfc.nasa.gov/office/kit_requests.htm
Jednak po podliczeniu cen wszystkich elementów, wszystkich kosztów dodatkowych, poważnego ryzyka skopania cepelii przy lutowaniu tego (mam dwie lewe ręce do lutownicy) i porównaniu parametrów tego zestawu z ofertami komercyjnymi i kilku podpowiedziach od krótkofalowców, zdecydowałem się na nieco inne rozwiązanie - PMSDR: http://www.iw3aut.altervista.org/
Niestety, nie jest to rozwiązanie w pełni optymalne. Nie widzę także jak na razie możliwości gromadzenia nim danych przydatnych dla profesjonalnych teamów naukowych. Ma również pewne mankamenty jeśli chodzi o "przyjazność" dla zadań związanych z amatorską radioastronomią.
Pierwszym problemem w tego typu rozwiązaniach jest fakt, że okno jednoczesnego skanowania jest tak szerokie jak da nam karta dźwiękowa w naszym komputerze. Ponieważ większość laptopów na rynku nie grzeszy wysokiej jakości elektroniką audio w zintegrowanych kartach (poza ograniczonymi parametrami, dodatkowo siejącymi po okolicy własnymi szumami), najsensowniejszym rozwiązaniem wydaje się zewnętrzna karta audio o niezłych parametrach i sample rate na poziomie 192 KHz (takie okno jednoczesnego skanowania wtedy otrzymamy). Ponieważ nie są to ponownie tanie rozwiązania, zdecydowałem się na jeden ze starszych modeli dostępnych czasem z drugiej ręki za niewielkie pieniądze. Mój wybór padł na E-MU 0202 USB Creativa:
Dla jasności, to wszystko po chwili wymaga pęków kabli pomiędzy sobą, pomiędzy kolejnymi skrzyneczkami, a laptopem, anteną itd, itd. Po jakimś czasie będziecie mieć dość szrotu na tworzenie "martwej natury" jak ta poniżej ;) I dla jasności, tych kabelków też nikt nie rozdaje za darmo i dotyczą ich te same zasady co opisane w dziale obok dla anten Antena na Jowisza. A tak, no i jakieś słuchawki. Tu akurat da się kupić sensownej jakości sprzęt bez dokładania kilku setek za markę. Sugeruję unikać marketów i czytać dokładnie specyfikacje każdego z rozpatrywanych rozwiązań. Zdziwicie się jaki szmelc czasami siedzi w pięknych pudełkach za kilka setek i jakie perełki w brzydkich, niepozornych i niemodnych słuchawkach.
Wspomniałem przed chwilą, że nie bardzo widzę na tą chwilę gromadzenia tym skanerem danych dla teamów profesjonalnych. Tutaj problemem jest ograniczenie w monitorowanym zakresie (wynikające z parametrów karty dźwiękowej wspomnianych wyżej) i fakt, że SDR ten ma opcje zapisu rejestracji w standardach popularnych wśród radioamatorów. Do tej pory nie potrafię sensownie konwertować natywnych plików z softu obsługującego skaner do czegoś co mógłbym posłać zwykłemu astro-amatorowi do odtworzenia z przeciętnym laptopem :( O oprogramowaniu będzie za chwilkę, przejdźmy do trzeciego z wymienionych mankamentów.
Ta maszynka jest skonstruowana dla radioamatorów, przez radioamatorów i do radioamatorskich zastosowań. Ma rozbudowane opcje dla rożnego rodzaju dedykowanych filtrów pod konkretne, popularne pasma łączności, switch-boardy dla tych co chcą go używać również jako amatorskiego nadajnika, jakieś izolatory audio, automaty wspierające pracę przy amatorskiej łączności itp itd, ale poza down-converterem rozszerzającym zakres możliwy do nasłuchu do 500MHz nic, co dało by się wykorzystać, przy mojej skromnej wiedzy, do amatorskich zastosowań w radioastronomii, lub wspierało by amatorskie podsłuchiwanie kosmosu. Jeszcze bardziej widać to w opcjach i funkcjonalności oprogramowania (softowe filtry takie i śmakie, różne typy wspieranych modulacji, od SSB poprzez AM, FM po DRM i CW itd. jakieś skedy, frequency managery, ECCSy, polepszacze audio itp. Generalnie tysiąc opcji, usprawnień i ułatwień. ale dedykowanych do konkretnych aktywności radioamatorskich, a zaciemniających tylko funkcjonalność dla kogoś z poza rezerwatu krótkofalowców :( Co więcej, część z tych atrakcji nie jest dla astronomicznych zastosowań neutralna i powinna być permanentnie wyłączona, aby nic nie potraktowało pomruków Jowisza np. jako niechcianych zakłóceń. Problem w tym, że w gąszczu nieintuicyjnych dla laika opcji, te niechciane, nie są łatwe do namierzenia i neutralizacji / wyłączenia.
- oprogramowanie
Na początek kilka słów o freeware o nazwie HDSDR - http://www.hdsdr.de/ . To oprogramowanie stworzone przez Mario Taeubela na bazie WinRada (Alberto di Bene) o nieco rozszerzonej funkcjonalności w stosunku do swojego protoplasty. Jest to rozwiązanie darmowe i bardzo elastyczne. Potrafi dogadać się z każdym skanerem który dostarczy mu odpowiedniej biblioteki, a wielu producentów dostarcza odpowiedni plik do tego ekosystemu. To coś w rodzaju ascom platform dla SDRów. Poniżej bezpośrednia odpowiedź z FAQ HDSDRA:
"The HDSDR software doesn't communicate with the SDR hardware directly. It communicates with the SDR radio hardware through an External Input Output Dynamic Link Library (ExtIO-DLL) file, which is a type of plug-in. Alberto di Bene designed the DLL interface so that Winrad can operate with a wide range of SDR hardware. We extended the DLL-interface to support TX switching. Winrad and HDSDR can support new hardware radios using an ExtIO-DLL file without the need to change the HDSDR software. ExtIO DLL files are written by anyone who wishes to provide support for any particular SDR hardware. In this manner, several radios can be used with a single piece of software. The software in this case is HDSDR."
Na obrazku poniżej widzimy standardowy screenshot złapany w trakcie zwykłej pracy softu z moim SDRem. Jak widać mamy klasyczny waterfall (u mnie B-W bo tak mi subiektywnie najlepiej łowić słabe sygnały, niemniej wizualizacje, FTT, parametry kontrastów , barw itd są pod naszą kontrolą). Poniżej widać widmo RF na którym "na żywo" podglądamy stan monitorowanego zakresu radiowego (na niebiesko zakres bezpośrednio konwertowany w wybranej modulacji na głośniki (czyli to co fizycznie własnie słuchamy z całego monitorowanego zakresu) no i całą game funkcji, ustawień itp. Mamy więc to, o co chodzi gdy próbujemy skupić się na szumie, a nie sygnale. Bo sygnał jaki łapiemy będzie tu przecież szumem :)
Oczywiście mamy też pewną wartość dodaną której nie dostaniecie, jeśli zdecydujecie się na rozwiązanie dedykowane takie jak np od projektu Radiojove (linki wymienione wyżej). HDSDR ciągle jest radioamatorskim oprogramowaniem do skanera nasłuchowego. Oznacza to, że czasem, gdy na Jowiszu nic się nie dzieje, możemy sobie spokojnie podsłuchiwać np. wieży kontroli lotów na Okęciu :) Lubie.
Skoro zeszło na tematy co by tu ze sobą zrobić gdy na Jowiszu cisza, warto wspomnieć jak się zabrać za planowanie polowania na sztormy i skąd brać prognozy jowiszowej pogody. Odpowiedzią na którą ja się zdecydowałem jest sofcik o nazwie Radio-Jupiter Pro od Radio-Sky Publishing - http://www.radiosky.com/rjpro3ishere.html Jest względnie tani i ma sporo funkcji wspierających amatora polującego na Jowisza. Do najważniejszych należy oczywiście Jowiszowa prognoza pogody, która w połączeniu z możliwością określenia swojej lokalizacji i parametrów anteny mi osobiście służy za główne narzędzie w podsłuchiwaniu Fatmana. Sam soft nie jest jakimś cudem "dizajnu" i wygląda tak jak na obrazkach poniżej, ale jak dla mnie jest wart swojej ceny:
- praktyka
Do łapania sztormów na Jowiszu wypadało by się przygotować. Jednym z pierwszych kroków do wykonania jest ustawienie maksymalnej czułości naszej anteny w kierunku gdzie Jowisz bywa. Osiągniemy to albo budując antenę kierunkową zdolną do śledzenia ruchu Jowisza po niebie albo, jak w moim przypadku, stosując odpowiedni phasing cable do anteny stacjonarnej (detale w dziale obok - Antena na Jowisza ). Tak czy siak, warto znać efemerydę dla naszego celu. W przypadku Jowisza wygląda to tak:
Mając już antenę patrzącą na Jowisza o odpowiedniej porze, podpowiedzianej przez prognozy np. z wspomnianego wcześniej Radio-Jupiter Pro, możemy zacząć polowanie. Jednak należy pamiętać, że Jowisz nie jest punktualnym zegarkiem. Bywa, że w trakcie przewidywanej aktywności mamy ciszę a w okresach które powinny być nieaktywne (np. Io nie jest w interakcji z polem magnetycznym Fatmana) dzieje się całkiem sporo. Dobrym monitorem jest regularne podglądanie "co słychać" u profesjonalistów. Jednym z takich miejsc jest online monitor francuskiego obserwatorium Nancay: http://realtime.obs-nancay.fr/dam/realtime_display/dam_realtime.php?voir=visu
Gdy już wszystko przygotowane, a u zawodowców z wielkimi antenami widać, że "dzieje się", nie pozostaje nic innego jak zaczaić się z własnym drutem i polować. Efekt jaki daje się uzyskać opisanymi metodami i sprzętem zaskoczy was, a świadomość, że słyszycie echo magnetycznej burzy z innej planety robi niesamowite wrażenie... przynajmniej na mnie. Powodzenia!