Costruire un radiotelescopio (1/n)

Fino a qualche anno fa costruire un radiotelescopio amatoriale era un’impresa davvero titanica; oggi – con qualche escamotage – possiamo con relativamente pochi soldini e con una certa facilità costruire il nostro radiotelescopio “da giardino”.

Vediamo quindi in qualche articolo come procedere.


Una precisazione va comunque posta, per evitare delusioni scottanti; per quanto ci si possa impegnare, non potremo fare poderose osservazioni di elementi radioemittenti deboli. Ciò poiché dovremo lottare su più fronti, e senza poter disporre di “armi adeguate”. Vediamo perché;

  • Sensibilità: per ricevere i debolissimi segnali del cosmo, ci servono antenne con elevato guadagno e amplificatori a bassissima rumorosità.
  • Separazione/risoluzione: con gli stessi principi dei telescopi ottici, è importante capire qual’è la capacità di separazione del dispositivo, ovvero quanto è l’angolo minimo fra due oggetti distanti per poter essere discriminati all’osservazione.
  • Ampiezza di Frequenze: la radioastronomia si basa sull’ascolto di diverse frequenze, dalle HF fino a diversi GHz. Noi dovremo gioco forza concentrarci su una sola banda (10GHz).
  • Stabilità di frequenza: per fare misurazioni serie, dovremmo stabilizzare la frequenza di ricezione..il che vuole dire stabilizzare la temperatura dei dispositivi. Per il momento – e per tenere bassi i costi – tralasceremo questo aspetto.

Il tema forse più delicato è proprio la separazione.

Le regole di base che si utilizzano per il calcolo dei telescopi valgono anche per i radiotelescopi; quindi, la separazione si calcola con la formula di Rayleigh:

separazione = lunghezza d’onda * 1,22 / apertura del telescopio

Ora il problema è che la lunghezza d’onda delle onde radio è molto maggiore di quella del visibile, conseguentemente non riusciremo ad ottenere separazioni decenti se non utilizzando aperture molto grandi.

Ed è il motivo per cui si costruiscono grandi parabole (30-50m di diametro), si riempiono intere valli di pannelli riflettenti per diverse centinaia di metri (vedi Arecibo) o – nei sistemi detti interferometri – si “collegano” fra loro parabole collocate a centinaia o migliaia di chilometri di distanza. Con quest’ultima modalità, si può ottenere una “parabola virtuale” di diametro pari alla distanza fra le antenne e con conseguente elevata separazione.

Premesso quanto sopra, potremo costruirci comunque uno strumento che ci consenta di volgere le antenne al cielo e apprezzare le radioonde del Sole, magari registrare qualche fluttuazione, e “ascoltare” la Luna.
Scordiamoci comunque di ricevere la radiazione a Idrogeno della Via Lattea, ok?


Bene, costruire un radiotelescopio è un problema complesso; spezzettiamolo quindi in “blocchi”; in fin dei conti dobbiamo (solo) implementare:

  • antenna parabolica
  • rilevatore a bassissimo rumore (LNB)
  • meccanismo per sostegno e movimentazione dell’antenna (montatura)
  • ricevitore radio a bassissimo rumore
  • sistema di registrazione/misurazione del segnale
  • sistema di ascolto

L’elenco potrebbe spaventare; in realtà abbiamo diverse fortune rispetto a qualche annetto fa.

In primis troviamo tantissimo materiale dal mondo della TV satellitare. E quindi parabola e rilevatore li prenderemo in un negozio per antennisti, a cifre davvero modeste; useremo un LNB (low noise block converter) costruito per la ricezione dei satelliti TV e una parabola satellitare delle dimensioni che preferiamo.

In merito al ricevitore, al sistema di ascolto e di registrazione/misurazione, approfitteremo di un kit appositamente predisposto dall’azienda Radio Astro Lab srl , nello specifico della combinata RAL10AP (ricevitore a basso rumore) e Aries (software di misurazione); ci servirà un PC da collegare al ricevitore e sul quale installare il software.

La parte forse più delicata è la montatura, che dovrà garantire il sostegno e il movimento dell’antenna per il puntamento degli oggetti celesti. Qui abbiamo almeno un paio di alternative: montature altazimutale o equatoriale, motorizzata o non.

Bene, avendo superato le 243.000 righe, direi di sospendere e riprendere in successivo articolo.

Stay tuned e occhi al cielo.

Costruire un radiotelescopio (1/n)

Un archivio incredibile di dati

Il progetto (o meglio i progetti) Breakthrough rappresentano un mastodontico slancio nella ricerca di intelligenza extraterrestre nello Spazio.

Partito nel 2015, con la sovvenzione di 100 milioni di dollari da parte del magnate russo Yuri Milner e con la collaborazione del compianto Stephen Hawking, l’iniziativa si suddivide in diversi ambiti:

  • listen: con una durata prevista di 10 anni e con ben 2 radio-telescopi a disposizione per oltre 1000 ore/annue, ha lo scopo di analizzare i segnali radio provenienti dal cosmo alla ricerca di possibili segnali indicanti vita extra-terreste. Possiamo immaginarlo come una prosecuzione del progetto Seti, anche se dispone di stanziamenti e di tempi di osservazione radio molto più rilevanti rispetto al passato. Furbescamente l’osservazione sarà effettuata anche nell’ambito ottico e non solo radio, tramite l’Automated Planet Finder, alla ricerca di flussi di luce coerente provenienti dallo Spazio.
  • message: in questo ambito si ragionerà sulla modalità di invio e sul contenuto di un messaggio rivolto ad eventuali entità extraterrestre. Possiamo immaginarlo come un’evoluzione del famoso “messaggio di Arecibo”.
  • starshot: pervede la realizzazione di uno sciame di piccoli veicoli spaziali (pochi centimetri di diametro, dotati di vela), che possano essere portati in orbita e accelerati tramite un raggio laser proveniente dalla Terra. Ci vorranno circa 20 anni per la realizzazione di prototipi speriamo funzionali.
  • watch: ha lo scopo di individuare pianeti di interesse per la vita “similare a quella umana”. Può essere considerato una parte “guida/di coordinamento” degli altri ambiti: l’individuazione di un possibile pianeta notevole potrebbe indirizzare sia la parte di ascolto sia la parte di invio dei velivoli spaziali verso tale target.

Cosa assai interessante è che i dati raccolti dall’ambito “listen” sono liberamente scaricabili e analizzabili qui.

Insomma, ne vedremo/ascolteremo delle belle.

Stay tuned…

Un archivio incredibile di dati

Addio Arecibo?

Ricordate Jodie Foster, che guarda ammirata la mitica antenna di Arecibo? El Radàr…

La grande valle ricoperta da oltre 38000 pannelli di alluminio, per un diametro complessivo di 305 m e con l’elemento ricevente/trasmittente al fuoco della parabola dal peso di circa 900 tonnellate, sospeso fra tre torri tramite 18 cavi d’acciaio.

Il sistema non era solo ricevente, ma anche trasmittente…con 1MW di potenza trasmissiva, veniva utilizzato per inviare un segnale radio verso oggetti nel nostro sistema solare e valutarne – in base all’analisi dell’eco – le relative caratteristiche fisiche/chimiche. Una sorta di sonar evoluto.

Dismesso a gennaio 2020, a causa di un rilevante terremoto che ha colpito Puerto Rico, ha subito di recente un crollo che lo ha danneggiato irreparabilmente. Due cedimenti dei cavi portanti – uno ad agosto e uno a novembre – hanno causato quanto si vede in foto.

Ora, la riparazione sarebbe estremamente costosa e probabilmente di poca utilità, visto che oggi abbiamo realizzato radiotelescopi di diametro ancora maggiore, oltre i 500m di diametro.

Certo che con il radiotelescopio di Arecibo se ne va un pezzo della nostra storia, astronomica, cinematografica, onirica.

Qualcuno ha chiesto aiuto a Elon Musk, per un salvataggio e ripristino della struttura…chissà se l’uomo dei progetti impossibili potrà essere la chiave di svolta positiva di questa vicenda.

Occhi…alla valle.

Addio Arecibo?

Al comando della Crew Dragon

home_demo2Volete provare l’ebrezza di sedervi al posto di pilotaggio della Crew Dragon, di disattivare i controlli automatici e di provare ad attraccare sulla ISS senza supporto del computer di bordo?

Beh, Elon Musk ci può mettere ai posti di comando… in questa pagina del sito di SpaceX si può provare l’ebrezza di schiantar…ehm di attraccare con delicatezza alla Stazione Spaziale Internazionale.

Buon divertimento…

Al comando della Crew Dragon

Un nuovo cielo “stellato”?

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Chi in questi giorni ha alzato gli occhi al cielo, potrebbe aver notato uno strano fenomeno notturno nella volta celeste… una serie di punti molto luminosi in linea retta, una sorta di anomalo trenino di luci.

Nonostante le diverse segnalazioni di presunti fenomeni ufologici, non si tratta di qualcosa di alieno.

Sono alcuni dei satelliti Starlink dell’azienda SpaceX di Elon Musk; l’obiettivo di questi satelliti è di portare la connettività Internet in qualunque luogo, a basso costo e con performance nettamente migliori rispetto alla classica connettività satellitare.

Uno dei problemi più rilevanti della connettività satellitare ad oggi utilizzata è la latenza dei collegamenti, determinata dalla distanza dei satelliti dal suolo terrestre (tipicamente 36.000 km, in orbita geo-stazionaria; il satellite ruota alla stessa velocità della Terra, e con tale modalità pochi satelliti possono garantire una ampia copertura). A causa di tale distanza, le latenze possono raggiungere i 500ms, un tempo non accettabile in molti contesti in cui è necessaria interazione (es. comunicazioni audio).

L’obiettivo di SpaceX è di mettere in orbita più bassa dei micro-satelliti, su tre quote: 1150Km, 550km e 350km. Con tali altitudini la latenza è sicuramente minore (attesa fra i 30 e i 40 ms, quindi similare ad una ADSL casalinga), ma con lo svantaggio che i satelliti non saranno geo stazionari, ma avranno una rilevante velocità relativa rispetto alla rotazione terrestre. Essendo poi operanti a quote così basse, la loro luminosità rispetto alla volta celeste è notevole.

Per coprire quindi l’intero Globo, garantendo la visibilità di almeno un satellite da ogni punto sulla Terra, a regime saranno necessari indicativamente 12.000 satelliti; al momento ne sono stati messi in orbita circa 400.

Ciò a regime comporterà sicuramente due problemi:

  • un elevato numero di “detriti”; da qui è stata concordata una apposita modalità di gestione dei micro-satelliti, che saranno distrutti prima della loro effettiva obsolescenza (per evitare il cosiddetto effetto Kessler).
  • una rilevante quantità di oggetti luminosi che solcheranno il cielo, “inquinando” dal punto di vista luminoso la volta celeste

Su quest’ultimo punto, già ci sono segnalazioni di astronomi e appassionati italiani che hanno dovuto arrendersi all’impossibilità di effettuare fotografie o foto-misurazioni in notturna,

Ci troveremo quindi di fronte a un “diverso” cielo, dinamico, luminoso e artificiale ?

Chissà se ne vale davvero la pena.

Mai come questa volta, occhi al cielo…

Un nuovo cielo “stellato”?

Weather on Mars

Yesterday my daughter and I were watching “The Martian”, a great Ridley Scott’s film, featuring Matt Damon. So – during a topic scene – my daughter asked me: “Dad, how’s the weather on Mars right now?”

The NASA’s InSight Mars Lander daily tells us the answer.

From NASA WebSite: “InSight is taking daily weather measurements (temperature, wind, pressure) on the surface of Mars at Elysium Planitia, a flat, smooth plain near Mars’ equator“.

 

So, let’s have a look at the temperature on Mars today… it’s between -20 and -95 °C…

quite cold…please, honey…give me a sweater.

Screenshot 2020-03-12 at 23.12.29

A cute annotation: SOL is the number of days occurred after the landing of the probe on Mars. This trick is needed because the day duration on Mars (88775,244 s) is longer than on the Earth (86400 s).

 

Weather on Mars

Un po’ di info aeronautiche

Di solito prima di ogni volo consulto un sito molto interessante (e piuttosto.complesso) , che riporta moltissime informazioni di natura aeronautica: skyvector.

Fondamentalmente riporta le carte aeronautiche, sulle quali è possibile sovrapporre diversi layer; vengono visualizzati ad esempio:

  • gli aeroporti
  • le aerovie
  • le stazioni meteo
  • le aree di turbolenza e di icing
  • le aree interdette al volo
  • i comunicati “drone” notam
  • i comunicati sigmet

Quest’ultimi sono comunicati radio testuali che segnalano situazioni  anomale relative a specifiche aree.

Ecco un esempio di poco fa:

WSDL35 EDZF 012122
EDVV SIGMET U01 VALID 012130/020100 EDZF-
EDVV HANNOVER UIR SEV TURB FCST AT 2130Z WI N5040 E00743 - N5020
E00632 - N5107 E00550 - N5128 E00553 - N5149 E00558 - N5040 E00743
FL320/360 NC FCST AT 0100Z WI N5029 E00853 - N5148 E00644 - N5252
E00714 - N5129 E01025 - N5005 E01041 - N4813 E00920 - N4741 E00742 -
N4903 E00818 - N5029 E00853=

In pratica segnala turbolenza severa (SEV TURB), nell’area identificata dalle coordinate riportate; il bollettino è valido dal 1 gennaio ore 21.30 (VALID 012130) fino al 2 gennaio ore 1.00 (020100).

Ed ecco come viene visualizzato su SkyVector

Screenshot 2020-02-02 at 00.59.21

Un po’ di info aeronautiche

Una number station tutta italiana

number-station

Quest’anno Babbo Natale ci ha portato un regalo inatteso.

Sui 13 MHz (per la precisione 13036 KHz), il 25 dicembre si è ricevuta una trasmissione di una possibile number station, con la particolarità che l’annuncio è stato diffuso in lingua italiana.

E’ la prima volta che ascolto una trasmissione di una number station italiana; non credevo esistessero.

Preceduta da un pezzo musicale di Lucio Dalla (Stella di mare) e da tre beep, una voce femminile registrata ha pre-annunciato il messaggio:

101978
MESSAGGIO PER AGENTE

101978
MESSAGGIO PER AGENTE

e a seguire, in codice NATO:

 H3KEKQEXRVUSOBSIZCWMMUQSTAJLQSFIURMGYCBSLHTIZCWMMUQEKSREBIP…

Presumibilmente basato su cifrario di Vernam, il messaggio è ovviamente non decodificabile a meno di conoscere le chiavi di cifratura.

Ecco la ripartizione di frequenze del MiSE, per i 13 MHz

Screenshot 2020-01-03 at 01.38.02

Tali frequenze sono gestite dai Ministeri dello Sviluppo Economico e della Difesa; oltre ai servizi mobili marittimi, sono presenti anche SRD (Short Range Devices, sistemi di trasmissione a corto raggio).

Non sono però indicate specifiche assegnazioni per la frequenza di 13036 KHz.

Stay tuned…

 

 

Una number station tutta italiana

Conferenza ITARADIO

L’ho già detto e lo ribadisco (ma d’altra parte sto invecchiando)…ogni sessione radio consente di scoprire e imparare qualcosa di nuovo. E anche oggi non abbiamo fatto eccezione.

Giretto montano, sempre in zona monte Joanaz – Faedis (UD), vicino al mitico ripetitore R1alfa. Al contrario delle previsioni meteo che descrivevano temporali nefasti, un bel sole ci scalda le teste. Sintonizzo lo Yaesu sui 144 e lancio la scansione.

logo3In pochi attimi, ricevo un annuncio automatico sui 145.700MHz: “conferenza ITARADIO via echolink”.

Qualche indagine al rientro e capisco che :

  • il segnale che stavo ricevendo arrivava da Stefano  IV3MTU da Pordenone
  • la “conferenza ITARADIO” è un progetto dell’associazione A.I.R.C.I.N. (Associazione Italiana Radioamatori Conferenza Itaradio Network).

L’idea alla base dell’associazione – nell’ambito del desiderio di sperimentazione, che muove ogni radioamatore – è di implementare e gestire una rete di comunicazione – basata su echolink – che consenta di coprire con ottima qualità la nostra Penisola.

Screen Shot 2019-08-25 at 23.04.51Echolink è un approccio che consente di collegarsi a ripetitori e trasmettitori radio – nello specifico messi a disposizione da personale volontario – tramite la rete Internet, ed effettuare QSO “a cavallo fra la Rete e l’etere”.

Quindi grazie alla partecipazione di molti volontari, si è creata una rete composta da decine di nodi che è in grado di coprire stabilmente l’intero territorio italiano (ecco nell’immagine i nodi attivi e inattivi a maggio 2019).

Complimenti ai tre fondatori ( IW9EFE Marco, IT9UQI Paolo e IT9BYX Carmen) e a tutti i volontari impegnati in questo progetto davvero interessante.

Stay tuned.

 

 

 

Conferenza ITARADIO