Radio-detekcja meteorów - projekt analizy 24/7

[pawelpm]

Projekt Detekcja Meteorów.

 

Meteory wpadające w atmosferę zaburzają sygnały radiowe na pewnych częstotliwościach i w ten sposób możemy je wykrywać. Często stosowaną metodą jest nasłuch częstotliwości, na których nadaje francuski wojskowy nadajnik Graves działający w sposób ciągły.

Wykorzystując to zjawisko, niedawno udało mi się zrealizować projekt całodobowej detekcji i analizy meteorów.  Podpięcie do komputera tunera radiowego typu SDR odbierającego bardzo słabe,  wymagające wzmocnienia sygnały z dedykowanej i ustawianej niedaleko i ad-hoc anteny dla konkretnej częstotliwości 143.050 MHz oraz odebranie sygnału poszczególnych meteorów, było możliwe w dość krótkim czasie. Wyzwaniem okazało się stworzenie systemu, który byłby zainstalowany na stałe i działający przez 24/7:  antena na kominie, natomiast sygnał analizowany przez komputer na parterze piętrowego domu. Sygnał jest tak słaby, że bardzo trudno jest go przesłać na wielometrową odległość klasycznymi sposobami.

 

Oto krótki opis, jak było to w moim przypadku możliwe:

 

1.      Dedykowana antena typu Yagi dla częstotliwości 144Mhz oraz niskostratny  kabel antenowy CNT-400,

 

2.      Przy antenie jest zainstalowany wzmacniacz LNA, który jest zasilany 12V. Prąd jest przesyłany tym samym kablem antenowym z piętra poniżej i „wyławiany” z anteny do wzmacniacza przez tzw. Bias-T. Dzięki temu nie trzeba prowadzić dodatkowego kabla lub montować zasilacza przy antenie.

3.      Piętro niżej (8m dalej ) , zasilające 12V wchodzi do anteny również przez bias-T, natomiast sygnał z anteny idący w przeciwnym kierunku jest odbierany przez tuner RTL-SDR podpięty do USB. Komputer znajduje się kolejne piętro niżej i doprowadzenie do niego kabla antenowego spowodowałoby duże straty sygnału, dlatego odbiornik USB jest w miarę wysoko, natomiast sygnał po odebraniu przez tuner już bezstratnie jest przesyłany na większą odległość przez zasilany USB extender.

 

4.      Dalej przez 8 metrów sygnał idzie po ethernecie do komputera, gdzie program Spectrum Lab odbiera sygnały radiowe przez 24/7 i specjalnym skryptem wykrywa pojawianie się meteorów, robi zrzutu ekranu i zapisuje logi godzinowe z siłą SNR, czasem trwania, etc.

 

5.      Wykrywane są małe i słabe meteory jak ten:

 

Oraz większe i dłużej trwające zjawiska:

 

 

 

 

6.      System działa dość niezawodnie całodobowo i pozwala śledzić trendy zmian w ilości pojawiających się meteorów.

Oto wykresy godzinowe dla paru dni:

 

A tutaj dłuższy trend pokazujący zmiany w ilości meteorów w atmosferze pomiędzy dwoma rojami:

 

Podobnie jak w astrofoto, realizacja była mieszanką naprzemiennych sukcesów i frustracji, eliminacji poszczególnych pojedynczych problemów jeden za drugim, ale finalnie dająca wiele satysfakcji i nauki. Polecam.

 

 

Edytowane 16 Sierpnia 2020 przez pawelpm

[Krzysztof z Bagien]

Jak już ogarnę temat wymiany dachu w domu, to też mam zamiar zmajstrować coś takiego - więc wiem już do kogo się zgłosić po wskazówki jakby coś

 

PS - mógłbyś wrzucić obrazki w trochę większym rozmiarze, tak, żeby coś więcej można było zobaczyć?

[Loki]

Szacun kolego. Super system. Mam stertę pytań

1. Jaki obszar pokrywa ta detekcja?

2. Czy pozwala rozróżnić mały meteor od meteoru, który jest na krańcach zasięgu systemu?

3. Czy są inne zjawiska mogące dawać fałszywy odczyt (np. wyładowania atmosferyczne)?

4. Czy udało się wizualnie potwierdzić, że to, co system rejestruje to meteor? 

 

[pawelpm]

8 godzin temu, Krzysztof z Bagien napisał:

Jak już ogarnę temat wymiany dachu w domu, to też mam zamiar zmajstrować coś takiego - więc wiem już do kogo się zgłosić po wskazówki jakby coś

 

PS - mógłbyś wrzucić obrazki w trochę większym rozmiarze, tak, żeby coś więcej można było zobaczyć?

@Loki edytowałem wpis i podmieniłem na zdjęcia o większej rozdzielczości. pozdr

[pawelpm]

59 minut temu, Loki napisał:

Szacun kolego. Super system. Mam stertę pytań

1. Jaki obszar pokrywa ta detekcja?

2. Czy pozwala rozróżnić mały meteor od meteoru, który jest na krańcach zasięgu systemu?

3. Czy są inne zjawiska mogące dawać fałszywy odczyt (np. wyładowania atmosferyczne)?

4. Czy udało się wizualnie potwierdzić, że to, co system rejestruje to meteor? 

 

@Loki

1. To jest głównie obszar pomiędzy południem Europy, gdzie nadaje nadajnik Graves a naszą lokalizacją. Mierzone reakcje są to sygnały odbite.

2. Lokalizacja takiego meteoru wykrytego sygnałem radiowym może być możliwe, jeśli koordynuje się to z różnych lokalizacji.  

3. Tak.  

 

4. Ze względu na naturę zjawiska z reguły wiadomo kiedy rejestrowany sygnał jest meteorem a kiedy nie, natomiast nie można tego porównać z wizualem, ze względu na znacząco różne położenie geograficzne obu zjawisk.

 

Teraz będę eksplorował i analizował wyniki i prawdopodobnie będę mógł lepiej odpowiedzieć na podobne pytania z czasem.

 

[Mareg]

Również wyrazy szacunku, super system.

Z wykresów widać wyraźną okresowość maksimów i okres z tego co udało mi się odczytać z wykresów jest bliski jednej doby. Czy jest na to jakieś wytłumaczenie ?

[pawelpm]

15 minut temu, Mareg napisał:

Również wyrazy szacunku, super system.

Z wykresów widać wyraźną okresowość maksimów i okres z tego co udało mi się odczytać z wykresów jest bliski jednej doby. Czy jest na to jakieś wytłumaczenie ?

Dziękuję. Tak. To wynika z tego jak nasza lokalizacja jest eksponowana w stosunku do komety, z której pochodzą resztki stające się meteorami i ich kierunku.  Obrót ziemi vs pozycja w układzie słonecznym.

Tutaj trochę więcej na ten temat: https://earthsky.org/astronomy-essentials/moonless-nights-for-perseids-guy-ottewell

 

Edytowane 16 Sierpnia 2020 przez pawelpm

[AdamK]

Godzinę temu, Loki napisał:

2. Czy pozwala rozróżnić mały meteor od meteoru, który jest na krańcach zasięgu systemu?

Detektor nie rejestruje meteoru, tylko fale radiowe odbite od zjonizowanego śladu pozostałego po spalającym się w atmosferze meteorze. 

Siła zarejestrowanego sygnału, jego długość itd., może stanowić podstawę do przypuszczeń na temat wielkości spalonej masy.

Dawniej prowadzono sporo badań naukowych metodą przedstawioną tu przez @pawelpm.

Jako ciekawostkę powiem, że w takim hobby jak krótkofalarstwo istnieje dziedzina nawiązywania łączności właśnie poprzez odbicia od śladów meteorów i mikrometeorów.

Z angielska nazywa się to "Meteorscatter" i ma dość sporą rzeszę zwolenników wśród ultrakrótkofalowców, do której to grupy również się zaliczam...

Dla ciekawych sporo informacji dodatkowych jak zwykle do wyszukania w necie.

[sp3uca]

Do zapisu polecam HROFFT a jak ktos chce to w real time mozna wysyłać rejestacje na rmob.org.

Jest mnóstwo stacji przesyłających.

Fakt Persy to czas żniw dla radioamatorów.

Skryptem w spectrum lab można także nagrywać odgłos odbicia.

 

Andrzej

Ps. Adamk znak ?

Edytowane 16 Sierpnia 2020 przez sp3uca