Berichten

Live meteoren waarnemen met radiogolven (2017)

Net als vorig jaar staat er weer een antenne opgesteld om meteoorreflecties te kunnen ontvangen van de Franse ruimteradar GRAVES. De Perseïden meteorenzwerm komt jaarlijks rond de nachten van 12 en 13 augustus voorbij en tijdens deze zwerm kunnen er zeer veel meteoren waargenomen worden. In het blogartikel Live meteoren waarnemen met radiogolven uit 2016 ⇐ staat meer achtergrondinformatie en wordt uitgelegd hoe meteor scatter werkt en hoe op de webSDR ontvanger afgestemd kan worden. Let op dat de weergave van de webSDR niet responsive is. Het is mogelijk om te schakelen naar een versie voor mobiele.

Buiten de genoemde Perseïden zwerm zijn er overigens ook op andere momenten meteoren te horen. Dat komt omdat de aarde voortdurend ruimtestof tegenkomt dat meestal volledig in de atmosfeer verbrandt en een spoor van geladen deeltjes achterlaat. Maar af en toe komt er een stuk ruimtesteen op aarde terecht zoals onlangs de meteoriet in Broek in Waterland.

De radio-opstelling is iets gewijzigd ten opzichte van 2016, ditmaal een 3 elements yagi antenne die op een mast van 10 meter boven de grond staat. Als ontvanger dient weer een RTL-dongle met een bandbreedte van ongeveer 2 MHz. Overigens is de opstelling net als in 2016 een tijdelijke opstelling die kan uitvallen. Daardoor kan het gebeuren dat de ontvangst tijdelijk niet waarneembaar is. Voor de toekomst werkt CAMRAS aan een definitieve opstelling.

Veel luisterplezier!

Foto: CAMRAS (Harm Munk)

 

Donateursdag 2017

Tekstbijdragen: Ard Hartsuijker, Frans de Jong, Harm Munk en Jan van Muijlwijk

Ter gelegenheid van haar tienjarig bestaan hield Stichting CAMRAS zaterdag 4 maart 2017 haar eerste donateursdag. De dag werd voorbereid door Harm Munk, Sigrid Witteveen en Paul Boven. Ruim zestig donateurs (aangevuld met familie, vrienden of kinderen) en een twintigtal vrijwilligers waren aanwezig. Voor ontvangst van onze donateurs en de openingssessie mocht CAMRAS gebruik maken van de centrale hal en het Van de Hulst Auditorium in het ASTRON-gebouw. Daarna kon iedereen individueel of in zelfgekozen groepsverband deelnemen aan de overige activiteiten van het donateursdagprogramma: in de radiotelescoop, op het buitenterrein, in en bij het Mullerhuis of voor een pauze naar de Foodtruck.

Opening in het ASTRON-gebouw

Voorzitter Frans de Jong gaf een uitvoerig overzicht van wat er de afgelopen tien jaren aan werk is verzet door tientallen vrijwilligers en hoe zich dat verhoudt met de doelstellingen van de stichting. Hij benadrukte daarbij dat heel veel zaken alleen maar mogelijk zijn geworden dankzij de inzet van die vrijwilligers en de bijdragen van de donateurs, adoptanten en sponsoren van CAMRAS.

Tweede spreker was Harm Munk die een mooi historisch overzicht gaf over de ontdekking van radiogolven uit het heelal en de radioastronomie die daar uit voort kwam. Die doorbraak kwam met de voorspelling in 1944 van de 21 cm-waterstoflijn door Henk van de Hulst en het succes in 1951 van radio-ingenieur Lex Muller die er in slaagde deze spectraallijn na veel ontwikkelwerk in Kootwijk waar te nemen. Daar werd een eerste plattegrond van de Melkweg samengesteld met duidelijk zichtbare spiraalarmen. Met dat resultaat kreeg Jan Oort toestemming een 25-meter radiotelescoop te bouwen voor meer radioastronomisch onderzoek: de Dwingeloo Radiotelescoop.

In de radiotelescoop

Moonbouncen en moonbounce-kunst in de radiotelescoop

Daniela de Paulis (CAMRAS artist in residence) vertelde hoe zij tot moonbounce-kunst was gekomen en hoe de samenwerking met CAMRAS tot stand kwam. Ze liet mooie voorbeelden zien van de eerste pogingen om beelden te moonbouncen en welk kwaliteitsniveau inmiddels gehaald kan worden nu we de techniek helemaal in onze vingers hebben.

Als illustratie gebruikte Daniela een foto die Apollo 17-astronaut Charles Duke op het maanoppervlak heeft neergelegd. Deze inmiddels beroemde foto van het gezin Duke werd nu door Nando Pellegrini vanuit Italië met behulp van zijn zelfgebouwde 10 meter-schotel als radiosignaal naar de maan gestuurd. 2,5 seconde later werd de radio-echo van dat signaal in Dwingeloo ontvangen door de 25 meter-schotel. En werd het radiosignaal vervolgens gedecodeerd en weer door computersoftware terugvertaald in een foto. Voor één foto duurt dat proces ongeveer een minuut. Bijzonder is dat de foto nog steeds op het maanoppervlak ligt (waarschijnlijk sterk verkleurd) en dat het door Nando verzonden radiosignaal ook voor een heel klein beetje is teruggekaatst door die foto zelf ….

Moonbounce-techniek

Jan van Muijlwijk vertelde een en ander over de techniek van het moonbouncen. Het is de ultieme uitdaging voor de radiozendamateur want het gaat om uiterst zwakke signalen. De maan staat ca. 400.000 km ver weg en om een radioverbinding tussen twee radiozendamateurs mogelijk te maken moet die afstand twee keer overbrugd worden door het radiosignaal. Eerst naar de maan en dan moet de echo dat hele eind weer terug. Daarbij komt nog dat de maan een hele slechte reflector is voor radiosignalen, slechts 7% wordt gereflecteerd. En de maan is een bol waardoor die 7% alle kanten uit gaat. Dat zorgt ervoor dat de verzwakking van het radiosignaal over het hele traject een getal is van een 1 met 27 nullen! Maar dat zorgt in Dwingeloo toch voor verbazingwekkend sterke maanecho’s.

Praten en zingen

Van een paar kinderen in een groep was er één dapper genoeg om een paar woordjes in de microfoon te spreken. Groot was de blijdschap toen 2,5 seconde later de maanecho werd ontvangen. Tenslotte hebben we met die hele groep het Vader Jakob met de maan als echo gezongen.

Pulsardemo

De astronomie in de radiotelescoop werd verzorgd door Harm Munk en Marc Wolf die een demonstratie met uitleg gaven van het waarnemen van een pulsar zoals we dat ook bij rondleidingen doen. Was de pulsar tijdens de eerste demo moeilijk te horen door stoorsignalen, tijdens de tweede poging later op de middag konden de donateurs luisteren naar de mysterieus aandoende tikken uit het heelal.

Op het buitenterrein

Radiosignalen van Jupiter

Voor het ontvangen op 20 MHz van radiosignalen van Jupiter had Simon Bijlsma een Radio Jove-opstelling met lange antennedraden gemaakt.

Radiosignalen van meteoren

Daarnaast demonstreerde Simon hoe je – ook overdag – meteoren kan waarnemen. Dit gaat via radioreflecties van bijvoorbeeld radarsignalen tegen het ionisatiespoor dat meteoren achterlaten in de bovenste lagen van onze dampkring. De radioreflecties lijken op korte fluitsignaaltjes, zogenaamde “pings” en de langere reflecties op “bursts”. Meer informatie hierover staat in ons blog Live meteoren waarnemen met radiogolven. De opstelling in ons blog is echter weer afgebroken vanwege het omhakken van bomen en andere zaken. In de toekomst zal er een permanente opstelling komen.

Dopplereffect

Het Dopplereffect werd door Frans de Jong aanschouwelijk gemaakt met behulp van een piep-apparaatje aan een touwtje en een PC met een frequentiemeetprogramma (Spectrum Lab). Met het programma is duidelijk te zien dat de fluittoon een beetje hoger of lager klinkt als het piepertje (in een tennisbal gestopt) wordt rondgeslingerd.

In en bij het Mullerhuis

Lezing over pulsars

Als aanvulling op de pulsardemonstratie in de radiotelescoop gaf Paul Boven in de grote zaal van het Mullerhuis een lezing over pulsars en hoe je uit de ruwe data de rotatieperiode en de afstand van de pulsar kunt berekenen. Een stukje rekenwerk dat regelmatig door leerlingen en studenten op basis van hun eigen waarnemingen in Dwingeloo wordt uitgevoerd.

Restauratiefilm

Voor donateurs die de film over de restauratie van de radiotelescoop in de periode 2012 tot 2014 nog niet hadden gezien, was er gelegenheid deze te bekijken.

Waterrakketten schieten

Onder leiding van Tammo Jan Dijkema, Ria Hermelink, Henk Kouwen en Hans van Zomeren hebben de kinderen doorlopend genoten van de proef om waterrakketen omhoog te schieten.

Knutselen

Wie uitgeschoten was kon in het knutsellab een draaibare sterrenkaart en een model van een pulsar in elkaar zetten. Onder begeleiding van Harm Jan Stiepel en de eerder genoemde vrijwilligers konden de kinderen ook kleine elektronische schakelingen met knipperende LED’s solderen.

Foodtruck

Gedurende de middag en zeker aan het einde daarvan is gretig gebruik gemaakt van de mogelijkheid om (op eigen kosten) lekkere snacks en drinken te nuttigen bij de Foodtruck Total More.

Nog te plaatsen foto’s: CAMRAS (Harry Keizer, Harm Jan Stiepel en Sigrid Witteveen)

Live meteoren waarnemen met radiogolven

Dit jaar zijn op 12 en 13 augustus veel vallende sterren te zien afkomstig van de Perseïden meteorenzwerm. Om vallende sterren goed te kunnen zien moet het voldoende donker en helder zijn. En dat is het niet altijd. Vallende sterren kan je ook met radiogolven waarnemen. Bij CAMRAS doen we dat met behulp van ‘passieve radar’ en je kunt live meekijken en meeluisteren. Dat kan overdag en ’s nachts en bij helder weer en bij bewolkt weer. Veel waarneem plezier!

Wat is een vallende ster?

Een meteoor of vallende ster is een meteoroïde die met grote snelheid (tot wel ongeveer 70 km/sec) op ongeveer 100 km hoogte de aardatmosfeer binnendringt. Door de schokgolf die daarbij ontstaat wordt de lucht en de meteoroïde opgewarmd. De meteoroïde gaat gloeien en door de hitte verdampt deze geheel of gedeeltelijk en laat een lichtend spoor achter.

Waarom kan je een vallende ster met radiogolven zien?

Door de hitte raken de stikstof- en zuurstofatomen in de lucht geïoniseerd, de buitenste elektronen van het atoom worden losgeslagen. Bij de meteoor en in het lichtspoor bevindt zich dus een mengsel van elektronen (elektrisch negatief geladen) en ionen (elektrisch positief geladen) en deze plasmawolk van elektrisch geladen deeltjes vliegt met de meteoor mee en werkt als een spiegel voor radiogolven en veroorzaakt de zogenaamde ‘head echo’ . Regelmatig is de ionisatie zo sterk dat er na het passeren van de meteoroïde ook een plasma ‘wolk’ achterblijft die ook een goede reflector vormt voor radiogolven. Deze ‘wolk’ kan meerdere seconden blijven bestaan.

Hoe doet CAMRAS dat precies?

Bij passieve radar gebruik je als zender een of ander bestaande sterke radiozender onder de horizon. CAMRAS gebruikt de Franse ruimteradar GRAVES in de buurt van Dijon. Deze scant de zuidelijke hemel van oost naar west op een elevatie van ongeveer 30° met vier brede radarbundels. De wolk van geladen deeltjes in het meteoorspoor weerkaatsen de GRAVES radargolven en CAMRAS vangt deze op met een eenvoudige yagi antenne. Als ontvanger dient een RTL-dongle. Het radiosignaal is met de CAMRAS webSDR ontvanger via het internet te horen en te zien.

 

Illustratie: Werkgroep Meteoren KNVWS.  Geometrie van radioreflecties aan meteoren. Het geïoniseerde lichtspoor weerkaatst de radiogolven net zoals zichtbaar licht op een spiegel weerkaatst. Op deze manier wordt er door tussenkomst van de meteoor een verbinding gelegd tussen de radiobron en de ontvanger.

 

Hoe kan je live meekijken en meeluisteren bij CAMRAS?

Klik hier op CAMRAS webSDR. Let op dat de weergave van de webSDR niet responsive is.

Your name or callsign

Instellingen webSDR

  • Als je bij Your name or callsign iets invult worden je instellingen met een cookie bewaard.
  • Stem de frequentie van de webSDR bij Frequency af op 143048.50 kHz (143,0485 MHz) door dat in te vullen. Gebruik een daarbij decimale punt in plaats van een komma. Je zit dan in de 2-meter band.
  • Klik bij Bandwidth de mode ‘USB’ aan, dat is de ‘upper sideband’. Het signaal van de draaggolf van de GRAVES radar zit nu midden in de audio doorlaatband.
  • Vergroot het Waterfall view maximaal uit door op de zoommode ‘max in’ te klikken en de Size ‘large’ te kiezen.
  • Bij Memories kan je je eigen instelling voor Frequency en Bandwidth met ‘store’ opslaan en van een eigen tekst voorzien en met ‘recall’ weer terughalen.
  • De instelling van het watervalvenster kan je niet opslaan en moet je steeds opnieuw instellen.
Wat hoor je en zie je nu precies?

Het GRAVES radarsignaal is afhankelijk van de omstandigheden in de ionosfeer al dan niet zichtbaar in het watervalvenster als een lichte ruislijn en al dan niet hoorbaar als een zachte fluittoon met ruis. Zodra een meteoroïde met grote snelheid de atmosfeer binnendringt, verandert zijn snelheid en zien en horen we het gereflecteerde radarsignaal verschoven door het Dopplereffect boven en onder de draaggolffrequentie van de GRAVES radar. Natuurlijk moet de meteoor dan ook werkelijk door een van de vier de brede radarbundels bewegen!

meteoor

Alleen als er veel geladen deeltjes zijn vormt het plasma een goede reflector voor radiogolven. De zogenaamde sterkere ‘over dense’ reflecties of ‘bursts’ ontstaan op die manier. Bij minder geladen deeltjes in het plasma ontstaan er veel kortere en zwakkere ‘under dense’ reflecties of ‘pings’. De duur van de reflecties varieert van minder dan een seconde tot meerdere seconden. We horen tijdens de bursts of pings de toonhoogte dan ook snel veranderen. Soms blijft er direct na een ‘ping’ een wolk met geladen deeltjes hangen (‘burst’) en verandert de toonhoogte nauwelijks meer. De reflecties zien er dan haakvormig uit. De ‘head echo’ van het plasma rondom het deeltje ziet er uit als een streepje met veel Doppler verschuiving gevolgd door een(‘overdense’) ‘wolk’ rondom het midden van de zendfrequentie die langere tijd zichtbaar en hoorbaar is en waarvan de toonhoogte weinig verandert.

 

Meer gegevens

De meteorenzwerm Perseïden in augustus 2016

Werkgroep Meteoren van de KNVWS

Belgian RAdio Meteor Stations (bron afbeelding over dense en under dense reflectie) en hun Zooniverse project Radio Meteor Zoo

International Meteor Organization

GRAVES radarbundels

Co-auteur: Ard Hartsuijker