Berichten

Aftrap COGITO ‘in space’

Tekstbijdragen: Frans de Jong en Roy Smits

Maandag 5 november ging het nieuwste kunstproject van Daniela De Paulis COGITO ‘in space’ in het Van der Hulst-auditorium van ASTRON en de Dwingeloo Radiotelescoop van start. Aanwezig waren ongeveer vijftig gasten bestaande uit geïnteresseerden, kennissen, kunstenaars en subsidiegevers. Met het project COGITO ‘in space’ worden gedachten als radiogolven in de ruimte verspreid.

COGITO is een interdisciplinair samenwerkingsproject en het resultaat van een aantal jaren onderzoek aan de Dwingeloo Radiotelescoop en ASTRON. COGITO is een conceptueel complex kunstproject geïnspireerd door het Overview Effect. Het belangrijkste idee achter COGITO is het creëren van een verbinding tussen de geest van de waarnemer en zijn of haar idee van het universum tijdens het bekijken van een boeiende video van de Aarde gezien vanuit de ruimte.

– Ochtendprogramma

Met een warm welkom opende Frans de Jong (CAMRAS voorzitter) in het auditorium het ochtendprogramma: een miniconferentie met hoofdthema The Overview Effect. Het Overview Effect betreft bewustzijnsverandering die astronauten ervaren als gevolg van het zien van de Aarde vanuit de ruimte. Josephine Bosma (kunstcriticus) modereerde de vier onderdelen van het programma.

1. De miniconferentie begon met een sterke opening en inspirerende lezing door Frank White (socioloog en politicoloog), auteur van het boek The Overview Effect: Space Exploration and Human Evolution. Frank beschouwt zichzelf als ruimtefilosoof. Hij belichtte diverse invalshoeken met aardige doordenkertjes als: ‘Gaan wij naar de ruimte of waren we daar al en gaan we slechts ietsje verder? Wat halen we uit de ruimte en wat laten we er achter? Verlaten wij in de verre toekomst de Aarde of zoeken we slechts naar uitbreiding?’

2. Fred Spier (cultureel antropoloog en sociaal historicus), schrijver van het boek Big History and the future of Humanity, ging in zijn lezing in op zijn persoonlijke ervaringen tijdens de vlucht van Apollo 8. ‘Tijdens die missie werd de beroemde foto ‘Earth rise’ gemaakt die de planeet Aarde laat zien boven het maanoppervlak. In de Verenigde Staten heeft dat veel sentiment opgeroepen van het publiek waarbij een sterk besef naar voren kwam dat we naar onszelf kijken. In Europa kwam het nauwelijks in het nieuws en werd de publicatie afgedaan als een mooie foto. Hoe ontstond dit verschil?’

3. Daarna kwam Nicole Stott (aquanaut, astronaut en aquarellist in de ruimte) aan het woord via een Skype-verbinding. Inmiddels gepensioneerd heeft zij daadwerkelijk het overview effect ervaren met een impact die ze nog altijd bij haar draagt. Er volgt een interessant vraaggesprek tussen haar, Josephine en Daniela.

4. De miniconferentie werd afgesloten door een forum bestaande uit Daniela en de drie bij de ontwikkeling van COGITO betrokken neurowetenschappers Guillaume Dumas, Robert Oostenveld en Stephen Whitmarsh.

Op informele wijze werden de vele vragen en antwoorden tijdens de lunch in geanimeerde gesprekken voortgezet.

– Middagprogramma

Voor het middagprogramma werden de gasten in twee groepen gesplitst.

a. Eén groep kreeg in het auditorium een lezing van Frans over de historie en de restauratie van de Dwingeloo Radiotelescoop en het huidig gebruik door stichting CAMRAS. Ook werden beelden en geluid van de door de radiotelescoop uitgezonden hersengolven naar het auditorium gestreamd.

b. De groep gasten met het parallelle programma wandelde eerst over de heide van het Dwingelderveld onder begeleiding van Maarten Roos (planetaire wetenschapper en filmmaker) terwijl deze een verhaal vertelde gebaseerd op het boek van Fred Spier. ‘Voor de wandelaars symboliseert het vrije zichtveld van de heide de leegte in de ruimte en de 25-meter schotel representeert de Aarde.’

Nadat zij zijn aangeland bij de telescoop vertelde Roy Smits (astronoom en CAMRAS vrijwilliger) over het ontstaan van radioastronomie en de Dwingeloo Telescoop. Daarna klommen de gasten de metalen trap op naar de waarneemruimte en was eindelijk het grote moment daar.

Daniela, de drie neurowetenschappers en de telescoop operators Jan van Muijlwijk en Michael Sanders (beiden CAMRAS vrijwilligers) heetten allen hartelijk welkom.

‘De cabine omgebouwd tot kunstproject COGITO ‘in space’ staat vol met computers, een beamer en zendapparatuur. De resterende ruimte is gevuld met stoelen opgesteld rond de ‘zero gravity chair’ die je gewichtloosheid lijkt te geven. Een deelnemer ligt al klaar op deze ligstoel. Zij heeft een EEG kap op die haar hersengolven meten. Via een virtual reality bril krijgt zij een speciale film te zien die het overview effect bij haar kan induceren. De ruimte is verduisterd en de hersenactiviteit bij de gedachten van de deelnemer die in de gravity chair naar de film kijkt wordt geregistreerd en de ruimte ingezonden door Daniela die ook een gelicenseerde radiozendamateur is.’

‘Guillaume projecteert voor alle gasten een mix van de live EEG-signalen (de eerste twee kanalen) op de Stellarium-weergave van de hemel met de ster Antares als vertrekpunt van de radio-uitzending en het spectrum van de uitzending opgenomen met een kleine USB-antenne. De stem (de klinkers) met call sign PI9CAM wordt zichtbaar in de gekartelde band terwijl de EEG-transmissie zichtbaar wordt als een dichte continue band. Ondertussen horen de gasten de uitzending.’

 

Nadat de twee groepen elkaar afwisselden voor een vergelijkbare ervaring werd het kunstproject COGITO ‘in space’ afgesloten met een levendige receptie.

– Meer info over COGITO

Van Daniela De Paulis:

Van Stephen Whitmarsh (ook foto’s en technisch):

Video’s:

Foto’s: Sandro Bocci. Animatie: Guillaume Dumas. Audio: CAMRAS (Michael Sanders).

Eerste amateurradioverbinding via satelliet vanuit Dwingeloo

Gastauteur: Andreas Imse (DJ5AR)

Na bijna twee jaar proberen is het ons CAMRAS EME-team gelukt om op 8 december een heel bijzondere first te maken: de eerste amateurradioverbinding ter wereld via reflectie tegen een kleine satelliet. Deze satelliet bounce QSO is in de 23 cm band gemaakt tussen PI9CAM (de Dwingeloo Telescoop) en DJ5AR (Andreas Imse in Mainz met een 3 meter schotel). De satelliet werd dus gebruikt als een passieve reflector. De razendsnel voorbij vliegende satelliet gaf ons net voldoende tijd voor een verbinding en veroorzaakte natuurlijk een enorme Dopplerverschuiving.

Dat kon alleen maar lukken dankzij de nieuwe communicatiemode JT9H (een negen-toons-systeem) dat onderdeel uitmaakt van de nieuwe WSJT-X software van Joe Taylor. De Dopplerverschuiving (+/- 60 kHz) werd aan de kant van DJ5AR automatisch met behulp van de computer gecorrigeerd.

De satelliet was de OKEAN-O (NORAD#25860), een niet meer gebruikte Russisch-Oekraïense Aardobservatie satelliet met een polaire baan van ongeveer 650 km hoogte en een reflectieoppervlak van ongeveer 20 vierkante meter.

In twee blogs schrijft Andreas Imse:

1 – A new Chapter in the Book of Bounce (2015-12-08)

While ISS Bounce took Jan, PA3FXB, and me 2 months of testing and improving to succeed, Satellite Bounce was a much bigger challenge. Despite the fact, Jan and the team of PI9CAM are operating the 25 m dish of the Dwingeloo radio telescope, it took us nearly 2 years, enormous patience and scores of tests until we finally managed to receive “Rs” to complete a QSO today (December 8th, 2015). As far as we know, it is the first time ever, a two way amateur radio contact could be completed by using an unmanned spacecraft as a reflector.

2015-12-08-15_11_30-Radio-Assistent-for-Space-Communication-by-DJ5AR

Constellation at the end of the QSO

Above screenshot shows the position of the satellite at the end of the QSO. The Satellite rose in SSE and set in NNW. A calculative common window opened at the point, marked “O”. Local obstructions were not considered. Due to safety reasons transmissions in Dwingeloo are limited to elevations above 10°. So the AOS (acquisition of signal) happend shortly before the groundtrack of the Satellite crossed the 40th degree of latitude northwards, as soon as PI9CAM started transmissions. Sum of slant ranges (distance between ground station and satellite) was 3400 km at the beginning and 2000 km at the end of the contact.

Much of the reflections remained below the noise floor, but this one of PI9CAM, right at the beginning (14:10:10 UTC), is a nice example, of what can be received:

And vice versa DJ5AR as to be heard in Dwingeloo (14:11:00 UTC):

The used object OKEAN-O (NORAD #25860) is a joint Russian-Ukrainian Earth observation satellite, launched on July 17th, 1999 by an Ukrainian Zenit-2 carrier rocket. The satellite is in a polar orbit of about 650 km height with an inclination of 98°. The mass is 6.2 tons and the RCS (radar cross section) is figured between18 and 20 m². It has been used for research of natural resources, ecological monitoring and hazards prevention. Designed for a life time of 3 years, it is out of service now.

x2015-12-08-15_43_11-WSJT-X-v1.6.1-devel-by-K1JT

QSO in WSJT-X

In use by the ground stations were the 25 m radio telescope in Dwingeloo by PI9CAM with 120 W and a 3 m dish with 150 W at the feed by DJ5AR in Mainz. The mode used was digital JT9H that comes with the new WSJT-X software by Joe Taylor, K1JT. The transmit/receive periods were set to 10 seconds, working around a center frequency of 1296.300 MHz. The automated Doppler tracking (+/- 60 kHz) has been performed for the complete path on DJ5AR´s side with a homebrew tracking software. The calculative power budget during the QSO was about -154 dBm. This value is very optimistic, as it presumes the optimum reflectivity of the satellite, which depends on its orientation.

Conclusion: The main difficulties in this game are:

  • Selection of suitable satellites, depending on radar cross sections and slant ranges.
  • Compensation of the Doppler shift with a maximum rate of 600 Hz/second.
  • Antenna tracking with dish of a mass of 120 tons.

To be continued…

2 – QSL for first Satellite Bounce by Amateurs arrived today (2015-12-23)

PI9CAM-QSL

QSL-postcard for first Satellite Bounce between PI9CAM and DJ5AR

Today PI9CAM´s QSL for the first Satellite Bounce QSO via an unmanned spacecraft done by radio amateurs arrived by mail. As we know, there have been previous commercial attempts for Satellite Bounce in the early 60s using ECHO 1 and ECHO 2 which were inflated balloons with diameters of 30 and 41 m. The initial orbits were at heights of 1500 km and 1200 km.

The theoretical radar cross section (RCS) of ECHO 1 was 700 m², but measurements by military radar stations resulted in 900 to 1000 m² in the beginning. Later, the satellite deformed and shrunk. OKEAN-O, the one we used, has a radar cross section of 18 to 20 m² but is in a much lower orbit at a height of 650 km. This leads to quite similar unit power budgets, regardless the difference in size.