RADIOASTRONOMIA - OH2KTB



11GHZ RADIOTELESKOOPPI

Radioastronomia on totuttu pitämään vähintäänkin omituisena juttuna. Siinä touhussahan täytyy olla mm. yliopistotutkinto, mökkitontin kokoinen paraboloidinen peili, amerikan serkku ja sellaiset vastaanottimet jotta oksat pois. Ja mikä parasta, mitään et kuule vastaanottimesta. Tämä ei ole kuitenkaan koko totuus, vaan asiaa voi lähestyä myös ruohonjuuritasolta.


Aloitteleva amatööriradioastronomi (!) voi rakentaa itselleen täydellisen 11GHz radioteleskoopin jopa ilman kolvia. Homma lähtee liikkeelle siitä, että hankitaan tavallinen satelliitti-tv käyttöön tarkoitettu LNB ja siihen peili. Peilin koolla ei ole alkuvaiheessa väliä, alle metrisellä pärjää hyvin. Seuraavana projektilistalla on välitaajuusvahvistin, joka vahvistaa LNB:ltä tulevaa 950-1450MHz kaistaa ja syöttää LNB:lle koaksiaalia pitkin sen tarvitseman käyttöjännitteen. Vahvistin on helppo rakentaa monoliittisista vahvistimista, esimerkiksi 3 kappaletta MAR-3 sarjassa käy hyvin. Jos haluaa päästä helpolla voi käydä kaupasta ostamassa valmiin vahvistimen, joka on tarkoitettu vahvistamaan LNB:ltä tulevaa signaalia. Hinta on noin 100mk. Vahvistimelta viedään boostattu signaali ilmaisimelle. Ilmaisin on mallia yksinkertainen, eli se koostuu 50 ohmin vastuksesta, diodista ja kondensaattorista. Ilmaisimena voi käyttää myös satelliittiantennien suuntauksessa käytettävää tasomittaria, joiden hinta on 150mk ja ylöspäin. Hintaa siis koko juranssille tulisi noin 500-700mk kaupankäyntitaidoista riippuen.


Ja mitenkäs homma toimii? No, avaruudesta saapuu maahan kohinaa, antenni kerää kohinan polttopisteeseensä jossa on 11GHz:n LNB, joka muutta 11GHz:n kohinan 950-1450MHz alueelle. Vastaanottimen kaistanleveys on siis luokkaa 500MHz. Tätä välitaajuutta vahvistetaan erillisella vahvistimella jonka jälkeen se ilmaistaan diodi-ilmaisimella ja saatu mV-tason jännite viedään jännitemittarille. Kun antenni on suunnnattu kohti kylmää taivasta, eli kohtaa jossa ei ole satelliitteja tai avaruuden radiokohteita, voidaan jännitemittarilta lukea taustakohinan arvo, esim 70mV. Kun antenni suunnataan kohti aurinkoa, nousee jännitemittarin lukema selvästi, ollen nyt vaikkapa 150mV. Tämä johtuu siitä että antenniin saapuu auringon lähettämää elektromagneettista säteilyä, joka on huomattavasti tausta kohinaa voimakkaampaa.


Ja mitäs tällä vehkeellä voi havaita? Kuten edellisestä selvisi, niin aurinko on havaitavissa. Aurinko lienee myös helpoiten havaittavissa, koska se yleensä näkyy ja kun suuntaa peilin aurinkoa kohti niin vaalea peilin pinta heijastaa auringinvaloa LNB:n syöttötorveen, jolloin voi varmistua että signaali todellakin tulee auringosta. Mikäli pyörittelee peiliä pitkin poikin taivasta, voi ajoittain löytyä voimakkaita kohteita, jotka todennäköisesti ovat 11-12GHz:n alueen tv-satelliitteja. Tähän käyttöönhän LNB on alunperin tarkoitettu. Tämä ongelma voidaan välttää siten että suunnataan antenni kiinteästi johonkin taivaankannen kohtaan, jossa ei ole satelliittia ja odotellaan kun avaruus ”valuu” antennin keilan läpi. Maapallohan luultavasti pyörii akselinsa ympäri ja pyörimisen seurauksena avaruus ja tähdet tuntuvat liikkuvan pitkin yötaivasta. Aseta peili siten että aurinko tulee se keilaan jossain vaiheessa. Ota esille millimetripaperia, kynä ja kello. Asetu tarkkailemaan ilmaisimelta tulevaa jännitettä. Paperin x-akseli on aika akseli, johon laitat minuutit ja y-akseli on kohinatehon akseli, jonne laitat mV-asteikon. Muistithan kalibroida teleskoopin (kylmä taivas-aurinko) juuri ennen mittausta, jotta saat jonkinlaisen käsityksen minkälaista signaalia on odotettavissa. Jännitettä voit kirjata paperille esimerkiksi minuutin välein. Alkuun tulee tasaista jännitettä, ehkä vähän tuntuu pomppivan johtuen siitä että sekä ilmaisin että vahvistin ovat erittäin herkkiä lämpötilan muutoksille. Ne olisikin hyvä saada tasaiseen lämpötilaan mittauksen ajaksi. Jossain vaiheessa jännitemittarin lukema alkaa nousta. Tässä vaiheessa aurinko alkaa saapua antennin keilaan. Sitten jännite saavuttaa huippunsa ja alkaa laskea. Paperille muodostuvan käyrän pitäisi laskea samalla tavalla kuin se nousikin. Tässä vaiheessa voitkin kätellä itseäsi ja todeta että ensimmäinen radioastronominen havaintosi on onnistunut.

Auringon lisäksi voit kokeilla josko saat kuusta mitään irti. Kuten EME-harrastajat tietävät kuu heijastaa radioaaltoja ja niin se toimii myös 11GHz:n alueella, heijastaen auringosta lähtevää säteilyä maahan. Kuu myös itse säteilee, mutta näillä vermeillä sitä on vaikea havaita. Mielenkiintoinen koe olisi tehdä sarja mittauksia kuusta silloin kun se on eri vaiheissa ja katsoa miten se vaikuttaa signaali-kohina suhteeseen. Tai oikeastaan kyse ei ole signaali-kohina suhteesta koska signaalia ei ole!


Radioastronomiasivulle