Перейти к содержимому


Фотография
- - - - -

Возможности любительской радиоастрономии


  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 12

#1 ua3avr

ua3avr
  • Модератор
  • 61 сообщений

Отправлено 09 Октябрь 2018 - 07:16

Приветствую. Вот, такой доклад, Exploring some Limitations in Amateur Radio Astronomy, прошу критиковать  :umnik2: :)

 

 

 

 



#2 Lokkie

Lokkie
  • Пользователи
  • 276 сообщений

Отправлено 13 Октябрь 2018 - 20:43

прошу критиковать  :umnik2: :)

И не поспоришь!


Просто я не знал, что это невозможно!

#3 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 19 Апрель 2019 - 20:53

Наслушался я тут рассказов о быстрых радиовсплесках (FRB) и посетила меня одна мысль.

 

Если всё-таки с Спектр Рентген Гаммой всё будет ОК и он благополучно будет запущен и начнет свою работу, то можно будет, дополнительно, объединив с десяток малых любительских радиотелескопов по всему миру постоянно "держать под прицелом" зону наблюдаемую им в рентгеновском диапазоне. Тем самым любительская астрономия сможет оказать существенную поддержку в наблюдении данного явления. Использовать большие телескопы для данной цели, я так понимаю, возможности не будет, они заняты на других, более важных темах.

Отсюда вопрос - какой диаметр (плюс-минус с хвостиком) должна иметь параболическая антенна для того, чтобы отчетливо зарегистрировать FRB величиной 30 Ян? К примеру, помимо антенны, мы имеем связку, которую я в свое время планировал испытать: "кастрюльный" облучатель (рассматривался на форуме vhfdx.ru) + МШУ 21 см (US4ICI) + AirSpy.

 

Дополнительные соображения по улучшению чувствительности:

- МШУ дополнительно можно заморозить элементами Пельтье градусов до -50С без особых проблем;

- можно заменить облучатель для полевого дня более серьезным изделием.

 

Сам сделать расчет чувствительности всей связки не решаюсь, боюсь сильно ошибиться, и увы не силен в теме.

 

К примеру, если для этого сгодятся антенны диаметром до 4...4,5 метров, которые являются довольно доступными и распространенными вариантами в EME, то перспективы у идеи несомненно будут.



#4 Lokkie

Lokkie
  • Пользователи
  • 276 сообщений

Отправлено 24 Апрель 2019 - 21:14

Вопрос, а в чём смысл этой поддержки, какая у неё практическая значимость?


Просто я не знал, что это невозможно!

#5 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 25 Апрель 2019 - 18:29

Вопрос, а в чём смысл этой поддержки, какая у неё практическая значимость?

Практическая значимость состоит в поддержке данных исследований в той мере, на которую способны обычные граждане. В данной области остро ощущается нехватка инструментов для проведения измерений. Смысл таких движений может состоять только в удовлетворении желания стать частью научного познания окружающего мира, ни больше ни меньше.

Если вы хотите понять, можно ли на этом можно заработать, то это врятли.

Для тех кому интересно можете послушать вот эту лекцию , актуальности она не потеряла за минувший год.



#6 Lokkie

Lokkie
  • Пользователи
  • 276 сообщений

Отправлено 26 Апрель 2019 - 12:25

Я имею в виду практическую значимость для наблюдений, конечно же. Вы пишете про существенную поддержку, но точно обнаружить подобный быстрый радиовсплеск не в состоянии. В чём поддержка?


Просто я не знал, что это невозможно!

#7 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 28 Апрель 2019 - 19:28

Я имею в виду практическую значимость для наблюдений, конечно же. Вы пишете про существенную поддержку, но точно обнаружить подобный быстрый радиовсплеск не в состоянии. В чём поддержка?

Для того чтобы понять практическую значимость, надо понять каким образом проводят поиск FRB.

Напрямую, целенаправленно поиск данных всплесков не производится, но поскольку данные собранные современными радиотелескопами доступны мировому сообществу, ученые могут имеющиеся измерения, выполненные для других целей, рассмотреть на предмет нужных им данных. Т.е. по сути довольствуются тем, что есть от других задач. В этом случае можно набирать данные лишь статистически. Т.е. на небе ежедневно происходят десятки радиовсплесков, но они остаются не замеченными, потому что радиотелескопы смотрят в этот момент в другую сторону и лишь только в случае случайного совпадения направления обзора с произошедшим всплеском, он регистрируется.

Ситуация со СпектРГ "осложняется" в квадрате. Данный аппарат - сканирующий. Т.е. он непрерывно будет производить обзор всей небесной сферы, если будет всплеск в рентгеновском диапазоне, и даже если он его зарегистрирует, то соотнести его с данными из радиодиапазона будет возможно только в том случае, если направление измерений радиотелескопа и спутника случайно совпадет. Данное событие имеет вероятность порядка 1/1000000. Следовательно из сотен тысяч всплесков будут зарегистрированы и изучены лишь единицы. В случае если наблюдения со спутника будут дублироваться, пусть и слабыми, инструментами с земли, то вероятность повысится на два порядка.

Поддержка здесь заключается в накоплении статистических данных сторонними инструментами.

 

PS/ Первоначально вопрос заключался в потенциальной возможности наблюдения радиоисточников с потоком от десятков до сотен Ян.



#8 Lokkie

Lokkie
  • Пользователи
  • 276 сообщений

Отправлено 02 Май 2019 - 07:45

Ну правильно, Спектр РГ и создан сканирующим для того, чтобы мониторить как можно больший по площади участок. Поэтому он и сможет обнаруживать FRB. А вот теперь объясните, каким образом производить обнаружение FRB с помощью узконаправленной параболы? Понятно, что при размерах, доступных любителям, разрешающая способность такой системы будет приближаться к секундам дуги, но основная проблема заключается не в этом. Радиовсплески происходят по всей небесной сфере, причём некоторые повторяются, а некоторые нет, длятся они от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, каким образом выбирать сканируемый участок и позиционировать антенну? Это не радиоисточники, которые "светят" постоянно. Фактически это случайное явление, поэтому и обнаружено было сравнительно недавно.

А посчитать антенну - дело несложное, тут главное понять как её потом использовать!


Просто я не знал, что это невозможно!

#9 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 03 Май 2019 - 18:34

Ну правильно, Спектр РГ и создан сканирующим для того, чтобы мониторить как можно больший по площади участок. Поэтому он и сможет обнаруживать FRB. А вот теперь объясните, каким образом производить обнаружение FRB с помощью узконаправленной параболы? Понятно, что при размерах, доступных любителям, разрешающая способность такой системы будет приближаться к секундам дуги, но основная проблема заключается не в этом. Радиовсплески происходят по всей небесной сфере, причём некоторые повторяются, а некоторые нет, длятся они от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, каким образом выбирать сканируемый участок и позиционировать антенну? Это не радиоисточники, которые "светят" постоянно. Фактически это случайное явление, поэтому и обнаружено было сравнительно недавно.

А посчитать антенну - дело несложное, тут главное понять как её потом использовать!

И да, и нет.

Попробую пояснить, но с этим у меня обычно проблемы...

 

Если верить сайту НПО Лавочкина задачами для данного аппарата являются:

  • изучение переменности излучения сверхмассивных черных дыр;
  • длительные непрерывные наблюдения источников со слабой рентгеновской светимостью;
  • комплексное исследование гамма-всплесков и их рентгеновских послесвечений;
  • наблюдение вспышек Сверхновых с исследованием их эволюции;
  • изучение черных дыр и нейтронных звезд в нашей Галактике;
  • измерение расстояний и скоростей пульсаров и других галактических источников;
  • одновременное наблюдение в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах;
  • исследование диффузных объектов, близких галактик как в рентгеновском, так и ультрафиолетовом диапазонах;
  • локализация жесткого рентгеновского излучения от протяженных объектов;
  • исследование формы спектра активных галактических ядер.

Основными инструментами являются рентгеновский телескоп eROSITA и ART-XC

Первостепенная задача для eROSITA произвести обзор всего неба в диапазоне энергий 0.5-10 кэВ с угловым разрешением 16″ (на оси) to ~28″ (обзор). Если я правильно понял данные приведенные вот тут: http://www.mpe.mpg.d...5799/instrument - каждая из семи камер видит в секторе 61 угл. минута, т. е. семь камер дают нам область приблизительно 3 угл. градуса - такое же поле обзора дает нам 5 метровая парабола на частоте 1420 МГц.

Для ART-XC задача аналогична, но для диапазоне энергий 6-30 кэВ. Поле зрения данного прибора 0,3 кв. углового градуса и разрешение 45 угл. секунд. Данную ширину диаграммы направленности имеет параболическая антенна 20 м диаметром.

Задача для любительской составляющей, может быть на мой взгляд, в просмотре тех же областей неба куда в данный момент смотрят инструменты Спектр РГ. Для нас может быть важным просто подтвердить наблюдения всплесков в рентгеновском диапазоне и указать насколько относительно них произошло запаздывание сигнала. Первое важно для определения природы FRB, а второе для определения расстояния до источника. Повторюсь, в данном контексте важно, что из заданной области неба одновременно пришли сигналы рентгеновском и радиодиапазоне. Точное определение координат всплеска - это задача для гораздо более дорогостоящих приборов.

Инструментов производящих непрерывное сканирование небесной сферы довольно много:

- CHIME https://chime-experiment.ca/instrument

- PALFA https://en.wikipedia...ki/PALFA_Survey

- ASKAP http://www.atnf.csir...skap/index.html

- APERTIF http://old.astron.nl...pertif/apertif/

- LOFAR http://www.lofar.org/

и многие другие. Но проблема в том, что они не предназначены для синхронной работы с Спектр РГ. Это очень дорогие и высокоточные приборы и по вполне понятным соображениям их время "стоит" весьма не дешево. Для вышеозвученной задачи польза от них может быть только в том случае, если случайным образом совпадут их зоны наблюдения с текущей зоной наблюдения космического аппарата. Да, возможно они позволят точно определить откуда пришел сигнал, но это скорее задача для рентгеновского телескопа и тратить их дорогостоящее время целесообразно только для повторяющихся FRB.

Природа FRB не ясна, выдвигается множество версий. Они наблюдаются с 2007 года и до 2010/13 года их не обнаруживали по одной простой причине - их никто целенаправленно не искал. За последние пять лет их зарегистрировано несколько десятков, поскольку стала понятна методология их поиска.

Как использовать доступный инструмент - это целый плодотворный процесс создания методики и без специалистов в данной области, коим я не являюсь, он не возможен. То что я излагаю - лишь идея. Вполне возможно, что она не имеет для себя основания по причинам, о которых я и не подозреваю.


Сообщение отредактировал Dieng: 03 Май 2019 - 18:35


#10 Lokkie

Lokkie
  • Пользователи
  • 276 сообщений

Отправлено 04 Май 2019 - 17:57

  •  

Задача для любительской составляющей, может быть на мой взгляд, в просмотре тех же областей неба куда в данный момент смотрят инструменты Спектр РГ. Для нас может быть важным просто подтвердить наблюдения всплесков в рентгеновском диапазоне и указать насколько относительно них произошло запаздывание сигнала. Первое важно для определения природы FRB, а второе для определения расстояния до источника. Повторюсь, в данном контексте важно, что из заданной области неба одновременно пришли сигналы рентгеновском и радиодиапазоне.

Спасибо за разъяснения, теперь более понятно.

Хорошо, допустим, что мы имеем возможность принять БРВ с уровнем, достаточным для его выделения из шума галактики и аппаратуры. Как мы его обнаружим? Понятно, что проводить остаток жизни вглядываясь в водопад сигнала - не вариант. Необходимо фиксировать сигнал в полосе исследуемых частот и анализировать его в дальнейшем. Это уже задача нетривиальная, и как это сделать я лично не представляю.

Тут в процесс вступают математические алгоритмы поиска сигналов в гигабайтах зафиксированного сигнала. Не думаю, что нам доступны системы, определяющие наличие "нужного" сигнала в реальном времени. Как быть с этой задачей?

Ещё одна проблема заключается в том, что для определения задержки, которая будет составлять миллисекунды, нам необходимо синхронизировать часы радиотелескопа и часы аппарата Спектр РГ. Как это сделать непонятно. 


Сообщение отредактировал Lokkie: 04 Май 2019 - 17:58

Просто я не знал, что это невозможно!

#11 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 08 Май 2019 - 20:48

Хорошо, допустим, что мы имеем возможность принять БРВ с уровнем, достаточным для его выделения из шума галактики и аппаратуры. Как мы его обнаружим? Понятно, что проводить остаток жизни вглядываясь в водопад сигнала - не вариант. Необходимо фиксировать сигнал в полосе исследуемых частот и анализировать его в дальнейшем. Это уже задача нетривиальная, и как это сделать я лично не представляю.

Тут в процесс вступают математические алгоритмы поиска сигналов в гигабайтах зафиксированного сигнала. Не думаю, что нам доступны системы, определяющие наличие "нужного" сигнала в реальном времени. Как быть с этой задачей?

Ещё одна проблема заключается в том, что для определения задержки, которая будет составлять миллисекунды, нам необходимо синхронизировать часы радиотелескопа и часы аппарата Спектр РГ. Как это сделать непонятно. 

 

Мне это немного видится с другой стороны:

1. Для синхронизации времени на регистрирующей станции можно использовать GPS (точности достигаются до единиц микросекунд), да и обычная синхронизация по обычному Ethernet-у дает точность на уровне миллисекунд. Все время всегда синхронизируется со специальными эталонами (вот к например статья https://confluence.q...n-32245263.html), собственное время на космическом аппарате тоже на них "завязано", синхронизируется правда оно по специальному служебному каналу.

2. Задача не в поиске FRB, а в подтверждении зарегистрированной рентгеновской вспышки. Т.е. записываем всю полосу в 10 МГц, и при необходимости поднимаем конкретный период времени, по запросу от астрофизиков. Конечно это объемно, но наблюдения из конкретной точки земной поверхности это не более 12 часов в сутки,а за двенадцать часов наблюдений будет затрачено не больше 2 ТБайт (это не сжатый трафик из расчета 50 МБ/с). Сервер с дисковым пространством на 10...15 ТБ нынче не является чем-то заоблачным и на нем можно будет хранить данные в течение недели.

3. Вполне возможно уже есть софт у самих ученых или его можно написать, алгоритмы поиска же известны. Но это если есть желание и возможность искать всплески.


Сообщение отредактировал Dieng: 08 Май 2019 - 20:54


#12 Dieng

Dieng
  • Пользователи
  • 45 сообщений

Отправлено 21 Сентябрь 2019 - 09:17

Наткнулся на презентацию-доклад 2018 года  "Hydrogen-line and pulsar observations with a small antenna". https://yadi.sk/i/TMcT4YisCPCedg

Понравилась конструкция фильтра на диапазон 21 см (на 7 стр.). Не понятно правда, какие имеет характеристики, но выглядит привлекательно.


Сообщение отредактировал Dieng: 21 Сентябрь 2019 - 09:19


#13 R6LDD

R6LDD
  • Пользователи
  • 30 сообщений

Отправлено Вчера, 16:51

Наткнулся на презентацию-доклад 2018 года  "Hydrogen-line and pulsar observations with a small antenna". https://yadi.sk/i/TMcT4YisCPCedg

Понравилась конструкция фильтра на диапазон 21 см (на 7 стр.). Не понятно правда, какие имеет характеристики, но выглядит привлекательно.

 

Похожий конструктив на 23 см.

http://www.w6pql.com/23cm_filters.htm






Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей