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Por Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ; Jordan Marshall, NM9L e Scott Bergeson. Traduzido por Alisson, PR7GA
Radioamadores unem forças com pesquisadores para um experimento para monitorar a vida selvagem por telemetria.
O Serviço de Radioamador e, consequentemente, os Radioamadores, têm uma longa e profícua história de inovação na ciência das telecomunicações por rádio. Desde dispositivos médicos até satélites, o Radioamadorismo mantém-se ativo em inúmeras atividades, incluindo investigação científica e serviço público.
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| Galen Burrell, estudante de pós-graduação do laboratório de Scott Bergeson, usa o rádio para rastrear morcegos no nordeste de Indiana. [foto de Deanne Jensen] |
Como os pesquisadores podem usar o Radioamadorismo
Um exemplo claro da cooperação entre o Radioamadorismo e a pesquisa científica é a radiotelemetria da vida selvagem (veja a foto principal). Desde as décadas de 1950 a 1960, a radiotelemetria tem sido usada por pesquisadores científicos como meio de rastrear animais selvagens por meio de pequenos transmissores/beacons. A radiotelemetria permite que os cientistas monitorem os movimentos de um animal à distância, sem a necessidade de acompanhá-los floresta adentro.
A prática de rastrear sinais de rádio usando um pequeno receptor e uma antena portátil é mais conhecida no nosso hobby como caça à raposa – uma atividade onde radioamadores, chamados "caçadores", buscam rastrear e localizar um transmissor escondido, chamado "raposa". Esta transmite seus sinais por um determinado período, enquanto os caçadores tentam localizá-la usando apenas técnicas de detecção de direção (radiotelemetria). Depois que a raposa é localizada, alguns participantes elevam a dificuldade, incumbindo os caçadores de encontrar uma microraposa – um transmissor ainda menor e de baixa potência escondido em algum lugar perto da raposa principal.
A maior diferença entre os pesquisadores que rastreiam a vida selvagem usando radiotelemetria e os Radioamadores que rastreiam a "raposa" é que o transmissor não está se movendo, enquanto a vida selvagem está. As técnicas e equipamentos utilizados para essas duas atividades são semelhantes. Normalmente os Radioamadores usam a banda de 2 metros, enquanto que muitos pesquisadores da vida selvagem usam transmissores nas faixas de VHF ou UHF, frequentemente logo acima da nossa banda de 2 metros (aproximadamente 150 MHz), ou da faixa de 70 centímetros. As antenas utilizadas são bastante semelhantes, geralmente Yagis direcionais portáteis.
Unindo Rádio e Ciência
No verão norte-americano de 2022, Jim Danielson, AC9EZ, conduziu um projeto de pesquisa de telemetria da vida selvagem com Jordan Marshall, NM9L, e Scott Bergeson, ambos professores do Departamento de Ciências Biológicas da Purdue University Fort Wayne (PFW). Este projeto foi inspirado no trabalho acadêmico de Scott, que usa telemetria da vida selvagem para estudar diversas espécies de morcegos no meio-oeste norte-amaricano. Como parte de sua pesquisa, Scott utiliza pequenos transmissores operando na faixa de 150 MHz que são fixados nas costas dos morcegos capturados. Esses morcegos são soltos e depois rastreados por Scott e seus alunos, identificando os habitats e áreas de atividade dos morcegos.
Para realizar o rastreamento, são utilizadas antenas Yagi portáteis e um receptor, todos de fabricação industrial. Os transmissores emitem uma portadora simples em intervalos regulares, bem similar a os pequenos transmissores usados em caça à raposa.
O projeto de pesquisa de Jim tinha dois objetivos principais: analisar o desempenho das antenas caseiras Yagi-Uda e seu uso para receber sinais de telemetria, e analisar o desempenho de um dongle SDR barato e sua possível utilização por pesquisadores de telemetria da vida selvagem. O SDR usado foi um modelo vendido online por valores entre 25 e 30 dólares.
Para a primeira parte da pesquisa, foram construídas três antenas Yagi-Uda. A primeira foi feita com tubos de alumínio. Já a segunda e a terceira antenas foram feitas com fita métrica de 1 polegada e tubos de PVC de 1/2 polegada, diferindo entre si pelo comprimento e o espaçamento entre os elementos. As dimensões dos elementos foram calculados usando o software 4NEC2.
Para fins de teste, colocamos um pequeno transmissor beacon em diferentes locais próximos ao campus da Universidade para simular um morcego empoleirado. Conectamos as antenas ao receptor de telemetria comercial e conseguimos registrar algumas leituras aproximadas de intensidade do sinal. Os resultados foram promissores, com a Yagi de fita métrica dando os melhores resultados. Este foi um resultado importante, pois indicou a possibilidade de uso das Yagis caseiras por pesquisadores profissionais.
Uma importante falha de projeto durante o experimento foi a falta de qualquer tipo de balun caseiro nas Yagis. Durante o teste das antenas, notamos que os diferentes comprimentos do cabo coaxial estavam afetando o desempenho das antenas. Provavelmente a razão é que uma antena Yagi tem um ponto de alimentação balanceado, enquanto o cabo coaxial (que foi usado para alimentar cada antena) é uma linha de alimentação inerentemente desbalanceada.
Por conta dessa incongruência, há grande possibilidade de que o padrão de radiação e o ganho calculado para cada projeto de antena tenham sido alterados, já que o cabo coaxial estava atuando como parte da antena. Adicionar um balun poderia melhorar o desempenho de cada Yagi, embora sejam necessárias mais pesquisas para comprovar a real influência que o balun teria em cada antena.
Para a segunda parte de pesquisa de Jim, os transmissores foram novamente colocados em diferentes locais fora do campus. No ponto de recepção, o dongle SDR estava conectado a um laptop. O objetivo era saber como o dongle SDR recebia o sinal do transmissor e determinar seu alcance. Esses testes produziram vários resultados. O sinal pôde ser observado claramente no waterfall da tela do compuador, de forma bem semelhante a sinais FT8 ou outros sinais digitais. Ajustes finos no ganho de RF e na resolução permitiu que o sinal do transmissor fosse visto na tela ainda que nenhum sinal audível pudesse ser percebido. O resultado foi que a tecnologia SDR poderia ser utilizada para uso em telemetria da vida selvagem a distâncias superiores a 2 quilômetros.
Outro fator a considerar com o uso da tecnologia SDR é que a maioria dos pesquisadores depende da detecção audível de um sinal de telemetria. Este método de detecção de áudio tem suas desvantagens porque requer um sinal forte o suficiente para ser ouvido. No entanto, conforme demonstrado pelos modos digitais FT8 e JT65, um sinal de rádio pode ser detectado visualmente mesmo que não seja ouvido. Para os pesquisadores, isso pode indicar que os sinais dos transmissores podem ter seu alcance aumentado significativamente.
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| Uma captura de tela do dongle RTL-SDR usando o software SDR# recebendo os sinais de telemetria a aproximadamente 1 quilômetro de distância. O SDR foi configurado para modo CW com filtro de 500 Hz. A frequência do transmissor era 153,330 MHz. [imagem de Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ] |
Olhando para o futuro
À medida que Jim avança com sua pesquisa, ele espera continuar aplicando as técnicas e o treinamento que recebeu como Radioamador às pesquisas que conduz como estudante.
Sobre os autores
Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ, é aluno da Universidade PFW. Ele é Radioamador desde 2012, hoje na classe extra (similar à classe A brasileira. Jim recebeu conquistou vários diplomas, tais como WAS, DXCC e WAC; também operou em eventos especiais comoa SKCC, NAQCC e CWops, e participou da expedição A35JT (Reino de Tonga) em 2019. Ele é membro da ARRL, SKCC, NAQCC, CWops, Fort Wayne Radio Club e Fort Wayne DX Association. Jim gosta de construir antenas para sua estação doméstica e portátil, fotografar, ler livros, tocar e escrever músicas no violino, piano e órgão de tubos. Jim pode ser contatado pelo email dile13@hotmail.com.
Jordan Marshall, NM9L, é professor de biologia da flora na Universidade PFW, com interesses de pesquisa em estrutura e composição florestal, ecologia de perturbações e biologia de invasores. É membro da ARRL e participa do programa POTA como caçador e ativador. Jordan pode ser contatado via marshalj@pfw.edu.
Scott Bergeson é professor assistente de biologia da fauna na Universidade PFW. Seus interesses de pesquisa concentram-se nos impactos de perturbações em animais ameaçados e em risco, como morcegos, doninhas, e a tartaruga-aligátor. Scott usou a telemetria para estudar a ecologia espacial de inúmeras espécies de morcegos em todo o mundo. Ele pode ser contatado pelo email bergesos@pfw.edu.
Fonte: Revista QST, edição de Janeiro de 2024.
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Por Gary Mikitin, AF8A. Traduzido por Alisson, PR7GA
Você pode ser um cidadão-cientista voluntário e fazer ciência - só precisa operar sua estação!
Em 14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024, um eclipse solar ocultará os raios solares em várias partes do mundo, incluindo o Brasil, e trará oportunidades excepcionais para os Radioamadores praticarem ciência. Não é necessária nenhuma habilidade especial, curso ou formação; tudo o que você precisa é o desejo de contribuir para a compreensão do mundo ao nosso redor, um rádio, uma antena e fazer contatos. Cientistas estarão estudando como o eclipse afeta os sinais de rádio à medida que a grande sombra da Lua interrompe os raios solares e, consequentemente, provoca mudanças bruscas na composição da ionosfera. Tudo o que você precisa fazer para contribuir é operar sua estação, fazer contatos e enviar seu log.
A Conexão entre Radioamadorismo e Eclipses Solares
Em 1901, Guglielmo Marconi demonstrou que sinais de rádio originados na Europa poderiam ser recebidos a milhares de quilômetros de distância na América do Norte. Cientistas daquela época se perguntavam como os sinais de rádio poderiam viajar, ou propagar, pelo Atlântico. Eles desenvolveram (e mais tarde provaram) a teoria da propagação de ondas de rádio de longa distância pela ionosfera, na qual sinais transmitidos a partir da superfície da Terra são refletidos por alguma parte da atmosfera e retornam à Terra. A camada da atmosfera que produz esse efeito foi chamada de ionosfera. Atualmente, nós sabemos que ela é uma região de partículas carregadas a aproximadamente 80 a 1000 quilômetros acima da superfície da Terra.
Hoje, mais de 100 anos depois daqueles tempos de pioneirismo, ainda existem perguntas sobre a ionosfera. Por exemplo, qualquer pessoa que tenha ouvido as faixas comerciais de AM ou ondas curtas já experimentou o desvanecimento, uma rápida mudança na intensidade do sinal. O desvanecimento é o nome que se dá para a variação na composição da ionosfera e pode ser benéfico, elevando os sinais acima do ruído e tornando-os mais fáceis de receber. Também pode ser prejudicial, enfraquecendo os sinais, até mesmo fazendo com que desapareçam por segundos ou minutos de cada vez. Os radioamadores conhecem esse efeito pelo código "QSB".
Um melhor entendimento dessa variação da ionosfera poderia melhorar nossa capacidade de prever a propagação, o que que ajudaria não só os próprios Radioamadores, mas todos aqueles que utilizam o espectro de rádio, como as emissoras comerciais e até mesmo o GPS, pois seus controladores poderiam operar melhor o sistema para minimizar as perturbações naturais.
O Impacto do Sol nas Comunicações por Rádio
Um dos fatores que influenciam a propagação das ondas de rádio na ionosfera é a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera a partir do sol. A rotação da Terra expõe a ionosfera a quantidades variáveis dessa energia em diferentes locais. Essa variação faz com que a ionosfera se mova para cima e para baixo e mude de densidade, o que afeta sua capacidade de refratar ("dobrar") sinais de rádio de volta à Terra.
Durante um eclipse solar, a lua passa entre a Terra e o sol, diminuindo drasticamente a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera. A variação durante um eclipse ocorre em questão de minutos, não de horas. Essa perda e recuperação rápida de energia solar deve fazer com que a ionosfera responda de maneiras mais fáceis de detectar do que quando a resposta ocorre lentamente ao longo de 24 horas - esse é o foco da pesquisa.
Durante os eclipses de outubro de 2023 e abril de 2024, os pesquisadores estarão observando a quantidade de sinais na faixa de ondas curtas que serão refletidos na ionosfera, e também a distância que eles percorrem antes, durante e após o eclipse. E quais sinais serão monitorados? Os sinais dos Radioamadores fazendo seus contatos. Essa será a principal fonte de dados para a pesquisa. Para estimular os colegas a participarem, está sendo preparado um evento especial... um "QSO Party", similar a um concurso.
Solar Eclipse QSO Party
Para extrair informações significativas dos milhares de sinais vindos das estações dos Radioamadores durante os eclipses, foi criado um evento chamado Solar Eclipse QSO Party (SEQP). Haverá dois SEQP; um para cada eclipse (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024). Tudo que os radioamadores precisam fazer é operar suas estações e fazer contatos usando voz, código Morse e modos digitais. O SEQP é patrocinado pela Ham Radio Science Citizen Investigation (mais conhecida por sua sigla, HamSCI: hamsci.org) e pela ARRL. No Brasil, ela tem o apoio da LABRE.
Para injetar um pouco de diversão e competição amigável no evento, haverá um "ranking" com base na quantidade e na cobertura geográfica dos contatos, e os resultados serão resumidos no site do SEQP. Para participar, basta fazer o registro de seus contatos ("logs") e enviar para os organizadores do SEQP após o eclipse. Será muito similar a um conteste ou concurso, onde todos buscam fazer contato com o maior número possível de estações. As regras detalhadas do SEQP estão disponíveis em hamsci.org/seqp-rules, mas aqui estão os principais pontos:
- Opere o tempo que desejar durante o período do SEQP (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024)
- Faça contatos em fonia, código Morse ou modos digitais, como FT8
- Registre os contatos com seu software favorito
- Não esqueça de reservar um tempo para observar o eclipse com segurança (se estiver em seu caminho)
- Após o período do SEQP, envie seu log para o site do SEQP
- O resultado do evento será publicado posteriormente. Acompanhe para ver sua pontuação
- Se você tiver dúvidas sobre o Solar Eclipse QSO Party, envie-as para hamsci@hamsci.org.
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Por Alisson, PR7GA
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
Há alguns dias, um Radioamador canadense conseguiu "hackear" as comunicações de um satélite da NASA que orbita o sol a alguns milhares de quilômetros da Terra usando nada mais que uma pequena antena parabólica de pouco mais de 60 cm de diâmetro em seu quintal. E ainda fez mais. Fiel à filosofia do Radioamadorismo, publicou a "receita de bolo" para que outros entusiastas ao redor do mundo possam repetir a experiência por si mesmos.
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| Pequena antena utilizada para captar os sinais do satélite |
O feito foi alcançado pelo colega Scott Tiley, VE7TIL, um Radioamador canadense cuja paixão consiste em "caçar" satélites. Ele já foi citado no QTC da ECRA. Em 2018, ele encontrou sinais de uma sonda da NASA chamada IMAGE que havia desaparecido em 2005. Com a ajuda de Tilley, a NASA conseguiu restabelecer o contato com a sonda. Para ler a matéria, clique aqui.
Agora, Scott conseguiu captar os sinais do satélite STEREO-A da NASA. Segundo ele, o satélite está se aproximando da Terra neste verão do hemisfério norte, o que contribuiu para conseguir captar seus débeis sinais com uma antena tão pequena. Em 2 de julho ele conseguiu captar os sinais emitidos em 8 GHz e decodificar e compor esta bela imagem, que mostra uma explosão solar com forte emissão de raios-X:
A mesma explosão pode ser observada na animação abaixo, onde a breve saturação na imagem mostra o pico de raios-X.
Ele também conseguiu montar a animação abaixo que mostra a passagem do planeta Mercúrio por trás do Sol:
O satélite STEREO-A foi lançado em 26 de outubro de 2006, lançado de Cabo Canaveral acompanhado de seu irmão STEREO-B. Seus sufixos indicam suas posições em relação ao Sol: "A" (Ahead, ou à frente) e "B" (Behind, ou atrás). Ambos os satélites têm como missão orbitar sol e transmitir imagens à Terra para criar modelos 3D da atividade solar.
No início deste verão no hemisfério norte, Tilley ouviu falar que outros radioamadores estavam captando sinais de STEREO-A em 8443,580 MHz. Ele decidiu verificar. "A portadora central é muito alta, quase 30dB acima do ruído", disse ele. "Também notei bandas laterais contendo as transmissões de dados, o que é bastante incomum de se captar com minha pequena antena."
A princípio, o sinal era indecifrável. Porém, a partir do trabalho de outros colegas radioamadores e de informações disponibilizadas pela NASA, ele conseguiu demodular os dados. Agora Tilley está monitorando fluxos de dados de quase todos os instrumentos científicos da STEREO-A, incluindo o scanner ultravioleta extremo (EUVI), dois coronógrafos (COR1 e COR2), o scanner de imagens heliosféricas (HI) e um receptor de rajada de rádio solar (S/WAVES).
Quando passar próximo da Terra, em 17 de agosto, STEREO-A estará a apenas 0,05 UA (7,5 milhões de km) da Terra. Nessa distância, o sinal do satélite chegará com uma amplitude mais que dobrada, tornando-os ainda mais fáceis de "hackear".
Para quem quiser tentar captar as imagens, Tilley publicou um detalhado relato técnico que explica exatamente como fazer isso. Acesse em https://skyriddles.wordpress.com/2023/07/03/stereo-a-comes-home/
Viva o Radioamadorismo!
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Por Alisson, PR7GA
Em dezembro de 2023, o Radioamadorismo completará 40 anos de presença no espaço. Em 1983, o astronauta norte-americano e Radioamador Owen Garriot, W5LFL, fez contato com radioamadores de todo o mundo enquanto estava orbitando a Terra. Desde então, diversos outros Radioamadores astronautas ou cosmonautas têm feito o mesmo durante suas respectivas missões a bordo de espaçonaves/estações espaciais, sendo a mais famosa, sem dúvida, a ISS.
Agora, nos preparamos para dar mais um passo além. Após a NASA confirmar a tripulação da missão Artemis II, que visitará a Lua durante uma missão de 10 dias no final de 2024, descobrimos que três dos quatro astronautas são Radioamadores.
Da esquerda para a direita na foto acima, vemos:
- Reid Wiseman, KF5LKT, Comandante
- Victor Glover, KI5BKC, Piloto
- Jeremy Hansen, KF5LKU, Especialista de Missão 2
- Christina Hammock Koch, Especialista de Missão 1
E foi por pouco que não tivemos toda a tripulação composta por Radioamadores. Christina Koch estava preparando-se para prestar exames e também receber sua licença quando foi pega de surpresa com a antecipação de seu voo. Ela teve então de suspender os estudos para o Radioamadorismo para dedicar-se a sua missão espacial.
O fato de haver três Radioamadores na missão Artemis II gera grande expectativa na comunidade radioaficionada, assim como pela possibilidade de que alguma escola ao redor do mundo possa realizar um contato com esses astronautas, a exemplo do que é feito há décadas pela ARISS e seus contatos escolares com a ISS. Até 2022, a NASA relata que mais de 100 tripulantes da ISS realizaram contatos com mais de 250.000 estudantes em diversas escolas, universidades e outras instituições na Terra.
Assim, após quatro décadas de comunicação com a órbita baixa da Terra, a esperança é que o Radioamadorismo possa alcançar a Lua. E pelo menos um dos três astronautas-Radioamadores já tem experiência com contatos espaciais.
Na imagem acima, vemos o astronauta-Radioamador Reid Wiseman KF5LKT falando com estudantes da Terra durante a Expedição 40 da Estação Espacial Internacional em 28 de junho de 2014. Ele é o atual comandante da missão lunar Artemis 2. (Crédito da imagem: NASA)
Ainda não há informações oficiais sobre equipamentos de Radioamador na missão Artemis II, que está programada para ser lançada em novembro de 2024. A missão, que que durará aproximadamente 10 dias, será lançada no poderoso foguete do Sistema de Lançamento Espacial da agência e será um teste para os sistemas de suporte à vida da espaçonave Orion e validará as capacidades e técnicas necessárias para os futuros astronautas viverem e trabalharem no espaço profundo.
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Por Alisson, PR7GA
O High-frequency Active Auroral Research Program (HAARP), estará transmitindo sinais para um asteroide relativamente próximo da Terra. O objetivo é tentar conhecer a sua estrutura interna e sua composição por meio da reflexão dos sinais refletidos por ele, de maneira similar a um exame de ultrassom, mas realizado com ondas eletromagnéticas ao invés de mecânicas. Este tipo de pesquisa é fundamental para avançar na compreensão da evolução do sistema solar e auxiliar na defesa planetária. Os pesquisadores pediram ajuda aos Radioamadores para a recepção dos "ecos" que correspondem aos sinais que ricocheteiam no asteroide e retornam à Terra.
O alvo é o asteroide 2010 XC15, e o eco será recebido pelos Rádio-observatórios de comprimento de onda longo de Owens Valley (OVRO-LWA) localizado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e o da Universidade do Novo México (UNM-LWA). O asteroide estará a aproximadamente duas vezes a distância da Lua à Terra no momento da transmissão.
As transmissões estão previstas para acontecer em 27 de dezembro de 2022, das 11:00 UTC às 23:00 UTC na frequência de 9.600 kHz, na modulação LFM (FM linear), com uma frequência de modulação de 0,5 Hz e uma largura de banda de 30 kHz.
Os horários podem variar de acordo com as condições da ionosfera. Para condições ionosféricas em tempo real, consulte os ionogramas do HAARP Diagnostic Suite em https://haarp.gi.alaska.edu/diagnostic-suite.
Os radioamadores podem ajudar com registros de recepção dos ecos ou gravações dos sinais demodulados em .wav ou .mp3, enviando-os para o HAARP em uaf-gi-haarp@alaska.edu. Além disso, poderão solicitar um cartão QSL no endereço postal do HAARP:
HAARP
PO Caixa 271
Gakona AK 99586
EUA
SOBRE O HAARP
O HAARP é um centro de pesquisa localizado no Alaska composto por um conjunto perfeitamente cofasado de 180 antenas dipolo de HF dispostas de forma cruzada e lado a lado. Este conjunto imenso de antenas é ligado a 30 casas de transmissores, e cada casa abriga seis transmissores de 10KW cada. Assim, este imenso conjunto é capaz de irradiar até 3,6 megawatts de potência de RF direto para a ionosfera. O HAARP é capaz de operar desde 2,7MHz até 10MHz.
O HAARP é conhecido também por alguns desavisados como "Máquina do Fim do Mundo" por sua suposta capacidade de controlar mentes e de gerar terremotos, tsunamis e outros desastres naturais... O que é obviamente absurdo! Saiba mais sobre ele acessando esta matéria: https://qtc.ecra.club/2018/08/maquina-controladora-de-mentes-estara.html
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Por Alisson, PR7GA
Dois Radioamadores, juntamente com uma rede internacional de estações terrestres, estarão rastreando os sinais enviados pela espaçonave Orion da NASA, que será enviada à Lua em breve. A data do lançamento está prevista para 14 de novembro, mas dependerá de haver condições favoráveis.
Em agosto, a NASA havia solicitado publicamente a ajuda de qualquer um que tivesse condições de receber e fazer medições acerca do efeito doppler dos sinais enviados pela espaçonave para auxiliar no seu rastreamento. O QTC da ECRA publicou esta notícia. Clique aqui para saber mais.
Em 31/10, a NASA anunciou o resultado final daquele pedido, publicando uma lista composta por 18 voluntários, dentre organizações públicas, privadas e dois Radioamadores: o norte-americano Scott Chapman, K4KDR, e o canadense Scott Tilley, VE7TIL.
Chapman é um colega dedicado à informática relacionada ao Radioamadorismo. Dentre seus feitos, está um trabalho feito juntamente com o Daniel Estévez EA4GPZ que consistiu em decodificar, por meio do software GNU Radio, os sinais de uma rede de dados via satélite chamada "Outernet".
Já Tilley, Radioamador apaixonado pelo espaço, dedica-se a tentar captar sinais de satélites "zumbis", ou seja, aqueles que ainda orbitam a Terra, mas foram abandonados por seus lançadores devido a seu tempo de vida útil ter terminado. Em 2020, ele conseguiu captar sinais de um satélite que era dado como "morto" há mais de 50 anos. Para saber mais sobre esta história, clique aqui. Mais recentemente, Tilley conseguiu captar sinais de uma sonda chinesa que orbitava a Lua.
A NASA recebeu dezenas de respostas de organizações e indivíduos de todo o mundo, incluindo Radioamadores. Os voluntários selecionados, incluindo os dois colegas citados, tentarão captar os sinais durante as três fases distintas da missão de aproximadamente 25 dias da Orion: durante sua jornada até à Lua, em sua órbita acima da superfície lunar e o retorno à Terra.
Os dados coletados pelos participantes serão enviados e analisados pelo programa Space Communications and Navigation (SCaN) na sede da NASA em Washington, após o retorno da Orion à Terra. Se bem-sucedidas, essas estações terrestres e os dados que elas fornecem podem ser usados para aumentar a capacidade de rastreamento de futuras missões à Lua, Marte e além. A NASA também estará coletando seus próprios dados de rastreamento.
Participantes
Agências espaciais governamentais
Agência Espacial Canadense, Canadá
Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), França
Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Alemanha
Instituto de Pesquisa Aeroespacial da Coreia (KARI), República da Coreia
Centro Espacial Nacional, Elfordstown Earthstation, Irlanda
Organizações privadas/comerciais
Clearbox Systems Pty Ltd., Austrália
Goonhilly Earth Station Ltd., Reino Unido
Máquinas intuitivas, EUA
Kongsberg Satellite Services, EUA
Leaf Space LLC, EUA
Corporação Espacial Sueca, EUA
Telespazio, Itália
Vambrace Inc., EUA
Viasat, EUA
Organizações sem fins lucrativos
CAMRAS, Holanda
Instituições acadêmicas
Laboratório de Design de Sistemas Espaciais, Georgia Tech Research Institute, EUA
Radiomadores
Scott Chapman, EUA
Scott Tilley, Canadá
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Por Alisson, PR7GA
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
O lançamento do balão está previsto para ser realizado dentro de uma janela de horário prederminado mediante autorização: entre 14h e 15h.
O QTC da ECRA recebeu correspondência dos responsáveis pela OBSAT a respeito do evento, que reúne os primeiros colocados de cada nível (ensino fundamental II - N1, ensino médio - N2 e ensino superior - N3) na região Nordeste. Os satélites desenvolvidos por cada equipe serão lançados por meio de um balão estratosférico equipado com radiossonda RS41 operando a 403 MHz, permitindo o seu rastreio em tempo real.
Os dados de cada satélite serão transmitidos em intervalos de 4 minutos na frequência de 915 MHz (LoRa), e também em 403 MHz por meio de uma radiossonda RS41. Os dados serão salvos localmente na sonda, e enviados para o servidor. A previsão do trajeto do balão pode ser vista na imagem abaixo:
Para este rastreamento, que é muito importante para o acompanhamento do balão contendo os satélites até o momento do resgate, está sendo solicitada a ajuda de todos os radioamadores que possuírem condições de recepção e decodificação dos sinais da radiossonda. Para isso, basta um simples dongle SDR como o rtl-sdr e o software, que pode ser SDR# para receber o sinal e o RS-41 Tracker para decodificar o sinal.
Como o balão deve subir a a uma altitude bastante elevada, é esperado que os sinais transmitidos sejam recebidos num raio considerável, tipicamente chegando a mais de 400 km quando estiver no ponto mais alto de sua trajetória.
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| Área aproximada aonde se espera haver recepção do balão |
Na imagem acima é possível verificar que colegas em vários estados próximos, incluindo RN, CE, PB, PE e AL poderão tentar realizar o rastreamento, ajudando o pessoal da OBSAT.
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| Tela do software RS41 Tracker mostrando o rastreamento |
Para mais informações sobre radiossondas e seu rastreamento e resgate, acesse https://www.ham-dmr.com.br/wp-content/uploads/2020/08/NS_Radiossondas_NetBR.pdf
Diversos testes serão realizados antes do lançamento para garantir o bom funcionamento e segurança da sonda e dos satélites enviados, entre os testes estão: inspeção visual de isolamento da bateria; teste de massa; interferência magnética; teste de dimensionamento; e teste de telemetria com o servidor que receberá os dados do Payload.
Sobre o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E)
O Centro Vocacional Tecnológico Espacial está localizado dentro do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI) e tem 10 mil metros quadrados, sendo que 2,5 mil deles são área construída, divididos em dez ambientes. São três laboratórios (propulsão, satélites e integração e testes), auditório, sala de capacitação, refeitório com capacidade para 40 pessoas, vestiários, dormitório, além dos espaços Lua e Marte, espécie de planetários que reproduz a superfície desses astros para a simulação de atividades de exploração.
Sobre a Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT)
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI busca disseminar o conhecimento sobre a temática de satélites, promovendo experiências teóricas e práticas em projetos de satélites de nano satélites (CubeSats e CanSats). O desenvolvimento de nano satélites abrange diversos ramos do conhecimento de maneira interdisciplinar, promovendo o ensino/aprendizagem, colaboração e trabalho em equipe. Os participantes estão tendo a oportunidade de estar imerso nesse contexto, realizando testes, analisando dados obtidos desses satélites. A OBSAT MCTI tem por objetivo difundir a cultura aeroespacial para estudantes e professores de instituições de ensino fundamental, médio, técnico e superior.
Nesta primeira edição, participaram 108 equipes do nível superior, 127 do ensino médio e técnico e 57 equipes de alunos do Ensino Fundamental II. Com isso de forma direta, tivemos uma participação de 1500 estudantes espalhados pelo país participando ativamente da Olimpíada. Nesse contexto e não menos importante, o OBSAT MCTI teve também um alcance estimado de aproximadamente 500.000 pessoas indiretamente.
Parceiros
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI é um projeto desenvolvido por pessoas da Universidade Federal de São Carlos, com a parceria da equipe Zenith Aerospace (projeto acadêmico de alunos da Universidade de São Paulo) no desenvolvimento e criação da sonda. Possui o apoio da Agência Espacial Brasileira do INPE e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações.
Fontes:
Documento enviado pelos responsáveis
https://www.obsat.org.br/
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Por Alisson, PR7GA, com informações de Tony PY1AX e Gil PU1UHF
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A I MERJ pretende apresentar os laboratórios e grupos que atuam na área espacial e desenvolvem pesquisas e atividades de extensão universitária em todo o estado do Rio de Janeiro. Além da LABRE-RJ, houve a apresentação de projetos e grupos de extensão no contexto aeroespacial, tais como: Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA), Grupo de Foguetes do Rio de Janeiro (GFRJ/ UERJ), Minerva Rockets (UFRJ), RocketWolf (CEFET), CEB Rocket Design (CEB), e outros.
Durante o evento, foi realizado lançamento e rastreamento de um balão meteorológico dotado de uma radiossonda, operando em 403 MHz. O balão subiu até uma altura de cerca de 24 km e uma temperatura de -80ºC, quando estourou, conforme previsto, e caiu no mar percorrendo cerca de 120 km de distância, considerando a subida, descida, curvas e caiu a 60 km do litoral, defronte a Arraial do Cabo. O rastreamento ocorreu em tempo real, acompanhado num telão, pela estação da UERJ, montada pelo prof. Gil Pinheiro, PU1UHF. Para este lançamento, houve o pedido de autorização junto ao Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA), da Aeronáutica, feito pelo Reitor da UERJ, Prof. Mário Sérgio.
Rastreamento da radiossonda
Momento do lançamento da radiossonda
A LABRE-RJ montou um "stand" aonde instalou uma estação para contatos em fonia e telegrafia em várias bandas e também foram realizadas diversas demonstrações e troca de informações a respeito da operação de satélites por parte dos radioamadores. Na ocasião, Tony fez um contato por meio do satélite AO91.
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| Da esquerda para a direita: Sérgio Mendes, PY1PP, pres. da LABRE-RJ Prof. Mário Sérgio, Reitor da UERJ Tony, PY1AX, Dir. Ensino/Tecnologia LABRE-RJ Profª Cláudia Gonçalves Prof. Gil Pinheiro, PU1UHF |
O stand também contou com a exposição de chaves telegráficas com oscilador para a audição dos sinais em código morse. Os visitantes, desde crianças de 7 anos até adultos, tiveram a oportunidade de tentar manipular sinais em morse utilizando as chaves, como o famoso SOS. Curiosos, os visitantes saíam maravilhados pelo contato com esta tecnologia que, embora não seja mais utilizada em larga escala, ainda é muito apreciada por radioamadores e utilizada por gigantes da tecnologia, como o Google (https://experiments.withgoogle.com/collection/morse) e Samsung (https://www.samsung.com/in/microsite/good-vibes/) em projetos especiais.
Viva o radioamadorismo!
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Por Alisson, PR7GA
A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
No documento, chamado RFI - Request for Information (Pedido de Informação), a NASA explica que o pedido não envolve nenhum tipo de subsídio, incentivo ou ajuda de custo, mas tão somente colaboração voluntária. A data limite que os interessados têm para responder ao pedido, informando seu interesse em colaborar, é 24 de agosto de 2022. Espera-se que a espaçonave seja lançada ainda em agosto e que sua missão dure entre quatro e seis semanas ao todo, período em que ela transmitirá seus sinais à Terra.
O pedido da NASA não envolve nenhum tipo de transmissão da Terra para a espaçonave, nem capacidade para decodificar a telemetria. Basta apenas que os interessados tenham capacidade de recepção na Banda S entre 2200 e 2290 MHz e condições de observar e medir o efeito Doppler no sinal transmitido a partir da espaçonave. Porém, aqueles que tiverem capacidade de decodificar os sinais irão receber os detalhes técnicos para que possam realizar essa decodificação.
No documento, é mencionado que o nível de potência transmitido poderá requerer antenas de altíssimo ganho para medição ótima (parabólicas com diâmetro de 9 metros, por exemplo), mas também diz que antenas menores também poderão ser utilizadas.
Os interessados deverão enviar um email à NASA. Na resposta, deverão ser fornecidas informações sobre sua própria estação, incluindo as características de suas antenas, a capacidade de rastrear o sinal transmitido e medir o Doppler dele, e até a capacidade de desligar totalmente qualquer tipo de transmissão a partir da sua estação para garantir que não haja radiação em direção à espaçonave, dentre outras questões citadas. Para mais detalhes sobre como e a quem enviar a sua resposta, leia o documento original.
SOBRE A MISSÃO ARTEMIS 1/Orion
Artemis I será o primeiro teste conjunto dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete Space Launch System (SLS) e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center em Cabo Canaveral, Flórida. Artemis I consistirá de um teste de voo não tripulado para a exploração humana do espaço profundo.
Durante este voo, a espaçonave será lançada pelo foguete mais poderoso do mundo e voará mais longe do que qualquer espaçonave construída para humanos já voou. Ele viajará mais de 450 mil quilômetros a partir da Terra, muito além da Lua, durante quatro a seis semanas. A Orion permanecerá no espaço por mais tempo do que qualquer outra nave já construída para astronautas sem atracar em uma estação espacial e voltará para casa mais rápido e mais quente (devido à alta velocidade de reentrada à Terra) do que nunca. A missão também lançará diversos nanossatélites (Cubesats) durante seu trajeto. No vídeo a seguir, publicado pela NASA, é possível observar o tamanho monstruoso do poderoso foguete:
Com esta primeira missão de exploração, a NASA irá testar, perto da Lua, os sistemas necessários para missões na superfície lunar e exploração de outros destinos mais distantes da Terra, incluindo Marte. Nas missões seguintes, haverá astronautas a bordo e o foguete SLS, que atualmente tem a capacidade de transportar até 26 toneladas de carga, terá sua capacidade aumentada para até 45 toneladas.
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Na década de 1930, a comunicação por rádio estava deslumbrando o mundo. Pela primeira vez era tecnicamente possível para qualquer pessoa em qualquer país se comunicar com qualquer outra pessoa no planeta.
As empresas estavam investindo pesadamente no desenvolvimento de serviços de comunicação para o grande público. No entanto, a experiência mostrou que o rádio de ondas curtas (usando comprimentos de onda entre 100 e 10 metros, ou frequências entre 3 e 30 MHz) era vulnerável a interferências e, eventualmente, apagões de rádio. Ninguém iria usar ou investir em uma rede de comunicações que não fosse confiável. Por conta disto, as empresas começaram a pesquisar o que afetava suas comunicações e a identificar possíveis soluções alternativas.
Uma das empresas que decidiram investigar essa nova fronteira das comunicações foi a Bell, em Nova Jersey. Para isso, designaram um de seus engenheiros, Karl Jansky, para tentar identificar as fontes de interferência que poderiam afetar os novos serviços. Ele então construiu uma antena que foi montada sobre as rodas de um veículo Ford Modelo T de forma a girar sobre plano horizontal e varrer o horizonte para tentar identificar a direção de onde vinham as várias formas de interferência. Ele conectou esta antena a um receptor de rádio de última geração e começou a trabalhar.
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| Karl Jansky em seu laboratório. |
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| Karl Jansky e sua antena experimental rotativa, 1933. Fonte: https://dspace.njstatelib.org/xmlui/handle/10929/32197 |
Nos meses seguintes, ele conseguiu identificar o ruído semelhante a estática característico das tempestades e outros fenômenos naturais, e as inúmeras formas de interferência produzida pela humanidade.
Curiosamente, quando esses tipos de interferência silenciavam, ele descobriu que podia ouvir um ruído constante, uma espécie de "chiado" que desaparecia ao desconectar a antena. Girando a antena, ele identificou a direção de onde o ruído era mais forte e percebeu que, para sua surpresa, durante o dia o pico de interferência se movia de leste para oeste.
Após meses de trabalho, ele concluiu que o culpado pelo ruído era a Via Láctea, com os sinais mais fortes vindos da direção da constelação de Sagitário. Jansky havia descoberto as ondas de rádio cósmicas, que a Via Láctea é uma fonte de sinais de rádio, e que as emissões mais fortes vêm da direção do centro de nossa galáxia.
Seria de esperar que tal descoberta chacoalhasse a comunidade astronômica, porque na época todas as observações astronômicas eram feitas usando telescópios ópticos. No entanto, a resposta dos astrônomos foi que os engenheiros de telecomunicações deveriam continuar brincando com seus rádios e parar de fingir ser cientistas. Felizmente, a descoberta de Jansky atraiu a atenção de um radioamador chamado Grote Reber, cujo indicativo era W9GFZ.
Reber já havia feito contato via rádio com radioamadores em todos os continentes do mundo e estava em busca de um novo desafio. A descoberta de Jansky atraiu a sua atenção, e em seu quintal em Wheaton, Illinois, ele construiu o primeiro radiotelescópio do mundo: uma antena parabólica de quase 10 metros de diâmetro, feita de madeira com uma superfície refletora de chapa de aço galvanizado.
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| Grote Reber, W9GFZ. Hoje o seu indicativo está registrado pela NRAO. |
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| Radiotelescópio de Reber em Wheaton, Illinois, 1937 |
 Radiotelescópio de Reber em seu local atual, no National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia. Fonte: https://astronomy.com/photos/picture-of-day/2022/08/a-radio-relic |
Depois de tentar utilizar a antena com diversos projetos de receptores, cobrindo uma ampla gama de comprimentos de onda/frequências, ele finalmente conseguiu detectar as emissões relatadas por Jansky. No entanto, Reber tinha uma grande vantagem: sua antena foi projetada para mover-se para cima e para baixo (elevação). Assim, ele começou a montar o primeiro mapa de rádio do céu, mostrando claramente as emissões de rádio da Via Láctea e que elas eram mais fortes na direção do centro da nossa galáxia.
Surpreendentemente, a comunidade astronômica deu a Reber a resposta que Jansky queria.
Ironicamente, foi a Segunda Guerra Mundial que mudou tudo. Cientistas e engenheiros estavam empenhados em conjunto para desenvolver novos dispositivos para o esforço de guerra e, no processo, ambas as comunidades construíram uma confiança mútua. Daí em diante, algumas novas descobertas acidentais feitas durante as hostilidades e os primeiros resultados da radioastronomia deram início a um novo campo do conhecimento. Então, quando a guerra acabou, as novas tecnologias descobertas no período foram usadas para fazer radiotelescópios, e a radioastronomia nasceu.
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| Ken Tapping é astrônomo no Observatório Radioastrofísico Dominion do Conselho Nacional de Pesquisa dos EUA. |
SOBRE A RADIOASTRONOMIA
O nosso universo tem um lado que permanece oculto aos nossos olhos. Ele irradia em comprimentos de onda e frequências que não podemos enxergar. Cada objeto no cosmos emite padrões únicos de sinais de rádio que permitem aos astrônomos obter a imagem real de um objeto distante. Radioastrônomos estudam emissões vindas de planetas gigantes gasosos, explosões no núcleo de galáxias, ou mesmo sinais precisos de uma estrela moribunda.
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| A Nebulosa W50, conhecida como “Nebulosa do Peixe-boi”, mostrada em luz visível (acima) e com a adição dos sinais de rádio (abaixo) Fonte: https://public.nrao.edu/radio-astronomy/the-science-of-radio-astronomy/ |
Hoje, a radioastronomia é um ramo importante da astronomia e revela características ocultas de todo o universo.
Veja abaixo um vídeo explicando de forma fácil o que é e o que faz a radioastronomia:
Fazendo Radioastronomia
A porção de rádio do espectro eletromagnético pode vir tanto de objetos e processos energéticos no universo, como também de objetos frios e escuros que não emitem luz visível. Como diferentes comprimentos de onda são emitidos por diferentes objetos, os radioastrônomos usam diferentes métodos e instrumentos para detectá-los. Um desses instrumentos é uma grande antena parecida com aquelas utilizadas em TV por satélite. Chama-se radiotelescópio.
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| Radiotelescópio chines FAST, também chamado de Tianyan, de 500 m de abertura. |
Embora os radiotelescópios que utilizam uma única antena sejam essenciais, os telescópios do NRAO (Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA) consistem em muitas antenas interligadas formando matrizes gigantes capazes de capturar imagens de rádio detalhadas de objetos muito distantes.
Como os humanos são uma espécie fundamentalmente visual, ver ou “imaginar” é uma parte importante de toda a astronomia, independentemente do tipo de luz que está sendo estudado. Embora os radiotelescópios não tirem "fotos" da mesma forma que os telescópios de luz visível, os sinais de rádio que eles detectam são convertidos em dados que podem ser usados para gerar imagens.
O conjunto de dados de radioastronomia são reunidos e processados em um supercomputador. A saída pode ser transformada em imagens coloridas de diferentes maneiras para revelar determinadas características do objeto, como temperatura, “aglutinação” ou a intensidade das emissões de rádio vindas de diferentes regiões. As imagens resultantes permitem que cientistas e o público em geral possam ver objetos que, de outra forma, seriam invisíveis.
No Brasil
Em nosso país, além de outros radiotelescópios existentes atualmente, está sendo construído no interior da Paraíba, na cidade de Aguiar, um novo radiotelescópio chamado BINGO. A parte do radiotelescópio referente à recepção, amplificação e tratamento do sinal vindo do céu está a cargo da UFCG, Universidade Federal de Campina Grande, PB. Saiba mais sobre este projeto em https://fisica.net/realnews/pesquisa/conheca-o-radiotelescopio-bingo-a-arma-do-brasil-para-sondar-o-universo/
Fontes:
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Por Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ; Jordan Marshall, NM9L e Scott Bergeson. Traduzido por Alisson, PR7GA
Radioamadores unem forças com pesquisadores para um experimento para monitorar a vida selvagem por telemetria.
O Serviço de Radioamador e, consequentemente, os Radioamadores, têm uma longa e profícua história de inovação na ciência das telecomunicações por rádio. Desde dispositivos médicos até satélites, o Radioamadorismo mantém-se ativo em inúmeras atividades, incluindo investigação científica e serviço público.
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| Galen Burrell, estudante de pós-graduação do laboratório de Scott Bergeson, usa o rádio para rastrear morcegos no nordeste de Indiana. [foto de Deanne Jensen] |
Como os pesquisadores podem usar o Radioamadorismo
Um exemplo claro da cooperação entre o Radioamadorismo e a pesquisa científica é a radiotelemetria da vida selvagem (veja a foto principal). Desde as décadas de 1950 a 1960, a radiotelemetria tem sido usada por pesquisadores científicos como meio de rastrear animais selvagens por meio de pequenos transmissores/beacons. A radiotelemetria permite que os cientistas monitorem os movimentos de um animal à distância, sem a necessidade de acompanhá-los floresta adentro.
A prática de rastrear sinais de rádio usando um pequeno receptor e uma antena portátil é mais conhecida no nosso hobby como caça à raposa – uma atividade onde radioamadores, chamados "caçadores", buscam rastrear e localizar um transmissor escondido, chamado "raposa". Esta transmite seus sinais por um determinado período, enquanto os caçadores tentam localizá-la usando apenas técnicas de detecção de direção (radiotelemetria). Depois que a raposa é localizada, alguns participantes elevam a dificuldade, incumbindo os caçadores de encontrar uma microraposa – um transmissor ainda menor e de baixa potência escondido em algum lugar perto da raposa principal.
A maior diferença entre os pesquisadores que rastreiam a vida selvagem usando radiotelemetria e os Radioamadores que rastreiam a "raposa" é que o transmissor não está se movendo, enquanto a vida selvagem está. As técnicas e equipamentos utilizados para essas duas atividades são semelhantes. Normalmente os Radioamadores usam a banda de 2 metros, enquanto que muitos pesquisadores da vida selvagem usam transmissores nas faixas de VHF ou UHF, frequentemente logo acima da nossa banda de 2 metros (aproximadamente 150 MHz), ou da faixa de 70 centímetros. As antenas utilizadas são bastante semelhantes, geralmente Yagis direcionais portáteis.
Unindo Rádio e Ciência
No verão norte-americano de 2022, Jim Danielson, AC9EZ, conduziu um projeto de pesquisa de telemetria da vida selvagem com Jordan Marshall, NM9L, e Scott Bergeson, ambos professores do Departamento de Ciências Biológicas da Purdue University Fort Wayne (PFW). Este projeto foi inspirado no trabalho acadêmico de Scott, que usa telemetria da vida selvagem para estudar diversas espécies de morcegos no meio-oeste norte-amaricano. Como parte de sua pesquisa, Scott utiliza pequenos transmissores operando na faixa de 150 MHz que são fixados nas costas dos morcegos capturados. Esses morcegos são soltos e depois rastreados por Scott e seus alunos, identificando os habitats e áreas de atividade dos morcegos.
Para realizar o rastreamento, são utilizadas antenas Yagi portáteis e um receptor, todos de fabricação industrial. Os transmissores emitem uma portadora simples em intervalos regulares, bem similar a os pequenos transmissores usados em caça à raposa.
O projeto de pesquisa de Jim tinha dois objetivos principais: analisar o desempenho das antenas caseiras Yagi-Uda e seu uso para receber sinais de telemetria, e analisar o desempenho de um dongle SDR barato e sua possível utilização por pesquisadores de telemetria da vida selvagem. O SDR usado foi um modelo vendido online por valores entre 25 e 30 dólares.
Para a primeira parte da pesquisa, foram construídas três antenas Yagi-Uda. A primeira foi feita com tubos de alumínio. Já a segunda e a terceira antenas foram feitas com fita métrica de 1 polegada e tubos de PVC de 1/2 polegada, diferindo entre si pelo comprimento e o espaçamento entre os elementos. As dimensões dos elementos foram calculados usando o software 4NEC2.
Para fins de teste, colocamos um pequeno transmissor beacon em diferentes locais próximos ao campus da Universidade para simular um morcego empoleirado. Conectamos as antenas ao receptor de telemetria comercial e conseguimos registrar algumas leituras aproximadas de intensidade do sinal. Os resultados foram promissores, com a Yagi de fita métrica dando os melhores resultados. Este foi um resultado importante, pois indicou a possibilidade de uso das Yagis caseiras por pesquisadores profissionais.
Uma importante falha de projeto durante o experimento foi a falta de qualquer tipo de balun caseiro nas Yagis. Durante o teste das antenas, notamos que os diferentes comprimentos do cabo coaxial estavam afetando o desempenho das antenas. Provavelmente a razão é que uma antena Yagi tem um ponto de alimentação balanceado, enquanto o cabo coaxial (que foi usado para alimentar cada antena) é uma linha de alimentação inerentemente desbalanceada.
Por conta dessa incongruência, há grande possibilidade de que o padrão de radiação e o ganho calculado para cada projeto de antena tenham sido alterados, já que o cabo coaxial estava atuando como parte da antena. Adicionar um balun poderia melhorar o desempenho de cada Yagi, embora sejam necessárias mais pesquisas para comprovar a real influência que o balun teria em cada antena.
Para a segunda parte de pesquisa de Jim, os transmissores foram novamente colocados em diferentes locais fora do campus. No ponto de recepção, o dongle SDR estava conectado a um laptop. O objetivo era saber como o dongle SDR recebia o sinal do transmissor e determinar seu alcance. Esses testes produziram vários resultados. O sinal pôde ser observado claramente no waterfall da tela do compuador, de forma bem semelhante a sinais FT8 ou outros sinais digitais. Ajustes finos no ganho de RF e na resolução permitiu que o sinal do transmissor fosse visto na tela ainda que nenhum sinal audível pudesse ser percebido. O resultado foi que a tecnologia SDR poderia ser utilizada para uso em telemetria da vida selvagem a distâncias superiores a 2 quilômetros.
Outro fator a considerar com o uso da tecnologia SDR é que a maioria dos pesquisadores depende da detecção audível de um sinal de telemetria. Este método de detecção de áudio tem suas desvantagens porque requer um sinal forte o suficiente para ser ouvido. No entanto, conforme demonstrado pelos modos digitais FT8 e JT65, um sinal de rádio pode ser detectado visualmente mesmo que não seja ouvido. Para os pesquisadores, isso pode indicar que os sinais dos transmissores podem ter seu alcance aumentado significativamente.
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| Uma captura de tela do dongle RTL-SDR usando o software SDR# recebendo os sinais de telemetria a aproximadamente 1 quilômetro de distância. O SDR foi configurado para modo CW com filtro de 500 Hz. A frequência do transmissor era 153,330 MHz. [imagem de Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ] |
Olhando para o futuro
À medida que Jim avança com sua pesquisa, ele espera continuar aplicando as técnicas e o treinamento que recebeu como Radioamador às pesquisas que conduz como estudante.
Sobre os autores
Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ, é aluno da Universidade PFW. Ele é Radioamador desde 2012, hoje na classe extra (similar à classe A brasileira. Jim recebeu conquistou vários diplomas, tais como WAS, DXCC e WAC; também operou em eventos especiais comoa SKCC, NAQCC e CWops, e participou da expedição A35JT (Reino de Tonga) em 2019. Ele é membro da ARRL, SKCC, NAQCC, CWops, Fort Wayne Radio Club e Fort Wayne DX Association. Jim gosta de construir antenas para sua estação doméstica e portátil, fotografar, ler livros, tocar e escrever músicas no violino, piano e órgão de tubos. Jim pode ser contatado pelo email dile13@hotmail.com.
Jordan Marshall, NM9L, é professor de biologia da flora na Universidade PFW, com interesses de pesquisa em estrutura e composição florestal, ecologia de perturbações e biologia de invasores. É membro da ARRL e participa do programa POTA como caçador e ativador. Jordan pode ser contatado via marshalj@pfw.edu.
Scott Bergeson é professor assistente de biologia da fauna na Universidade PFW. Seus interesses de pesquisa concentram-se nos impactos de perturbações em animais ameaçados e em risco, como morcegos, doninhas, e a tartaruga-aligátor. Scott usou a telemetria para estudar a ecologia espacial de inúmeras espécies de morcegos em todo o mundo. Ele pode ser contatado pelo email bergesos@pfw.edu.
Fonte: Revista QST, edição de Janeiro de 2024.
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Por Gary Mikitin, AF8A. Traduzido por Alisson, PR7GA
Você pode ser um cidadão-cientista voluntário e fazer ciência - só precisa operar sua estação!
Em 14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024, um eclipse solar ocultará os raios solares em várias partes do mundo, incluindo o Brasil, e trará oportunidades excepcionais para os Radioamadores praticarem ciência. Não é necessária nenhuma habilidade especial, curso ou formação; tudo o que você precisa é o desejo de contribuir para a compreensão do mundo ao nosso redor, um rádio, uma antena e fazer contatos. Cientistas estarão estudando como o eclipse afeta os sinais de rádio à medida que a grande sombra da Lua interrompe os raios solares e, consequentemente, provoca mudanças bruscas na composição da ionosfera. Tudo o que você precisa fazer para contribuir é operar sua estação, fazer contatos e enviar seu log.
A Conexão entre Radioamadorismo e Eclipses Solares
Em 1901, Guglielmo Marconi demonstrou que sinais de rádio originados na Europa poderiam ser recebidos a milhares de quilômetros de distância na América do Norte. Cientistas daquela época se perguntavam como os sinais de rádio poderiam viajar, ou propagar, pelo Atlântico. Eles desenvolveram (e mais tarde provaram) a teoria da propagação de ondas de rádio de longa distância pela ionosfera, na qual sinais transmitidos a partir da superfície da Terra são refletidos por alguma parte da atmosfera e retornam à Terra. A camada da atmosfera que produz esse efeito foi chamada de ionosfera. Atualmente, nós sabemos que ela é uma região de partículas carregadas a aproximadamente 80 a 1000 quilômetros acima da superfície da Terra.
Hoje, mais de 100 anos depois daqueles tempos de pioneirismo, ainda existem perguntas sobre a ionosfera. Por exemplo, qualquer pessoa que tenha ouvido as faixas comerciais de AM ou ondas curtas já experimentou o desvanecimento, uma rápida mudança na intensidade do sinal. O desvanecimento é o nome que se dá para a variação na composição da ionosfera e pode ser benéfico, elevando os sinais acima do ruído e tornando-os mais fáceis de receber. Também pode ser prejudicial, enfraquecendo os sinais, até mesmo fazendo com que desapareçam por segundos ou minutos de cada vez. Os radioamadores conhecem esse efeito pelo código "QSB".
Um melhor entendimento dessa variação da ionosfera poderia melhorar nossa capacidade de prever a propagação, o que que ajudaria não só os próprios Radioamadores, mas todos aqueles que utilizam o espectro de rádio, como as emissoras comerciais e até mesmo o GPS, pois seus controladores poderiam operar melhor o sistema para minimizar as perturbações naturais.
O Impacto do Sol nas Comunicações por Rádio
Um dos fatores que influenciam a propagação das ondas de rádio na ionosfera é a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera a partir do sol. A rotação da Terra expõe a ionosfera a quantidades variáveis dessa energia em diferentes locais. Essa variação faz com que a ionosfera se mova para cima e para baixo e mude de densidade, o que afeta sua capacidade de refratar ("dobrar") sinais de rádio de volta à Terra.
Durante um eclipse solar, a lua passa entre a Terra e o sol, diminuindo drasticamente a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera. A variação durante um eclipse ocorre em questão de minutos, não de horas. Essa perda e recuperação rápida de energia solar deve fazer com que a ionosfera responda de maneiras mais fáceis de detectar do que quando a resposta ocorre lentamente ao longo de 24 horas - esse é o foco da pesquisa.
Durante os eclipses de outubro de 2023 e abril de 2024, os pesquisadores estarão observando a quantidade de sinais na faixa de ondas curtas que serão refletidos na ionosfera, e também a distância que eles percorrem antes, durante e após o eclipse. E quais sinais serão monitorados? Os sinais dos Radioamadores fazendo seus contatos. Essa será a principal fonte de dados para a pesquisa. Para estimular os colegas a participarem, está sendo preparado um evento especial... um "QSO Party", similar a um concurso.
Solar Eclipse QSO Party
Para extrair informações significativas dos milhares de sinais vindos das estações dos Radioamadores durante os eclipses, foi criado um evento chamado Solar Eclipse QSO Party (SEQP). Haverá dois SEQP; um para cada eclipse (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024). Tudo que os radioamadores precisam fazer é operar suas estações e fazer contatos usando voz, código Morse e modos digitais. O SEQP é patrocinado pela Ham Radio Science Citizen Investigation (mais conhecida por sua sigla, HamSCI: hamsci.org) e pela ARRL. No Brasil, ela tem o apoio da LABRE.
Para injetar um pouco de diversão e competição amigável no evento, haverá um "ranking" com base na quantidade e na cobertura geográfica dos contatos, e os resultados serão resumidos no site do SEQP. Para participar, basta fazer o registro de seus contatos ("logs") e enviar para os organizadores do SEQP após o eclipse. Será muito similar a um conteste ou concurso, onde todos buscam fazer contato com o maior número possível de estações. As regras detalhadas do SEQP estão disponíveis em hamsci.org/seqp-rules, mas aqui estão os principais pontos:
- Opere o tempo que desejar durante o período do SEQP (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024)
- Faça contatos em fonia, código Morse ou modos digitais, como FT8
- Registre os contatos com seu software favorito
- Não esqueça de reservar um tempo para observar o eclipse com segurança (se estiver em seu caminho)
- Após o período do SEQP, envie seu log para o site do SEQP
- O resultado do evento será publicado posteriormente. Acompanhe para ver sua pontuação
- Se você tiver dúvidas sobre o Solar Eclipse QSO Party, envie-as para hamsci@hamsci.org.
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Por Alisson, PR7GA
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
Há alguns dias, um Radioamador canadense conseguiu "hackear" as comunicações de um satélite da NASA que orbita o sol a alguns milhares de quilômetros da Terra usando nada mais que uma pequena antena parabólica de pouco mais de 60 cm de diâmetro em seu quintal. E ainda fez mais. Fiel à filosofia do Radioamadorismo, publicou a "receita de bolo" para que outros entusiastas ao redor do mundo possam repetir a experiência por si mesmos.
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| Pequena antena utilizada para captar os sinais do satélite |
O feito foi alcançado pelo colega Scott Tiley, VE7TIL, um Radioamador canadense cuja paixão consiste em "caçar" satélites. Ele já foi citado no QTC da ECRA. Em 2018, ele encontrou sinais de uma sonda da NASA chamada IMAGE que havia desaparecido em 2005. Com a ajuda de Tilley, a NASA conseguiu restabelecer o contato com a sonda. Para ler a matéria, clique aqui.
Agora, Scott conseguiu captar os sinais do satélite STEREO-A da NASA. Segundo ele, o satélite está se aproximando da Terra neste verão do hemisfério norte, o que contribuiu para conseguir captar seus débeis sinais com uma antena tão pequena. Em 2 de julho ele conseguiu captar os sinais emitidos em 8 GHz e decodificar e compor esta bela imagem, que mostra uma explosão solar com forte emissão de raios-X:
A mesma explosão pode ser observada na animação abaixo, onde a breve saturação na imagem mostra o pico de raios-X.
Ele também conseguiu montar a animação abaixo que mostra a passagem do planeta Mercúrio por trás do Sol:
O satélite STEREO-A foi lançado em 26 de outubro de 2006, lançado de Cabo Canaveral acompanhado de seu irmão STEREO-B. Seus sufixos indicam suas posições em relação ao Sol: "A" (Ahead, ou à frente) e "B" (Behind, ou atrás). Ambos os satélites têm como missão orbitar sol e transmitir imagens à Terra para criar modelos 3D da atividade solar.
No início deste verão no hemisfério norte, Tilley ouviu falar que outros radioamadores estavam captando sinais de STEREO-A em 8443,580 MHz. Ele decidiu verificar. "A portadora central é muito alta, quase 30dB acima do ruído", disse ele. "Também notei bandas laterais contendo as transmissões de dados, o que é bastante incomum de se captar com minha pequena antena."
A princípio, o sinal era indecifrável. Porém, a partir do trabalho de outros colegas radioamadores e de informações disponibilizadas pela NASA, ele conseguiu demodular os dados. Agora Tilley está monitorando fluxos de dados de quase todos os instrumentos científicos da STEREO-A, incluindo o scanner ultravioleta extremo (EUVI), dois coronógrafos (COR1 e COR2), o scanner de imagens heliosféricas (HI) e um receptor de rajada de rádio solar (S/WAVES).
Quando passar próximo da Terra, em 17 de agosto, STEREO-A estará a apenas 0,05 UA (7,5 milhões de km) da Terra. Nessa distância, o sinal do satélite chegará com uma amplitude mais que dobrada, tornando-os ainda mais fáceis de "hackear".
Para quem quiser tentar captar as imagens, Tilley publicou um detalhado relato técnico que explica exatamente como fazer isso. Acesse em https://skyriddles.wordpress.com/2023/07/03/stereo-a-comes-home/
Viva o Radioamadorismo!
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Por Alisson, PR7GA
Em dezembro de 2023, o Radioamadorismo completará 40 anos de presença no espaço. Em 1983, o astronauta norte-americano e Radioamador Owen Garriot, W5LFL, fez contato com radioamadores de todo o mundo enquanto estava orbitando a Terra. Desde então, diversos outros Radioamadores astronautas ou cosmonautas têm feito o mesmo durante suas respectivas missões a bordo de espaçonaves/estações espaciais, sendo a mais famosa, sem dúvida, a ISS.
Agora, nos preparamos para dar mais um passo além. Após a NASA confirmar a tripulação da missão Artemis II, que visitará a Lua durante uma missão de 10 dias no final de 2024, descobrimos que três dos quatro astronautas são Radioamadores.
Da esquerda para a direita na foto acima, vemos:
- Reid Wiseman, KF5LKT, Comandante
- Victor Glover, KI5BKC, Piloto
- Jeremy Hansen, KF5LKU, Especialista de Missão 2
- Christina Hammock Koch, Especialista de Missão 1
E foi por pouco que não tivemos toda a tripulação composta por Radioamadores. Christina Koch estava preparando-se para prestar exames e também receber sua licença quando foi pega de surpresa com a antecipação de seu voo. Ela teve então de suspender os estudos para o Radioamadorismo para dedicar-se a sua missão espacial.
O fato de haver três Radioamadores na missão Artemis II gera grande expectativa na comunidade radioaficionada, assim como pela possibilidade de que alguma escola ao redor do mundo possa realizar um contato com esses astronautas, a exemplo do que é feito há décadas pela ARISS e seus contatos escolares com a ISS. Até 2022, a NASA relata que mais de 100 tripulantes da ISS realizaram contatos com mais de 250.000 estudantes em diversas escolas, universidades e outras instituições na Terra.
Assim, após quatro décadas de comunicação com a órbita baixa da Terra, a esperança é que o Radioamadorismo possa alcançar a Lua. E pelo menos um dos três astronautas-Radioamadores já tem experiência com contatos espaciais.
Na imagem acima, vemos o astronauta-Radioamador Reid Wiseman KF5LKT falando com estudantes da Terra durante a Expedição 40 da Estação Espacial Internacional em 28 de junho de 2014. Ele é o atual comandante da missão lunar Artemis 2. (Crédito da imagem: NASA)
Ainda não há informações oficiais sobre equipamentos de Radioamador na missão Artemis II, que está programada para ser lançada em novembro de 2024. A missão, que que durará aproximadamente 10 dias, será lançada no poderoso foguete do Sistema de Lançamento Espacial da agência e será um teste para os sistemas de suporte à vida da espaçonave Orion e validará as capacidades e técnicas necessárias para os futuros astronautas viverem e trabalharem no espaço profundo.
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Por Alisson, PR7GA
O High-frequency Active Auroral Research Program (HAARP), estará transmitindo sinais para um asteroide relativamente próximo da Terra. O objetivo é tentar conhecer a sua estrutura interna e sua composição por meio da reflexão dos sinais refletidos por ele, de maneira similar a um exame de ultrassom, mas realizado com ondas eletromagnéticas ao invés de mecânicas. Este tipo de pesquisa é fundamental para avançar na compreensão da evolução do sistema solar e auxiliar na defesa planetária. Os pesquisadores pediram ajuda aos Radioamadores para a recepção dos "ecos" que correspondem aos sinais que ricocheteiam no asteroide e retornam à Terra.
O alvo é o asteroide 2010 XC15, e o eco será recebido pelos Rádio-observatórios de comprimento de onda longo de Owens Valley (OVRO-LWA) localizado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e o da Universidade do Novo México (UNM-LWA). O asteroide estará a aproximadamente duas vezes a distância da Lua à Terra no momento da transmissão.
As transmissões estão previstas para acontecer em 27 de dezembro de 2022, das 11:00 UTC às 23:00 UTC na frequência de 9.600 kHz, na modulação LFM (FM linear), com uma frequência de modulação de 0,5 Hz e uma largura de banda de 30 kHz.
Os horários podem variar de acordo com as condições da ionosfera. Para condições ionosféricas em tempo real, consulte os ionogramas do HAARP Diagnostic Suite em https://haarp.gi.alaska.edu/diagnostic-suite.
Os radioamadores podem ajudar com registros de recepção dos ecos ou gravações dos sinais demodulados em .wav ou .mp3, enviando-os para o HAARP em uaf-gi-haarp@alaska.edu. Além disso, poderão solicitar um cartão QSL no endereço postal do HAARP:
HAARP
PO Caixa 271
Gakona AK 99586
EUA
SOBRE O HAARP
O HAARP é um centro de pesquisa localizado no Alaska composto por um conjunto perfeitamente cofasado de 180 antenas dipolo de HF dispostas de forma cruzada e lado a lado. Este conjunto imenso de antenas é ligado a 30 casas de transmissores, e cada casa abriga seis transmissores de 10KW cada. Assim, este imenso conjunto é capaz de irradiar até 3,6 megawatts de potência de RF direto para a ionosfera. O HAARP é capaz de operar desde 2,7MHz até 10MHz.
O HAARP é conhecido também por alguns desavisados como "Máquina do Fim do Mundo" por sua suposta capacidade de controlar mentes e de gerar terremotos, tsunamis e outros desastres naturais... O que é obviamente absurdo! Saiba mais sobre ele acessando esta matéria: https://qtc.ecra.club/2018/08/maquina-controladora-de-mentes-estara.html
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Por Alisson, PR7GA
Dois Radioamadores, juntamente com uma rede internacional de estações terrestres, estarão rastreando os sinais enviados pela espaçonave Orion da NASA, que será enviada à Lua em breve. A data do lançamento está prevista para 14 de novembro, mas dependerá de haver condições favoráveis.
Em agosto, a NASA havia solicitado publicamente a ajuda de qualquer um que tivesse condições de receber e fazer medições acerca do efeito doppler dos sinais enviados pela espaçonave para auxiliar no seu rastreamento. O QTC da ECRA publicou esta notícia. Clique aqui para saber mais.
Em 31/10, a NASA anunciou o resultado final daquele pedido, publicando uma lista composta por 18 voluntários, dentre organizações públicas, privadas e dois Radioamadores: o norte-americano Scott Chapman, K4KDR, e o canadense Scott Tilley, VE7TIL.
Chapman é um colega dedicado à informática relacionada ao Radioamadorismo. Dentre seus feitos, está um trabalho feito juntamente com o Daniel Estévez EA4GPZ que consistiu em decodificar, por meio do software GNU Radio, os sinais de uma rede de dados via satélite chamada "Outernet".
Já Tilley, Radioamador apaixonado pelo espaço, dedica-se a tentar captar sinais de satélites "zumbis", ou seja, aqueles que ainda orbitam a Terra, mas foram abandonados por seus lançadores devido a seu tempo de vida útil ter terminado. Em 2020, ele conseguiu captar sinais de um satélite que era dado como "morto" há mais de 50 anos. Para saber mais sobre esta história, clique aqui. Mais recentemente, Tilley conseguiu captar sinais de uma sonda chinesa que orbitava a Lua.
A NASA recebeu dezenas de respostas de organizações e indivíduos de todo o mundo, incluindo Radioamadores. Os voluntários selecionados, incluindo os dois colegas citados, tentarão captar os sinais durante as três fases distintas da missão de aproximadamente 25 dias da Orion: durante sua jornada até à Lua, em sua órbita acima da superfície lunar e o retorno à Terra.
Os dados coletados pelos participantes serão enviados e analisados pelo programa Space Communications and Navigation (SCaN) na sede da NASA em Washington, após o retorno da Orion à Terra. Se bem-sucedidas, essas estações terrestres e os dados que elas fornecem podem ser usados para aumentar a capacidade de rastreamento de futuras missões à Lua, Marte e além. A NASA também estará coletando seus próprios dados de rastreamento.
Participantes
Agências espaciais governamentais
Agência Espacial Canadense, Canadá
Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), França
Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Alemanha
Instituto de Pesquisa Aeroespacial da Coreia (KARI), República da Coreia
Centro Espacial Nacional, Elfordstown Earthstation, Irlanda
Organizações privadas/comerciais
Clearbox Systems Pty Ltd., Austrália
Goonhilly Earth Station Ltd., Reino Unido
Máquinas intuitivas, EUA
Kongsberg Satellite Services, EUA
Leaf Space LLC, EUA
Corporação Espacial Sueca, EUA
Telespazio, Itália
Vambrace Inc., EUA
Viasat, EUA
Organizações sem fins lucrativos
CAMRAS, Holanda
Instituições acadêmicas
Laboratório de Design de Sistemas Espaciais, Georgia Tech Research Institute, EUA
Radiomadores
Scott Chapman, EUA
Scott Tilley, Canadá
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Por Alisson, PR7GA
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
O lançamento do balão está previsto para ser realizado dentro de uma janela de horário prederminado mediante autorização: entre 14h e 15h.
O QTC da ECRA recebeu correspondência dos responsáveis pela OBSAT a respeito do evento, que reúne os primeiros colocados de cada nível (ensino fundamental II - N1, ensino médio - N2 e ensino superior - N3) na região Nordeste. Os satélites desenvolvidos por cada equipe serão lançados por meio de um balão estratosférico equipado com radiossonda RS41 operando a 403 MHz, permitindo o seu rastreio em tempo real.
Os dados de cada satélite serão transmitidos em intervalos de 4 minutos na frequência de 915 MHz (LoRa), e também em 403 MHz por meio de uma radiossonda RS41. Os dados serão salvos localmente na sonda, e enviados para o servidor. A previsão do trajeto do balão pode ser vista na imagem abaixo:
Para este rastreamento, que é muito importante para o acompanhamento do balão contendo os satélites até o momento do resgate, está sendo solicitada a ajuda de todos os radioamadores que possuírem condições de recepção e decodificação dos sinais da radiossonda. Para isso, basta um simples dongle SDR como o rtl-sdr e o software, que pode ser SDR# para receber o sinal e o RS-41 Tracker para decodificar o sinal.
Como o balão deve subir a a uma altitude bastante elevada, é esperado que os sinais transmitidos sejam recebidos num raio considerável, tipicamente chegando a mais de 400 km quando estiver no ponto mais alto de sua trajetória.
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| Área aproximada aonde se espera haver recepção do balão |
Na imagem acima é possível verificar que colegas em vários estados próximos, incluindo RN, CE, PB, PE e AL poderão tentar realizar o rastreamento, ajudando o pessoal da OBSAT.
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| Tela do software RS41 Tracker mostrando o rastreamento |
Para mais informações sobre radiossondas e seu rastreamento e resgate, acesse https://www.ham-dmr.com.br/wp-content/uploads/2020/08/NS_Radiossondas_NetBR.pdf
Diversos testes serão realizados antes do lançamento para garantir o bom funcionamento e segurança da sonda e dos satélites enviados, entre os testes estão: inspeção visual de isolamento da bateria; teste de massa; interferência magnética; teste de dimensionamento; e teste de telemetria com o servidor que receberá os dados do Payload.
Sobre o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E)
O Centro Vocacional Tecnológico Espacial está localizado dentro do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI) e tem 10 mil metros quadrados, sendo que 2,5 mil deles são área construída, divididos em dez ambientes. São três laboratórios (propulsão, satélites e integração e testes), auditório, sala de capacitação, refeitório com capacidade para 40 pessoas, vestiários, dormitório, além dos espaços Lua e Marte, espécie de planetários que reproduz a superfície desses astros para a simulação de atividades de exploração.
Sobre a Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT)
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI busca disseminar o conhecimento sobre a temática de satélites, promovendo experiências teóricas e práticas em projetos de satélites de nano satélites (CubeSats e CanSats). O desenvolvimento de nano satélites abrange diversos ramos do conhecimento de maneira interdisciplinar, promovendo o ensino/aprendizagem, colaboração e trabalho em equipe. Os participantes estão tendo a oportunidade de estar imerso nesse contexto, realizando testes, analisando dados obtidos desses satélites. A OBSAT MCTI tem por objetivo difundir a cultura aeroespacial para estudantes e professores de instituições de ensino fundamental, médio, técnico e superior.
Nesta primeira edição, participaram 108 equipes do nível superior, 127 do ensino médio e técnico e 57 equipes de alunos do Ensino Fundamental II. Com isso de forma direta, tivemos uma participação de 1500 estudantes espalhados pelo país participando ativamente da Olimpíada. Nesse contexto e não menos importante, o OBSAT MCTI teve também um alcance estimado de aproximadamente 500.000 pessoas indiretamente.
Parceiros
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI é um projeto desenvolvido por pessoas da Universidade Federal de São Carlos, com a parceria da equipe Zenith Aerospace (projeto acadêmico de alunos da Universidade de São Paulo) no desenvolvimento e criação da sonda. Possui o apoio da Agência Espacial Brasileira do INPE e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações.
Fontes:
Documento enviado pelos responsáveis
https://www.obsat.org.br/
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Por Alisson, PR7GA, com informações de Tony PY1AX e Gil PU1UHF
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A I MERJ pretende apresentar os laboratórios e grupos que atuam na área espacial e desenvolvem pesquisas e atividades de extensão universitária em todo o estado do Rio de Janeiro. Além da LABRE-RJ, houve a apresentação de projetos e grupos de extensão no contexto aeroespacial, tais como: Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA), Grupo de Foguetes do Rio de Janeiro (GFRJ/ UERJ), Minerva Rockets (UFRJ), RocketWolf (CEFET), CEB Rocket Design (CEB), e outros.
Durante o evento, foi realizado lançamento e rastreamento de um balão meteorológico dotado de uma radiossonda, operando em 403 MHz. O balão subiu até uma altura de cerca de 24 km e uma temperatura de -80ºC, quando estourou, conforme previsto, e caiu no mar percorrendo cerca de 120 km de distância, considerando a subida, descida, curvas e caiu a 60 km do litoral, defronte a Arraial do Cabo. O rastreamento ocorreu em tempo real, acompanhado num telão, pela estação da UERJ, montada pelo prof. Gil Pinheiro, PU1UHF. Para este lançamento, houve o pedido de autorização junto ao Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA), da Aeronáutica, feito pelo Reitor da UERJ, Prof. Mário Sérgio.
Rastreamento da radiossonda
Momento do lançamento da radiossonda
A LABRE-RJ montou um "stand" aonde instalou uma estação para contatos em fonia e telegrafia em várias bandas e também foram realizadas diversas demonstrações e troca de informações a respeito da operação de satélites por parte dos radioamadores. Na ocasião, Tony fez um contato por meio do satélite AO91.
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| Da esquerda para a direita: Sérgio Mendes, PY1PP, pres. da LABRE-RJ Prof. Mário Sérgio, Reitor da UERJ Tony, PY1AX, Dir. Ensino/Tecnologia LABRE-RJ Profª Cláudia Gonçalves Prof. Gil Pinheiro, PU1UHF |
O stand também contou com a exposição de chaves telegráficas com oscilador para a audição dos sinais em código morse. Os visitantes, desde crianças de 7 anos até adultos, tiveram a oportunidade de tentar manipular sinais em morse utilizando as chaves, como o famoso SOS. Curiosos, os visitantes saíam maravilhados pelo contato com esta tecnologia que, embora não seja mais utilizada em larga escala, ainda é muito apreciada por radioamadores e utilizada por gigantes da tecnologia, como o Google (https://experiments.withgoogle.com/collection/morse) e Samsung (https://www.samsung.com/in/microsite/good-vibes/) em projetos especiais.
Viva o radioamadorismo!
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A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
No documento, chamado RFI - Request for Information (Pedido de Informação), a NASA explica que o pedido não envolve nenhum tipo de subsídio, incentivo ou ajuda de custo, mas tão somente colaboração voluntária. A data limite que os interessados têm para responder ao pedido, informando seu interesse em colaborar, é 24 de agosto de 2022. Espera-se que a espaçonave seja lançada ainda em agosto e que sua missão dure entre quatro e seis semanas ao todo, período em que ela transmitirá seus sinais à Terra.
O pedido da NASA não envolve nenhum tipo de transmissão da Terra para a espaçonave, nem capacidade para decodificar a telemetria. Basta apenas que os interessados tenham capacidade de recepção na Banda S entre 2200 e 2290 MHz e condições de observar e medir o efeito Doppler no sinal transmitido a partir da espaçonave. Porém, aqueles que tiverem capacidade de decodificar os sinais irão receber os detalhes técnicos para que possam realizar essa decodificação.
No documento, é mencionado que o nível de potência transmitido poderá requerer antenas de altíssimo ganho para medição ótima (parabólicas com diâmetro de 9 metros, por exemplo), mas também diz que antenas menores também poderão ser utilizadas.
Os interessados deverão enviar um email à NASA. Na resposta, deverão ser fornecidas informações sobre sua própria estação, incluindo as características de suas antenas, a capacidade de rastrear o sinal transmitido e medir o Doppler dele, e até a capacidade de desligar totalmente qualquer tipo de transmissão a partir da sua estação para garantir que não haja radiação em direção à espaçonave, dentre outras questões citadas. Para mais detalhes sobre como e a quem enviar a sua resposta, leia o documento original.
SOBRE A MISSÃO ARTEMIS 1/Orion
Artemis I será o primeiro teste conjunto dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete Space Launch System (SLS) e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center em Cabo Canaveral, Flórida. Artemis I consistirá de um teste de voo não tripulado para a exploração humana do espaço profundo.
Durante este voo, a espaçonave será lançada pelo foguete mais poderoso do mundo e voará mais longe do que qualquer espaçonave construída para humanos já voou. Ele viajará mais de 450 mil quilômetros a partir da Terra, muito além da Lua, durante quatro a seis semanas. A Orion permanecerá no espaço por mais tempo do que qualquer outra nave já construída para astronautas sem atracar em uma estação espacial e voltará para casa mais rápido e mais quente (devido à alta velocidade de reentrada à Terra) do que nunca. A missão também lançará diversos nanossatélites (Cubesats) durante seu trajeto. No vídeo a seguir, publicado pela NASA, é possível observar o tamanho monstruoso do poderoso foguete:
Com esta primeira missão de exploração, a NASA irá testar, perto da Lua, os sistemas necessários para missões na superfície lunar e exploração de outros destinos mais distantes da Terra, incluindo Marte. Nas missões seguintes, haverá astronautas a bordo e o foguete SLS, que atualmente tem a capacidade de transportar até 26 toneladas de carga, terá sua capacidade aumentada para até 45 toneladas.
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Na década de 1930, a comunicação por rádio estava deslumbrando o mundo. Pela primeira vez era tecnicamente possível para qualquer pessoa em qualquer país se comunicar com qualquer outra pessoa no planeta.
As empresas estavam investindo pesadamente no desenvolvimento de serviços de comunicação para o grande público. No entanto, a experiência mostrou que o rádio de ondas curtas (usando comprimentos de onda entre 100 e 10 metros, ou frequências entre 3 e 30 MHz) era vulnerável a interferências e, eventualmente, apagões de rádio. Ninguém iria usar ou investir em uma rede de comunicações que não fosse confiável. Por conta disto, as empresas começaram a pesquisar o que afetava suas comunicações e a identificar possíveis soluções alternativas.
Uma das empresas que decidiram investigar essa nova fronteira das comunicações foi a Bell, em Nova Jersey. Para isso, designaram um de seus engenheiros, Karl Jansky, para tentar identificar as fontes de interferência que poderiam afetar os novos serviços. Ele então construiu uma antena que foi montada sobre as rodas de um veículo Ford Modelo T de forma a girar sobre plano horizontal e varrer o horizonte para tentar identificar a direção de onde vinham as várias formas de interferência. Ele conectou esta antena a um receptor de rádio de última geração e começou a trabalhar.
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| Karl Jansky em seu laboratório. |
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| Karl Jansky e sua antena experimental rotativa, 1933. Fonte: https://dspace.njstatelib.org/xmlui/handle/10929/32197 |
Nos meses seguintes, ele conseguiu identificar o ruído semelhante a estática característico das tempestades e outros fenômenos naturais, e as inúmeras formas de interferência produzida pela humanidade.
Curiosamente, quando esses tipos de interferência silenciavam, ele descobriu que podia ouvir um ruído constante, uma espécie de "chiado" que desaparecia ao desconectar a antena. Girando a antena, ele identificou a direção de onde o ruído era mais forte e percebeu que, para sua surpresa, durante o dia o pico de interferência se movia de leste para oeste.
Após meses de trabalho, ele concluiu que o culpado pelo ruído era a Via Láctea, com os sinais mais fortes vindos da direção da constelação de Sagitário. Jansky havia descoberto as ondas de rádio cósmicas, que a Via Láctea é uma fonte de sinais de rádio, e que as emissões mais fortes vêm da direção do centro de nossa galáxia.
Seria de esperar que tal descoberta chacoalhasse a comunidade astronômica, porque na época todas as observações astronômicas eram feitas usando telescópios ópticos. No entanto, a resposta dos astrônomos foi que os engenheiros de telecomunicações deveriam continuar brincando com seus rádios e parar de fingir ser cientistas. Felizmente, a descoberta de Jansky atraiu a atenção de um radioamador chamado Grote Reber, cujo indicativo era W9GFZ.
Reber já havia feito contato via rádio com radioamadores em todos os continentes do mundo e estava em busca de um novo desafio. A descoberta de Jansky atraiu a sua atenção, e em seu quintal em Wheaton, Illinois, ele construiu o primeiro radiotelescópio do mundo: uma antena parabólica de quase 10 metros de diâmetro, feita de madeira com uma superfície refletora de chapa de aço galvanizado.
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| Grote Reber, W9GFZ. Hoje o seu indicativo está registrado pela NRAO. |
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| Radiotelescópio de Reber em Wheaton, Illinois, 1937 |
Radiotelescópio de Reber em seu local atual, no National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia. Fonte: https://astronomy.com/photos/picture-of-day/2022/08/a-radio-relic |
Depois de tentar utilizar a antena com diversos projetos de receptores, cobrindo uma ampla gama de comprimentos de onda/frequências, ele finalmente conseguiu detectar as emissões relatadas por Jansky. No entanto, Reber tinha uma grande vantagem: sua antena foi projetada para mover-se para cima e para baixo (elevação). Assim, ele começou a montar o primeiro mapa de rádio do céu, mostrando claramente as emissões de rádio da Via Láctea e que elas eram mais fortes na direção do centro da nossa galáxia.
Surpreendentemente, a comunidade astronômica deu a Reber a resposta que Jansky queria.
Ironicamente, foi a Segunda Guerra Mundial que mudou tudo. Cientistas e engenheiros estavam empenhados em conjunto para desenvolver novos dispositivos para o esforço de guerra e, no processo, ambas as comunidades construíram uma confiança mútua. Daí em diante, algumas novas descobertas acidentais feitas durante as hostilidades e os primeiros resultados da radioastronomia deram início a um novo campo do conhecimento. Então, quando a guerra acabou, as novas tecnologias descobertas no período foram usadas para fazer radiotelescópios, e a radioastronomia nasceu.
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| Ken Tapping é astrônomo no Observatório Radioastrofísico Dominion do Conselho Nacional de Pesquisa dos EUA. |
SOBRE A RADIOASTRONOMIA
O nosso universo tem um lado que permanece oculto aos nossos olhos. Ele irradia em comprimentos de onda e frequências que não podemos enxergar. Cada objeto no cosmos emite padrões únicos de sinais de rádio que permitem aos astrônomos obter a imagem real de um objeto distante. Radioastrônomos estudam emissões vindas de planetas gigantes gasosos, explosões no núcleo de galáxias, ou mesmo sinais precisos de uma estrela moribunda.
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| A Nebulosa W50, conhecida como “Nebulosa do Peixe-boi”, mostrada em luz visível (acima) e com a adição dos sinais de rádio (abaixo) Fonte: https://public.nrao.edu/radio-astronomy/the-science-of-radio-astronomy/ |
Hoje, a radioastronomia é um ramo importante da astronomia e revela características ocultas de todo o universo.
Veja abaixo um vídeo explicando de forma fácil o que é e o que faz a radioastronomia:
Fazendo Radioastronomia
A porção de rádio do espectro eletromagnético pode vir tanto de objetos e processos energéticos no universo, como também de objetos frios e escuros que não emitem luz visível. Como diferentes comprimentos de onda são emitidos por diferentes objetos, os radioastrônomos usam diferentes métodos e instrumentos para detectá-los. Um desses instrumentos é uma grande antena parecida com aquelas utilizadas em TV por satélite. Chama-se radiotelescópio.
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| Radiotelescópio chines FAST, também chamado de Tianyan, de 500 m de abertura. |
Embora os radiotelescópios que utilizam uma única antena sejam essenciais, os telescópios do NRAO (Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA) consistem em muitas antenas interligadas formando matrizes gigantes capazes de capturar imagens de rádio detalhadas de objetos muito distantes.
Como os humanos são uma espécie fundamentalmente visual, ver ou “imaginar” é uma parte importante de toda a astronomia, independentemente do tipo de luz que está sendo estudado. Embora os radiotelescópios não tirem "fotos" da mesma forma que os telescópios de luz visível, os sinais de rádio que eles detectam são convertidos em dados que podem ser usados para gerar imagens.
O conjunto de dados de radioastronomia são reunidos e processados em um supercomputador. A saída pode ser transformada em imagens coloridas de diferentes maneiras para revelar determinadas características do objeto, como temperatura, “aglutinação” ou a intensidade das emissões de rádio vindas de diferentes regiões. As imagens resultantes permitem que cientistas e o público em geral possam ver objetos que, de outra forma, seriam invisíveis.
No Brasil
Em nosso país, além de outros radiotelescópios existentes atualmente, está sendo construído no interior da Paraíba, na cidade de Aguiar, um novo radiotelescópio chamado BINGO. A parte do radiotelescópio referente à recepção, amplificação e tratamento do sinal vindo do céu está a cargo da UFCG, Universidade Federal de Campina Grande, PB. Saiba mais sobre este projeto em https://fisica.net/realnews/pesquisa/conheca-o-radiotelescopio-bingo-a-arma-do-brasil-para-sondar-o-universo/
Fontes:
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Por Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ; Jordan Marshall, NM9L e Scott Bergeson. Traduzido por Alisson, PR7GA
Radioamadores unem forças com pesquisadores para um experimento para monitorar a vida selvagem por telemetria.
O Serviço de Radioamador e, consequentemente, os Radioamadores, têm uma longa e profícua história de inovação na ciência das telecomunicações por rádio. Desde dispositivos médicos até satélites, o Radioamadorismo mantém-se ativo em inúmeras atividades, incluindo investigação científica e serviço público.
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| Galen Burrell, estudante de pós-graduação do laboratório de Scott Bergeson, usa o rádio para rastrear morcegos no nordeste de Indiana. [foto de Deanne Jensen] |
Como os pesquisadores podem usar o Radioamadorismo
Um exemplo claro da cooperação entre o Radioamadorismo e a pesquisa científica é a radiotelemetria da vida selvagem (veja a foto principal). Desde as décadas de 1950 a 1960, a radiotelemetria tem sido usada por pesquisadores científicos como meio de rastrear animais selvagens por meio de pequenos transmissores/beacons. A radiotelemetria permite que os cientistas monitorem os movimentos de um animal à distância, sem a necessidade de acompanhá-los floresta adentro.
A prática de rastrear sinais de rádio usando um pequeno receptor e uma antena portátil é mais conhecida no nosso hobby como caça à raposa – uma atividade onde radioamadores, chamados "caçadores", buscam rastrear e localizar um transmissor escondido, chamado "raposa". Esta transmite seus sinais por um determinado período, enquanto os caçadores tentam localizá-la usando apenas técnicas de detecção de direção (radiotelemetria). Depois que a raposa é localizada, alguns participantes elevam a dificuldade, incumbindo os caçadores de encontrar uma microraposa – um transmissor ainda menor e de baixa potência escondido em algum lugar perto da raposa principal.
A maior diferença entre os pesquisadores que rastreiam a vida selvagem usando radiotelemetria e os Radioamadores que rastreiam a "raposa" é que o transmissor não está se movendo, enquanto a vida selvagem está. As técnicas e equipamentos utilizados para essas duas atividades são semelhantes. Normalmente os Radioamadores usam a banda de 2 metros, enquanto que muitos pesquisadores da vida selvagem usam transmissores nas faixas de VHF ou UHF, frequentemente logo acima da nossa banda de 2 metros (aproximadamente 150 MHz), ou da faixa de 70 centímetros. As antenas utilizadas são bastante semelhantes, geralmente Yagis direcionais portáteis.
Unindo Rádio e Ciência
No verão norte-americano de 2022, Jim Danielson, AC9EZ, conduziu um projeto de pesquisa de telemetria da vida selvagem com Jordan Marshall, NM9L, e Scott Bergeson, ambos professores do Departamento de Ciências Biológicas da Purdue University Fort Wayne (PFW). Este projeto foi inspirado no trabalho acadêmico de Scott, que usa telemetria da vida selvagem para estudar diversas espécies de morcegos no meio-oeste norte-amaricano. Como parte de sua pesquisa, Scott utiliza pequenos transmissores operando na faixa de 150 MHz que são fixados nas costas dos morcegos capturados. Esses morcegos são soltos e depois rastreados por Scott e seus alunos, identificando os habitats e áreas de atividade dos morcegos.
Para realizar o rastreamento, são utilizadas antenas Yagi portáteis e um receptor, todos de fabricação industrial. Os transmissores emitem uma portadora simples em intervalos regulares, bem similar a os pequenos transmissores usados em caça à raposa.
O projeto de pesquisa de Jim tinha dois objetivos principais: analisar o desempenho das antenas caseiras Yagi-Uda e seu uso para receber sinais de telemetria, e analisar o desempenho de um dongle SDR barato e sua possível utilização por pesquisadores de telemetria da vida selvagem. O SDR usado foi um modelo vendido online por valores entre 25 e 30 dólares.
Para a primeira parte da pesquisa, foram construídas três antenas Yagi-Uda. A primeira foi feita com tubos de alumínio. Já a segunda e a terceira antenas foram feitas com fita métrica de 1 polegada e tubos de PVC de 1/2 polegada, diferindo entre si pelo comprimento e o espaçamento entre os elementos. As dimensões dos elementos foram calculados usando o software 4NEC2.
Para fins de teste, colocamos um pequeno transmissor beacon em diferentes locais próximos ao campus da Universidade para simular um morcego empoleirado. Conectamos as antenas ao receptor de telemetria comercial e conseguimos registrar algumas leituras aproximadas de intensidade do sinal. Os resultados foram promissores, com a Yagi de fita métrica dando os melhores resultados. Este foi um resultado importante, pois indicou a possibilidade de uso das Yagis caseiras por pesquisadores profissionais.
Uma importante falha de projeto durante o experimento foi a falta de qualquer tipo de balun caseiro nas Yagis. Durante o teste das antenas, notamos que os diferentes comprimentos do cabo coaxial estavam afetando o desempenho das antenas. Provavelmente a razão é que uma antena Yagi tem um ponto de alimentação balanceado, enquanto o cabo coaxial (que foi usado para alimentar cada antena) é uma linha de alimentação inerentemente desbalanceada.
Por conta dessa incongruência, há grande possibilidade de que o padrão de radiação e o ganho calculado para cada projeto de antena tenham sido alterados, já que o cabo coaxial estava atuando como parte da antena. Adicionar um balun poderia melhorar o desempenho de cada Yagi, embora sejam necessárias mais pesquisas para comprovar a real influência que o balun teria em cada antena.
Para a segunda parte de pesquisa de Jim, os transmissores foram novamente colocados em diferentes locais fora do campus. No ponto de recepção, o dongle SDR estava conectado a um laptop. O objetivo era saber como o dongle SDR recebia o sinal do transmissor e determinar seu alcance. Esses testes produziram vários resultados. O sinal pôde ser observado claramente no waterfall da tela do compuador, de forma bem semelhante a sinais FT8 ou outros sinais digitais. Ajustes finos no ganho de RF e na resolução permitiu que o sinal do transmissor fosse visto na tela ainda que nenhum sinal audível pudesse ser percebido. O resultado foi que a tecnologia SDR poderia ser utilizada para uso em telemetria da vida selvagem a distâncias superiores a 2 quilômetros.
Outro fator a considerar com o uso da tecnologia SDR é que a maioria dos pesquisadores depende da detecção audível de um sinal de telemetria. Este método de detecção de áudio tem suas desvantagens porque requer um sinal forte o suficiente para ser ouvido. No entanto, conforme demonstrado pelos modos digitais FT8 e JT65, um sinal de rádio pode ser detectado visualmente mesmo que não seja ouvido. Para os pesquisadores, isso pode indicar que os sinais dos transmissores podem ter seu alcance aumentado significativamente.
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| Uma captura de tela do dongle RTL-SDR usando o software SDR# recebendo os sinais de telemetria a aproximadamente 1 quilômetro de distância. O SDR foi configurado para modo CW com filtro de 500 Hz. A frequência do transmissor era 153,330 MHz. [imagem de Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ] |
Olhando para o futuro
À medida que Jim avança com sua pesquisa, ele espera continuar aplicando as técnicas e o treinamento que recebeu como Radioamador às pesquisas que conduz como estudante.
Sobre os autores
Andrew “Jim” Danielson, AC9EZ, é aluno da Universidade PFW. Ele é Radioamador desde 2012, hoje na classe extra (similar à classe A brasileira. Jim recebeu conquistou vários diplomas, tais como WAS, DXCC e WAC; também operou em eventos especiais comoa SKCC, NAQCC e CWops, e participou da expedição A35JT (Reino de Tonga) em 2019. Ele é membro da ARRL, SKCC, NAQCC, CWops, Fort Wayne Radio Club e Fort Wayne DX Association. Jim gosta de construir antenas para sua estação doméstica e portátil, fotografar, ler livros, tocar e escrever músicas no violino, piano e órgão de tubos. Jim pode ser contatado pelo email dile13@hotmail.com.
Jordan Marshall, NM9L, é professor de biologia da flora na Universidade PFW, com interesses de pesquisa em estrutura e composição florestal, ecologia de perturbações e biologia de invasores. É membro da ARRL e participa do programa POTA como caçador e ativador. Jordan pode ser contatado via marshalj@pfw.edu.
Scott Bergeson é professor assistente de biologia da fauna na Universidade PFW. Seus interesses de pesquisa concentram-se nos impactos de perturbações em animais ameaçados e em risco, como morcegos, doninhas, e a tartaruga-aligátor. Scott usou a telemetria para estudar a ecologia espacial de inúmeras espécies de morcegos em todo o mundo. Ele pode ser contatado pelo email bergesos@pfw.edu.
Fonte: Revista QST, edição de Janeiro de 2024.
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Por Gary Mikitin, AF8A. Traduzido por Alisson, PR7GA
Você pode ser um cidadão-cientista voluntário e fazer ciência - só precisa operar sua estação!
Em 14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024, um eclipse solar ocultará os raios solares em várias partes do mundo, incluindo o Brasil, e trará oportunidades excepcionais para os Radioamadores praticarem ciência. Não é necessária nenhuma habilidade especial, curso ou formação; tudo o que você precisa é o desejo de contribuir para a compreensão do mundo ao nosso redor, um rádio, uma antena e fazer contatos. Cientistas estarão estudando como o eclipse afeta os sinais de rádio à medida que a grande sombra da Lua interrompe os raios solares e, consequentemente, provoca mudanças bruscas na composição da ionosfera. Tudo o que você precisa fazer para contribuir é operar sua estação, fazer contatos e enviar seu log.
A Conexão entre Radioamadorismo e Eclipses Solares
Em 1901, Guglielmo Marconi demonstrou que sinais de rádio originados na Europa poderiam ser recebidos a milhares de quilômetros de distância na América do Norte. Cientistas daquela época se perguntavam como os sinais de rádio poderiam viajar, ou propagar, pelo Atlântico. Eles desenvolveram (e mais tarde provaram) a teoria da propagação de ondas de rádio de longa distância pela ionosfera, na qual sinais transmitidos a partir da superfície da Terra são refletidos por alguma parte da atmosfera e retornam à Terra. A camada da atmosfera que produz esse efeito foi chamada de ionosfera. Atualmente, nós sabemos que ela é uma região de partículas carregadas a aproximadamente 80 a 1000 quilômetros acima da superfície da Terra.
Hoje, mais de 100 anos depois daqueles tempos de pioneirismo, ainda existem perguntas sobre a ionosfera. Por exemplo, qualquer pessoa que tenha ouvido as faixas comerciais de AM ou ondas curtas já experimentou o desvanecimento, uma rápida mudança na intensidade do sinal. O desvanecimento é o nome que se dá para a variação na composição da ionosfera e pode ser benéfico, elevando os sinais acima do ruído e tornando-os mais fáceis de receber. Também pode ser prejudicial, enfraquecendo os sinais, até mesmo fazendo com que desapareçam por segundos ou minutos de cada vez. Os radioamadores conhecem esse efeito pelo código "QSB".
Um melhor entendimento dessa variação da ionosfera poderia melhorar nossa capacidade de prever a propagação, o que que ajudaria não só os próprios Radioamadores, mas todos aqueles que utilizam o espectro de rádio, como as emissoras comerciais e até mesmo o GPS, pois seus controladores poderiam operar melhor o sistema para minimizar as perturbações naturais.
O Impacto do Sol nas Comunicações por Rádio
Um dos fatores que influenciam a propagação das ondas de rádio na ionosfera é a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera a partir do sol. A rotação da Terra expõe a ionosfera a quantidades variáveis dessa energia em diferentes locais. Essa variação faz com que a ionosfera se mova para cima e para baixo e mude de densidade, o que afeta sua capacidade de refratar ("dobrar") sinais de rádio de volta à Terra.
Durante um eclipse solar, a lua passa entre a Terra e o sol, diminuindo drasticamente a quantidade de radiação ultravioleta e raios-X que atinge a ionosfera. A variação durante um eclipse ocorre em questão de minutos, não de horas. Essa perda e recuperação rápida de energia solar deve fazer com que a ionosfera responda de maneiras mais fáceis de detectar do que quando a resposta ocorre lentamente ao longo de 24 horas - esse é o foco da pesquisa.
Durante os eclipses de outubro de 2023 e abril de 2024, os pesquisadores estarão observando a quantidade de sinais na faixa de ondas curtas que serão refletidos na ionosfera, e também a distância que eles percorrem antes, durante e após o eclipse. E quais sinais serão monitorados? Os sinais dos Radioamadores fazendo seus contatos. Essa será a principal fonte de dados para a pesquisa. Para estimular os colegas a participarem, está sendo preparado um evento especial... um "QSO Party", similar a um concurso.
Solar Eclipse QSO Party
Para extrair informações significativas dos milhares de sinais vindos das estações dos Radioamadores durante os eclipses, foi criado um evento chamado Solar Eclipse QSO Party (SEQP). Haverá dois SEQP; um para cada eclipse (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024). Tudo que os radioamadores precisam fazer é operar suas estações e fazer contatos usando voz, código Morse e modos digitais. O SEQP é patrocinado pela Ham Radio Science Citizen Investigation (mais conhecida por sua sigla, HamSCI: hamsci.org) e pela ARRL. No Brasil, ela tem o apoio da LABRE.
Para injetar um pouco de diversão e competição amigável no evento, haverá um "ranking" com base na quantidade e na cobertura geográfica dos contatos, e os resultados serão resumidos no site do SEQP. Para participar, basta fazer o registro de seus contatos ("logs") e enviar para os organizadores do SEQP após o eclipse. Será muito similar a um conteste ou concurso, onde todos buscam fazer contato com o maior número possível de estações. As regras detalhadas do SEQP estão disponíveis em hamsci.org/seqp-rules, mas aqui estão os principais pontos:
- Opere o tempo que desejar durante o período do SEQP (14 de outubro de 2023 e 8 de abril de 2024)
- Faça contatos em fonia, código Morse ou modos digitais, como FT8
- Registre os contatos com seu software favorito
- Não esqueça de reservar um tempo para observar o eclipse com segurança (se estiver em seu caminho)
- Após o período do SEQP, envie seu log para o site do SEQP
- O resultado do evento será publicado posteriormente. Acompanhe para ver sua pontuação
- Se você tiver dúvidas sobre o Solar Eclipse QSO Party, envie-as para hamsci@hamsci.org.
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Por Alisson, PR7GA
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
O Radioamadorismo é um hobby fantástico. Embora a grande maioria de seus praticantes não vá muito além de montar uma estação em VHF ou HF para se divertir conversando com os colegas, fazendo DX ou aprendendo sobre construção de antenas e outros dispositivos, alguns aproveitam para ir além. Muito além.
Há alguns dias, um Radioamador canadense conseguiu "hackear" as comunicações de um satélite da NASA que orbita o sol a alguns milhares de quilômetros da Terra usando nada mais que uma pequena antena parabólica de pouco mais de 60 cm de diâmetro em seu quintal. E ainda fez mais. Fiel à filosofia do Radioamadorismo, publicou a "receita de bolo" para que outros entusiastas ao redor do mundo possam repetir a experiência por si mesmos.
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| Pequena antena utilizada para captar os sinais do satélite |
O feito foi alcançado pelo colega Scott Tiley, VE7TIL, um Radioamador canadense cuja paixão consiste em "caçar" satélites. Ele já foi citado no QTC da ECRA. Em 2018, ele encontrou sinais de uma sonda da NASA chamada IMAGE que havia desaparecido em 2005. Com a ajuda de Tilley, a NASA conseguiu restabelecer o contato com a sonda. Para ler a matéria, clique aqui.
Agora, Scott conseguiu captar os sinais do satélite STEREO-A da NASA. Segundo ele, o satélite está se aproximando da Terra neste verão do hemisfério norte, o que contribuiu para conseguir captar seus débeis sinais com uma antena tão pequena. Em 2 de julho ele conseguiu captar os sinais emitidos em 8 GHz e decodificar e compor esta bela imagem, que mostra uma explosão solar com forte emissão de raios-X:
A mesma explosão pode ser observada na animação abaixo, onde a breve saturação na imagem mostra o pico de raios-X.
Ele também conseguiu montar a animação abaixo que mostra a passagem do planeta Mercúrio por trás do Sol:
O satélite STEREO-A foi lançado em 26 de outubro de 2006, lançado de Cabo Canaveral acompanhado de seu irmão STEREO-B. Seus sufixos indicam suas posições em relação ao Sol: "A" (Ahead, ou à frente) e "B" (Behind, ou atrás). Ambos os satélites têm como missão orbitar sol e transmitir imagens à Terra para criar modelos 3D da atividade solar.
No início deste verão no hemisfério norte, Tilley ouviu falar que outros radioamadores estavam captando sinais de STEREO-A em 8443,580 MHz. Ele decidiu verificar. "A portadora central é muito alta, quase 30dB acima do ruído", disse ele. "Também notei bandas laterais contendo as transmissões de dados, o que é bastante incomum de se captar com minha pequena antena."
A princípio, o sinal era indecifrável. Porém, a partir do trabalho de outros colegas radioamadores e de informações disponibilizadas pela NASA, ele conseguiu demodular os dados. Agora Tilley está monitorando fluxos de dados de quase todos os instrumentos científicos da STEREO-A, incluindo o scanner ultravioleta extremo (EUVI), dois coronógrafos (COR1 e COR2), o scanner de imagens heliosféricas (HI) e um receptor de rajada de rádio solar (S/WAVES).
Quando passar próximo da Terra, em 17 de agosto, STEREO-A estará a apenas 0,05 UA (7,5 milhões de km) da Terra. Nessa distância, o sinal do satélite chegará com uma amplitude mais que dobrada, tornando-os ainda mais fáceis de "hackear".
Para quem quiser tentar captar as imagens, Tilley publicou um detalhado relato técnico que explica exatamente como fazer isso. Acesse em https://skyriddles.wordpress.com/2023/07/03/stereo-a-comes-home/
Viva o Radioamadorismo!
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Por Alisson, PR7GA
Em dezembro de 2023, o Radioamadorismo completará 40 anos de presença no espaço. Em 1983, o astronauta norte-americano e Radioamador Owen Garriot, W5LFL, fez contato com radioamadores de todo o mundo enquanto estava orbitando a Terra. Desde então, diversos outros Radioamadores astronautas ou cosmonautas têm feito o mesmo durante suas respectivas missões a bordo de espaçonaves/estações espaciais, sendo a mais famosa, sem dúvida, a ISS.
Agora, nos preparamos para dar mais um passo além. Após a NASA confirmar a tripulação da missão Artemis II, que visitará a Lua durante uma missão de 10 dias no final de 2024, descobrimos que três dos quatro astronautas são Radioamadores.
Da esquerda para a direita na foto acima, vemos:
- Reid Wiseman, KF5LKT, Comandante
- Victor Glover, KI5BKC, Piloto
- Jeremy Hansen, KF5LKU, Especialista de Missão 2
- Christina Hammock Koch, Especialista de Missão 1
E foi por pouco que não tivemos toda a tripulação composta por Radioamadores. Christina Koch estava preparando-se para prestar exames e também receber sua licença quando foi pega de surpresa com a antecipação de seu voo. Ela teve então de suspender os estudos para o Radioamadorismo para dedicar-se a sua missão espacial.
O fato de haver três Radioamadores na missão Artemis II gera grande expectativa na comunidade radioaficionada, assim como pela possibilidade de que alguma escola ao redor do mundo possa realizar um contato com esses astronautas, a exemplo do que é feito há décadas pela ARISS e seus contatos escolares com a ISS. Até 2022, a NASA relata que mais de 100 tripulantes da ISS realizaram contatos com mais de 250.000 estudantes em diversas escolas, universidades e outras instituições na Terra.
Assim, após quatro décadas de comunicação com a órbita baixa da Terra, a esperança é que o Radioamadorismo possa alcançar a Lua. E pelo menos um dos três astronautas-Radioamadores já tem experiência com contatos espaciais.
Na imagem acima, vemos o astronauta-Radioamador Reid Wiseman KF5LKT falando com estudantes da Terra durante a Expedição 40 da Estação Espacial Internacional em 28 de junho de 2014. Ele é o atual comandante da missão lunar Artemis 2. (Crédito da imagem: NASA)
Ainda não há informações oficiais sobre equipamentos de Radioamador na missão Artemis II, que está programada para ser lançada em novembro de 2024. A missão, que que durará aproximadamente 10 dias, será lançada no poderoso foguete do Sistema de Lançamento Espacial da agência e será um teste para os sistemas de suporte à vida da espaçonave Orion e validará as capacidades e técnicas necessárias para os futuros astronautas viverem e trabalharem no espaço profundo.
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Por Alisson, PR7GA
O High-frequency Active Auroral Research Program (HAARP), estará transmitindo sinais para um asteroide relativamente próximo da Terra. O objetivo é tentar conhecer a sua estrutura interna e sua composição por meio da reflexão dos sinais refletidos por ele, de maneira similar a um exame de ultrassom, mas realizado com ondas eletromagnéticas ao invés de mecânicas. Este tipo de pesquisa é fundamental para avançar na compreensão da evolução do sistema solar e auxiliar na defesa planetária. Os pesquisadores pediram ajuda aos Radioamadores para a recepção dos "ecos" que correspondem aos sinais que ricocheteiam no asteroide e retornam à Terra.
O alvo é o asteroide 2010 XC15, e o eco será recebido pelos Rádio-observatórios de comprimento de onda longo de Owens Valley (OVRO-LWA) localizado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e o da Universidade do Novo México (UNM-LWA). O asteroide estará a aproximadamente duas vezes a distância da Lua à Terra no momento da transmissão.
As transmissões estão previstas para acontecer em 27 de dezembro de 2022, das 11:00 UTC às 23:00 UTC na frequência de 9.600 kHz, na modulação LFM (FM linear), com uma frequência de modulação de 0,5 Hz e uma largura de banda de 30 kHz.
Os horários podem variar de acordo com as condições da ionosfera. Para condições ionosféricas em tempo real, consulte os ionogramas do HAARP Diagnostic Suite em https://haarp.gi.alaska.edu/diagnostic-suite.
Os radioamadores podem ajudar com registros de recepção dos ecos ou gravações dos sinais demodulados em .wav ou .mp3, enviando-os para o HAARP em uaf-gi-haarp@alaska.edu. Além disso, poderão solicitar um cartão QSL no endereço postal do HAARP:
HAARP
PO Caixa 271
Gakona AK 99586
EUA
SOBRE O HAARP
O HAARP é um centro de pesquisa localizado no Alaska composto por um conjunto perfeitamente cofasado de 180 antenas dipolo de HF dispostas de forma cruzada e lado a lado. Este conjunto imenso de antenas é ligado a 30 casas de transmissores, e cada casa abriga seis transmissores de 10KW cada. Assim, este imenso conjunto é capaz de irradiar até 3,6 megawatts de potência de RF direto para a ionosfera. O HAARP é capaz de operar desde 2,7MHz até 10MHz.
O HAARP é conhecido também por alguns desavisados como "Máquina do Fim do Mundo" por sua suposta capacidade de controlar mentes e de gerar terremotos, tsunamis e outros desastres naturais... O que é obviamente absurdo! Saiba mais sobre ele acessando esta matéria: https://qtc.ecra.club/2018/08/maquina-controladora-de-mentes-estara.html
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Por Alisson, PR7GA
Dois Radioamadores, juntamente com uma rede internacional de estações terrestres, estarão rastreando os sinais enviados pela espaçonave Orion da NASA, que será enviada à Lua em breve. A data do lançamento está prevista para 14 de novembro, mas dependerá de haver condições favoráveis.
Em agosto, a NASA havia solicitado publicamente a ajuda de qualquer um que tivesse condições de receber e fazer medições acerca do efeito doppler dos sinais enviados pela espaçonave para auxiliar no seu rastreamento. O QTC da ECRA publicou esta notícia. Clique aqui para saber mais.
Em 31/10, a NASA anunciou o resultado final daquele pedido, publicando uma lista composta por 18 voluntários, dentre organizações públicas, privadas e dois Radioamadores: o norte-americano Scott Chapman, K4KDR, e o canadense Scott Tilley, VE7TIL.
Chapman é um colega dedicado à informática relacionada ao Radioamadorismo. Dentre seus feitos, está um trabalho feito juntamente com o Daniel Estévez EA4GPZ que consistiu em decodificar, por meio do software GNU Radio, os sinais de uma rede de dados via satélite chamada "Outernet".
Já Tilley, Radioamador apaixonado pelo espaço, dedica-se a tentar captar sinais de satélites "zumbis", ou seja, aqueles que ainda orbitam a Terra, mas foram abandonados por seus lançadores devido a seu tempo de vida útil ter terminado. Em 2020, ele conseguiu captar sinais de um satélite que era dado como "morto" há mais de 50 anos. Para saber mais sobre esta história, clique aqui. Mais recentemente, Tilley conseguiu captar sinais de uma sonda chinesa que orbitava a Lua.
A NASA recebeu dezenas de respostas de organizações e indivíduos de todo o mundo, incluindo Radioamadores. Os voluntários selecionados, incluindo os dois colegas citados, tentarão captar os sinais durante as três fases distintas da missão de aproximadamente 25 dias da Orion: durante sua jornada até à Lua, em sua órbita acima da superfície lunar e o retorno à Terra.
Os dados coletados pelos participantes serão enviados e analisados pelo programa Space Communications and Navigation (SCaN) na sede da NASA em Washington, após o retorno da Orion à Terra. Se bem-sucedidas, essas estações terrestres e os dados que elas fornecem podem ser usados para aumentar a capacidade de rastreamento de futuras missões à Lua, Marte e além. A NASA também estará coletando seus próprios dados de rastreamento.
Participantes
Agências espaciais governamentais
Agência Espacial Canadense, Canadá
Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), França
Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Alemanha
Instituto de Pesquisa Aeroespacial da Coreia (KARI), República da Coreia
Centro Espacial Nacional, Elfordstown Earthstation, Irlanda
Organizações privadas/comerciais
Clearbox Systems Pty Ltd., Austrália
Goonhilly Earth Station Ltd., Reino Unido
Máquinas intuitivas, EUA
Kongsberg Satellite Services, EUA
Leaf Space LLC, EUA
Corporação Espacial Sueca, EUA
Telespazio, Itália
Vambrace Inc., EUA
Viasat, EUA
Organizações sem fins lucrativos
CAMRAS, Holanda
Instituições acadêmicas
Laboratório de Design de Sistemas Espaciais, Georgia Tech Research Institute, EUA
Radiomadores
Scott Chapman, EUA
Scott Tilley, Canadá
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Por Alisson, PR7GA
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
Nesta sexta-feira, 02 de setembro de 2022, o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E) localizado na cidade de Parnamirim, no Rio Grande do Norte, receberá a Etapa Regional Norte/Nordeste da OBSAT MCTI, durante a qual será lançado um balão estratosférico com experimentos selecionados dentro da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT), com horário previsto de início às 7h e término às 17h.
O lançamento do balão está previsto para ser realizado dentro de uma janela de horário prederminado mediante autorização: entre 14h e 15h.
O QTC da ECRA recebeu correspondência dos responsáveis pela OBSAT a respeito do evento, que reúne os primeiros colocados de cada nível (ensino fundamental II - N1, ensino médio - N2 e ensino superior - N3) na região Nordeste. Os satélites desenvolvidos por cada equipe serão lançados por meio de um balão estratosférico equipado com radiossonda RS41 operando a 403 MHz, permitindo o seu rastreio em tempo real.
Os dados de cada satélite serão transmitidos em intervalos de 4 minutos na frequência de 915 MHz (LoRa), e também em 403 MHz por meio de uma radiossonda RS41. Os dados serão salvos localmente na sonda, e enviados para o servidor. A previsão do trajeto do balão pode ser vista na imagem abaixo:
Para este rastreamento, que é muito importante para o acompanhamento do balão contendo os satélites até o momento do resgate, está sendo solicitada a ajuda de todos os radioamadores que possuírem condições de recepção e decodificação dos sinais da radiossonda. Para isso, basta um simples dongle SDR como o rtl-sdr e o software, que pode ser SDR# para receber o sinal e o RS-41 Tracker para decodificar o sinal.
Como o balão deve subir a a uma altitude bastante elevada, é esperado que os sinais transmitidos sejam recebidos num raio considerável, tipicamente chegando a mais de 400 km quando estiver no ponto mais alto de sua trajetória.
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| Área aproximada aonde se espera haver recepção do balão |
Na imagem acima é possível verificar que colegas em vários estados próximos, incluindo RN, CE, PB, PE e AL poderão tentar realizar o rastreamento, ajudando o pessoal da OBSAT.
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| Tela do software RS41 Tracker mostrando o rastreamento |
Para mais informações sobre radiossondas e seu rastreamento e resgate, acesse https://www.ham-dmr.com.br/wp-content/uploads/2020/08/NS_Radiossondas_NetBR.pdf
Diversos testes serão realizados antes do lançamento para garantir o bom funcionamento e segurança da sonda e dos satélites enviados, entre os testes estão: inspeção visual de isolamento da bateria; teste de massa; interferência magnética; teste de dimensionamento; e teste de telemetria com o servidor que receberá os dados do Payload.
Sobre o Centro Vocacional Tecnológico Espacial (CVT-E)
O Centro Vocacional Tecnológico Espacial está localizado dentro do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI) e tem 10 mil metros quadrados, sendo que 2,5 mil deles são área construída, divididos em dez ambientes. São três laboratórios (propulsão, satélites e integração e testes), auditório, sala de capacitação, refeitório com capacidade para 40 pessoas, vestiários, dormitório, além dos espaços Lua e Marte, espécie de planetários que reproduz a superfície desses astros para a simulação de atividades de exploração.
Sobre a Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT)
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI busca disseminar o conhecimento sobre a temática de satélites, promovendo experiências teóricas e práticas em projetos de satélites de nano satélites (CubeSats e CanSats). O desenvolvimento de nano satélites abrange diversos ramos do conhecimento de maneira interdisciplinar, promovendo o ensino/aprendizagem, colaboração e trabalho em equipe. Os participantes estão tendo a oportunidade de estar imerso nesse contexto, realizando testes, analisando dados obtidos desses satélites. A OBSAT MCTI tem por objetivo difundir a cultura aeroespacial para estudantes e professores de instituições de ensino fundamental, médio, técnico e superior.
Nesta primeira edição, participaram 108 equipes do nível superior, 127 do ensino médio e técnico e 57 equipes de alunos do Ensino Fundamental II. Com isso de forma direta, tivemos uma participação de 1500 estudantes espalhados pelo país participando ativamente da Olimpíada. Nesse contexto e não menos importante, o OBSAT MCTI teve também um alcance estimado de aproximadamente 500.000 pessoas indiretamente.
Parceiros
A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI é um projeto desenvolvido por pessoas da Universidade Federal de São Carlos, com a parceria da equipe Zenith Aerospace (projeto acadêmico de alunos da Universidade de São Paulo) no desenvolvimento e criação da sonda. Possui o apoio da Agência Espacial Brasileira do INPE e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações.
Fontes:
Documento enviado pelos responsáveis
https://www.obsat.org.br/
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Por Alisson, PR7GA, com informações de Tony PY1AX e Gil PU1UHF
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A LABRE-RJ participou de uma demonstração de radioamadorismo dentro da I Mostra Espacial do Rio de Janeiro (I MERJ) e do evento de lançamento regional da Olimpíada Brasileira de Satélites (OBSAT MCTI). O evento aconteceu na Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Campus Maracanã, na Concha Acústica Marielle Franco, dia 20 de agosto (sábado), das 8h às 18h. Estiveram presentes, pela LABRE-RJ, o presidente Sérgio PY1PP, o diretor social Marcos PY1MZ, e o diretor de ensino e tecnologia, Tony PY1AX.
A I MERJ pretende apresentar os laboratórios e grupos que atuam na área espacial e desenvolvem pesquisas e atividades de extensão universitária em todo o estado do Rio de Janeiro. Além da LABRE-RJ, houve a apresentação de projetos e grupos de extensão no contexto aeroespacial, tais como: Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA), Grupo de Foguetes do Rio de Janeiro (GFRJ/ UERJ), Minerva Rockets (UFRJ), RocketWolf (CEFET), CEB Rocket Design (CEB), e outros.
Durante o evento, foi realizado lançamento e rastreamento de um balão meteorológico dotado de uma radiossonda, operando em 403 MHz. O balão subiu até uma altura de cerca de 24 km e uma temperatura de -80ºC, quando estourou, conforme previsto, e caiu no mar percorrendo cerca de 120 km de distância, considerando a subida, descida, curvas e caiu a 60 km do litoral, defronte a Arraial do Cabo. O rastreamento ocorreu em tempo real, acompanhado num telão, pela estação da UERJ, montada pelo prof. Gil Pinheiro, PU1UHF. Para este lançamento, houve o pedido de autorização junto ao Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA), da Aeronáutica, feito pelo Reitor da UERJ, Prof. Mário Sérgio.
Rastreamento da radiossonda
Momento do lançamento da radiossonda
A LABRE-RJ montou um "stand" aonde instalou uma estação para contatos em fonia e telegrafia em várias bandas e também foram realizadas diversas demonstrações e troca de informações a respeito da operação de satélites por parte dos radioamadores. Na ocasião, Tony fez um contato por meio do satélite AO91.
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| Da esquerda para a direita: Sérgio Mendes, PY1PP, pres. da LABRE-RJ Prof. Mário Sérgio, Reitor da UERJ Tony, PY1AX, Dir. Ensino/Tecnologia LABRE-RJ Profª Cláudia Gonçalves Prof. Gil Pinheiro, PU1UHF |
O stand também contou com a exposição de chaves telegráficas com oscilador para a audição dos sinais em código morse. Os visitantes, desde crianças de 7 anos até adultos, tiveram a oportunidade de tentar manipular sinais em morse utilizando as chaves, como o famoso SOS. Curiosos, os visitantes saíam maravilhados pelo contato com esta tecnologia que, embora não seja mais utilizada em larga escala, ainda é muito apreciada por radioamadores e utilizada por gigantes da tecnologia, como o Google (https://experiments.withgoogle.com/collection/morse) e Samsung (https://www.samsung.com/in/microsite/good-vibes/) em projetos especiais.
Viva o radioamadorismo!
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Por Alisson, PR7GA
A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
A NASA publicou hoje, 16/08/2022, um documento oficial no qual solicita formalmente a ajuda de cidadãos de todo o mundo para rastrear e medir o efeito Doppler nas transmissões da Missão Artemis 1 observado na Terra. A data de lançamento da missão está prevista para o dia 29 de agosto de 2022. A iniciativa visa dar à Agência Espacial Norte-americana informações sobre estações terrestres em todo mundo que possam ser utilizadas para aumentar a sua capacidade de medição em caso de necessidade. Embora não sejam citados diretamente, os radioamadores que operam na faixa dos microondas podem ter um papel-chave no pedido.
No documento, chamado RFI - Request for Information (Pedido de Informação), a NASA explica que o pedido não envolve nenhum tipo de subsídio, incentivo ou ajuda de custo, mas tão somente colaboração voluntária. A data limite que os interessados têm para responder ao pedido, informando seu interesse em colaborar, é 24 de agosto de 2022. Espera-se que a espaçonave seja lançada ainda em agosto e que sua missão dure entre quatro e seis semanas ao todo, período em que ela transmitirá seus sinais à Terra.
O pedido da NASA não envolve nenhum tipo de transmissão da Terra para a espaçonave, nem capacidade para decodificar a telemetria. Basta apenas que os interessados tenham capacidade de recepção na Banda S entre 2200 e 2290 MHz e condições de observar e medir o efeito Doppler no sinal transmitido a partir da espaçonave. Porém, aqueles que tiverem capacidade de decodificar os sinais irão receber os detalhes técnicos para que possam realizar essa decodificação.
No documento, é mencionado que o nível de potência transmitido poderá requerer antenas de altíssimo ganho para medição ótima (parabólicas com diâmetro de 9 metros, por exemplo), mas também diz que antenas menores também poderão ser utilizadas.
Os interessados deverão enviar um email à NASA. Na resposta, deverão ser fornecidas informações sobre sua própria estação, incluindo as características de suas antenas, a capacidade de rastrear o sinal transmitido e medir o Doppler dele, e até a capacidade de desligar totalmente qualquer tipo de transmissão a partir da sua estação para garantir que não haja radiação em direção à espaçonave, dentre outras questões citadas. Para mais detalhes sobre como e a quem enviar a sua resposta, leia o documento original.
SOBRE A MISSÃO ARTEMIS 1/Orion
Artemis I será o primeiro teste conjunto dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete Space Launch System (SLS) e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center em Cabo Canaveral, Flórida. Artemis I consistirá de um teste de voo não tripulado para a exploração humana do espaço profundo.
Durante este voo, a espaçonave será lançada pelo foguete mais poderoso do mundo e voará mais longe do que qualquer espaçonave construída para humanos já voou. Ele viajará mais de 450 mil quilômetros a partir da Terra, muito além da Lua, durante quatro a seis semanas. A Orion permanecerá no espaço por mais tempo do que qualquer outra nave já construída para astronautas sem atracar em uma estação espacial e voltará para casa mais rápido e mais quente (devido à alta velocidade de reentrada à Terra) do que nunca. A missão também lançará diversos nanossatélites (Cubesats) durante seu trajeto. No vídeo a seguir, publicado pela NASA, é possível observar o tamanho monstruoso do poderoso foguete:
Com esta primeira missão de exploração, a NASA irá testar, perto da Lua, os sistemas necessários para missões na superfície lunar e exploração de outros destinos mais distantes da Terra, incluindo Marte. Nas missões seguintes, haverá astronautas a bordo e o foguete SLS, que atualmente tem a capacidade de transportar até 26 toneladas de carga, terá sua capacidade aumentada para até 45 toneladas.
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Na década de 1930, a comunicação por rádio estava deslumbrando o mundo. Pela primeira vez era tecnicamente possível para qualquer pessoa em qualquer país se comunicar com qualquer outra pessoa no planeta.
As empresas estavam investindo pesadamente no desenvolvimento de serviços de comunicação para o grande público. No entanto, a experiência mostrou que o rádio de ondas curtas (usando comprimentos de onda entre 100 e 10 metros, ou frequências entre 3 e 30 MHz) era vulnerável a interferências e, eventualmente, apagões de rádio. Ninguém iria usar ou investir em uma rede de comunicações que não fosse confiável. Por conta disto, as empresas começaram a pesquisar o que afetava suas comunicações e a identificar possíveis soluções alternativas.
Uma das empresas que decidiram investigar essa nova fronteira das comunicações foi a Bell, em Nova Jersey. Para isso, designaram um de seus engenheiros, Karl Jansky, para tentar identificar as fontes de interferência que poderiam afetar os novos serviços. Ele então construiu uma antena que foi montada sobre as rodas de um veículo Ford Modelo T de forma a girar sobre plano horizontal e varrer o horizonte para tentar identificar a direção de onde vinham as várias formas de interferência. Ele conectou esta antena a um receptor de rádio de última geração e começou a trabalhar.
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| Karl Jansky em seu laboratório. |
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| Karl Jansky e sua antena experimental rotativa, 1933. Fonte: https://dspace.njstatelib.org/xmlui/handle/10929/32197 |
Nos meses seguintes, ele conseguiu identificar o ruído semelhante a estática característico das tempestades e outros fenômenos naturais, e as inúmeras formas de interferência produzida pela humanidade.
Curiosamente, quando esses tipos de interferência silenciavam, ele descobriu que podia ouvir um ruído constante, uma espécie de "chiado" que desaparecia ao desconectar a antena. Girando a antena, ele identificou a direção de onde o ruído era mais forte e percebeu que, para sua surpresa, durante o dia o pico de interferência se movia de leste para oeste.
Após meses de trabalho, ele concluiu que o culpado pelo ruído era a Via Láctea, com os sinais mais fortes vindos da direção da constelação de Sagitário. Jansky havia descoberto as ondas de rádio cósmicas, que a Via Láctea é uma fonte de sinais de rádio, e que as emissões mais fortes vêm da direção do centro de nossa galáxia.
Seria de esperar que tal descoberta chacoalhasse a comunidade astronômica, porque na época todas as observações astronômicas eram feitas usando telescópios ópticos. No entanto, a resposta dos astrônomos foi que os engenheiros de telecomunicações deveriam continuar brincando com seus rádios e parar de fingir ser cientistas. Felizmente, a descoberta de Jansky atraiu a atenção de um radioamador chamado Grote Reber, cujo indicativo era W9GFZ.
Reber já havia feito contato via rádio com radioamadores em todos os continentes do mundo e estava em busca de um novo desafio. A descoberta de Jansky atraiu a sua atenção, e em seu quintal em Wheaton, Illinois, ele construiu o primeiro radiotelescópio do mundo: uma antena parabólica de quase 10 metros de diâmetro, feita de madeira com uma superfície refletora de chapa de aço galvanizado.
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| Grote Reber, W9GFZ. Hoje o seu indicativo está registrado pela NRAO. |
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| Radiotelescópio de Reber em Wheaton, Illinois, 1937 |
Radiotelescópio de Reber em seu local atual, no National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia. Fonte: https://astronomy.com/photos/picture-of-day/2022/08/a-radio-relic |
Depois de tentar utilizar a antena com diversos projetos de receptores, cobrindo uma ampla gama de comprimentos de onda/frequências, ele finalmente conseguiu detectar as emissões relatadas por Jansky. No entanto, Reber tinha uma grande vantagem: sua antena foi projetada para mover-se para cima e para baixo (elevação). Assim, ele começou a montar o primeiro mapa de rádio do céu, mostrando claramente as emissões de rádio da Via Láctea e que elas eram mais fortes na direção do centro da nossa galáxia.
Surpreendentemente, a comunidade astronômica deu a Reber a resposta que Jansky queria.
Ironicamente, foi a Segunda Guerra Mundial que mudou tudo. Cientistas e engenheiros estavam empenhados em conjunto para desenvolver novos dispositivos para o esforço de guerra e, no processo, ambas as comunidades construíram uma confiança mútua. Daí em diante, algumas novas descobertas acidentais feitas durante as hostilidades e os primeiros resultados da radioastronomia deram início a um novo campo do conhecimento. Então, quando a guerra acabou, as novas tecnologias descobertas no período foram usadas para fazer radiotelescópios, e a radioastronomia nasceu.
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| Ken Tapping é astrônomo no Observatório Radioastrofísico Dominion do Conselho Nacional de Pesquisa dos EUA. |
SOBRE A RADIOASTRONOMIA
O nosso universo tem um lado que permanece oculto aos nossos olhos. Ele irradia em comprimentos de onda e frequências que não podemos enxergar. Cada objeto no cosmos emite padrões únicos de sinais de rádio que permitem aos astrônomos obter a imagem real de um objeto distante. Radioastrônomos estudam emissões vindas de planetas gigantes gasosos, explosões no núcleo de galáxias, ou mesmo sinais precisos de uma estrela moribunda.
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| A Nebulosa W50, conhecida como “Nebulosa do Peixe-boi”, mostrada em luz visível (acima) e com a adição dos sinais de rádio (abaixo) Fonte: https://public.nrao.edu/radio-astronomy/the-science-of-radio-astronomy/ |
Hoje, a radioastronomia é um ramo importante da astronomia e revela características ocultas de todo o universo.
Veja abaixo um vídeo explicando de forma fácil o que é e o que faz a radioastronomia:
Fazendo Radioastronomia
A porção de rádio do espectro eletromagnético pode vir tanto de objetos e processos energéticos no universo, como também de objetos frios e escuros que não emitem luz visível. Como diferentes comprimentos de onda são emitidos por diferentes objetos, os radioastrônomos usam diferentes métodos e instrumentos para detectá-los. Um desses instrumentos é uma grande antena parecida com aquelas utilizadas em TV por satélite. Chama-se radiotelescópio.
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| Radiotelescópio chines FAST, também chamado de Tianyan, de 500 m de abertura. |
Embora os radiotelescópios que utilizam uma única antena sejam essenciais, os telescópios do NRAO (Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA) consistem em muitas antenas interligadas formando matrizes gigantes capazes de capturar imagens de rádio detalhadas de objetos muito distantes.
Como os humanos são uma espécie fundamentalmente visual, ver ou “imaginar” é uma parte importante de toda a astronomia, independentemente do tipo de luz que está sendo estudado. Embora os radiotelescópios não tirem "fotos" da mesma forma que os telescópios de luz visível, os sinais de rádio que eles detectam são convertidos em dados que podem ser usados para gerar imagens.
O conjunto de dados de radioastronomia são reunidos e processados em um supercomputador. A saída pode ser transformada em imagens coloridas de diferentes maneiras para revelar determinadas características do objeto, como temperatura, “aglutinação” ou a intensidade das emissões de rádio vindas de diferentes regiões. As imagens resultantes permitem que cientistas e o público em geral possam ver objetos que, de outra forma, seriam invisíveis.
No Brasil
Em nosso país, além de outros radiotelescópios existentes atualmente, está sendo construído no interior da Paraíba, na cidade de Aguiar, um novo radiotelescópio chamado BINGO. A parte do radiotelescópio referente à recepção, amplificação e tratamento do sinal vindo do céu está a cargo da UFCG, Universidade Federal de Campina Grande, PB. Saiba mais sobre este projeto em https://fisica.net/realnews/pesquisa/conheca-o-radiotelescopio-bingo-a-arma-do-brasil-para-sondar-o-universo/
Fontes:
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