Telescopio de radio en miniatura en cada patio trasero

Probablemente no esperaría ver a alguien hacer observaciones astronómicas en un día nublado en el centro de un área urbana densa, pero eso es exactamente lo que sucedió en el reciente Mini-Creative Iron de Filadelfia de 2019. El profesor James Aguirre de la Universidad de Pensilvania mostró allí, el Mini Proyecto Radio Telescopio (MRT) particularmente compacto construido alrededor de una antigua antena parabólica DirecTV y algunos componentes baratos, brindando a los visitantes una vista del cielo de una manera que la mayoría nunca antes había tenido. visto antes.

Gracias a la extensa documentación en línea del proyecto, todos los que tengan una antena parabólica de respaldo y algunos cientos de dólares en hardware de soporte pueden construir su propio radiotelescopio personal que es capaz de observar objetos en el cielo, sea cual sea la hora del día o las condiciones climáticas. Incluso si no está interesado en mirar un espacio profundo desde la comodidad de su hogar, el MRT ofrece un marco para construir una plataforma automatizada para dirigir una antena totalmente inclinable que podría usarse para capturar señales de satélites en órbita.

Con el lento colapso de la televisión por satélite en los Estados Unidos, estos platos a menudo son gratuitos, y una vista bastante común en la acera llega como un día basura. Tal vez incluso uno (o tres) esté sentado en su propio techo mientras lee esto, esperando una nueva vida en la era de Netflix.

Ya sea para satisfacer tu propia curiosidad o porque quieres seguir los pasos del profesor Aguirre y utilizarlo como herramienta de difusión STEM, proyectos como MRT facilitan más que nunca la construcción de un telescopio DIY funcional.

Apunta y dispara

El MRT, y realmente cualquier proyecto de radiotelescopio como este, consiste básicamente en dos sistemas separados: uno que proporciona la orientación motorizada del plato y el receptor que realmente captura las señales. Ambos sistemas pueden funcionar de forma independiente, pero combinados con el software de "pegamento" apropiado, permiten al usuario trazar un mapa del cielo utilizando frecuencias de radio.

Obviamente, los componentes electrónicos y mecánicos necesarios para pasar una antena a través del cielo no son terriblemente complejos. Si quisiera simplificar las cosas y contentarse con moverse en un eje, incluso podría hacerlo con un rastreador de "puerta de granero". Lo que realmente inició la reciente explosión de radiotelescopios de bricolaje es el proyecto RTL-SDR e inspiró la era de las radios definidas por programación (SDR) baratas.

Como era de esperar, el MRT también utiliza un receptor RTL-SDR para procesar señales de Low Noise Block (LNB) en el plato. El profesor Aguirre dice que debido a que todavía usan las acciones de DirecTV LNB, el telescopio es bastante limitado en lo que realmente puede "ver". Pero es bastante bueno visualizar el sol o capturar satélites en órbita, lo cual es suficiente para demostrar los principios operativos básicos de un radiotelescopio.

Para mover la antena parabólica, el MRT usa un Arduino conectado a un trío de Great Easy Drivers de Sparkfun. Estos, a su vez, están conectados a los motores paso a paso de la antena, suficientemente adaptados para que puedan mover la placa sin necesidad de contrapeso. Esto lo convierte en un excelente candidato para el encerramiento dentro de una cúpula, lo que permitiría observaciones en todo clima.

Tanto el receptor RTL SDR como el Arduino están conectados a una Raspberry Pi, que ejecuta el programa para el telescopio y proporciona la interfaz para el usuario. El repositorio MRT GitHub contiene todas las diversas herramientas y programas creados para el proyecto, en su mayoría escritos en Python, que deberían brindar una referencia útil incluso si no está interesado en duplicar el proyecto general del telescopio.

Vagando por el cielo

Cuando visitamos al profesor Aguirre, intentó usar el MRT para encontrar el Sol. Pensarías que es una tarea bastante simple a media tarde, pero gracias a una capa intacta de nubes de color gris acero que cuelgan bajas sobre el cielo de octubre, Sol no estaba en ninguna parte con nuestros escasos sentimientos humanos.

Satélites geofijados vistos por MRT

Mientras el plato hacía sus lentas cacerolas robóticas por el cielo, hablamos con el profesor sobre el telescopio y las diversas revisiones que ha sufrido a lo largo de los años. Luego, la pantalla se iluminó, mostrando una representación de una señal inusualmente fuerte, claramente el MRT escuchó me allí. Después de un breve examen, el profesor anunció que no habíamos encontrado el sol; en cambio, lo más probable es que el telescopio se cruzara con un satélite geoestacionario.

Fue este estilo de narración lo que los visitantes descubrieron con el minitelescopio. Nadie esperaba que esto pudiera armar un dispositivo de consumo para descubrir un nuevo exoplaneta o ayudar a resolver un misterio del cosmos durante mucho tiempo considerado mientras estaba sentado en un estacionamiento de Filadelfia.

Pero era más que capaz de mostrar objetos a diez mil millas de distancia, mientras que nuestros propios ojos ni siquiera podían entender dónde estaba el Sol. Reafirmó de una manera muy real que había algo ahí fuera, y los estudiantes, jóvenes y mayores, no pudieron evitar estar fascinados por ello.

  • Michael Black dice:

    Pero puedes escuchar a Júpiter en una radio de camisa a 18 MHz, necesitarás una antena pero nada extensa.

    De modo que el truco no es lo que se puede armar, sino los resultados. El campo comenzó como un subproducto de averiguar de dónde provenía la interferencia en la banda de onda corta. En la década de 1930, incluso alcanzar los 30MHz empujó los límites, aunque sucedió antes del final de la década.

    Pero a una radioafición se le atribuye el comienzo de la radioastronomía intencional, más tarde en la década de 1930.

    Así que podrías hacer mucho con un equivalente simple y como aficionado.

    Pero, eso fue hace décadas, el campo estaba progresando, por lo que el más simple estaba retrasado. Sospecho que se pueden encontrar pocos nuevos con equipos pequeños. Tener su propio radiotelescopio puede ser algo genial, pero probablemente solo obtendrá cosas simples que los profesionales en el campo han descubierto durante mucho tiempo.

    Recuerde, los radioaficionados crean sistemas mucho más populares, para el salto lunar y otras cosas. Así que preparaban sus propios platos grandes o comían las sobras. Construirían un excedente equivalente y usarían. En 1972, QST publicó un artículo sobre la recepción de algunas señales de Apollo (creo que una facturada también hizo un rebote lunar), utilizando mucho exceso esotérico. No fue fácil.

    Entonces, solo porque hay SDR baratos destinados a la recepción de televisión y platos pequeños, eso no significa mucho que hacer. Hacer cosas a menudo requiere mucha comprensión y esfuerzo, algo tgat parece faltar cuando alguien ensambla algunos tableros preensamblados.

    Miguel

    • aburrido dice:

      Su punto se aborda claramente en el artículo.

    • drenehtsral dice:

      sin embargo, como proyecto inicial para sumergir un dedo del pie en el agua y ver si te ilumina lo suficiente como para dedicar tiempo a dicha comprensión y esfuerzo, usar módulos encontrados / redundantes para copiar algunos experimentos antiguos parece una forma legal de comenzar.

      Sí, las probabilidades de descubrir algo completamente nuevo (para la humanidad en su conjunto) desaparecen, pero las probabilidades de que un mechón individual aprenda algo que no sabía o desarrolle una comprensión intuitiva de algo que solo conocía de un libro siguen siendo grandes.

      • CodeToad dice:

        Esta. Hay muchas ocasiones en las que el bricolaje hace que las personas hagan lo poco práctico (especialmente cuando se trata de construir instrumentos y herramientas), pero el factor de redención es casi siempre el aprendizaje.

    • Apothus dice:

      Creo que este proyecto es un gran candidato para una escuela o un aula. Especialmente si los niños tienen acceso a él durante el almuerzo. Les animaría a cazar objetos en el cielo y tratar de averiguar qué podrían ser si se mueven, etc.

    • MattT dice:

      Sabes, hacer las cosas solo por diversión es una razón completamente válida.

    • Hermano dice:

      Debe consultar el proyecto SatNOGS para ver qué se puede hacer. Puede que se sorprenda gratamente.

  • John Spencer dice:

    Los autos de carreras de plástico RC "juguetones" parecen autos de carreras de F1 reales, pero son muy divertidos.

    • Jonmayo dice:

      Todo lo que enriquece mi vida me parece una buena idea. No puedo permitirme tiempo, dinero y habilidades para mi propio equipo de Fórmula 1. Aparte de un espectador, poco puedo hacer para participar.

      Creo que un telescopio casero, de radio u óptico, es una experiencia personal muy rica. Incluso si tiene poco efecto en el mundo o en el avance de la ciencia moderna. Puede haber otros propósitos además de nuevos descubrimientos y redacción de artículos. Debe ser para mantener la pasión por la astronomía amateur.

      • Andy dice:

        Si. Amo estos pensamientos

  • barc0001 dice:

    Entonces, ¿estamos diciendo que "The Arrival" con Charlie Sheen era más creíble que una tonta idea de Hollywood cuando creó su propio VLA a partir de las antenas parabólicas de la gente?

    • Brillo dice:

      Tan bueno que alguien mencionó "La llegada". Ciertamente parece creíble entonces. Siempre tuve curiosidad por tu pregunta. Gran pelicula

  • James Stoffel dice:

    Así que tengo dos de estos platos en este momento, solo para este tipo de proyecto. Supongo que si pudiera obtener un tercio, mi "campo de visión" sería mucho más grande, ¿verdad? Por supuesto, necesito aprender a unir los tres.

    Me pregunto si hay grupos similares al grupo de Lightning Web que le permiten juntar varios platos como estos para una visualización masiva.

  • Nate B dice:

    Vale la pena mencionar a la Society of Amateur Radio Astronomers en una de estas piezas, http://www.radio-astronomy.org/ tiene muchos indicadores para construir su propio equipo y tal.

  • Fred dice:

    Con un poco de coordinación y control de la "nube", ¿no podría conectar en red decenas de miles de estos en todo el planeta para crear un radiotelescopio gigante? Incluso con un hardware defectuoso, creo que la distancia y la cantidad de platos podrían dar una resolución decente de algunos objetos, ¿verdad?

    • Cogidubnus Rex dice:

      En teoría, sí, pero necesita una marca de tiempo bastante precisa de las muestras de cada telescopio para que la onda de un plato se combine con la onda de (cada) otro plato. En longitudes de onda más cortas, donde la frecuencia de muestreo puede ser mucho más baja, es posible que se quede con un receptor con reloj GPS. Si las señales no se sincronizan, no es un desastre, "solo" tienes que hacer que cambies una de las señales una muestra en el tiempo en ambas direcciones hasta que obtengas una correlación entre las dos señales.

      Para una señal de ancho de banda de 1 MHz probada a 2 MHz, si su precisión de tiempo es buena hasta un milisegundo, podría tener hasta 4000 diferencias de muestra entre las dos señales. Muchas fuentes de radio, sin embargo, son continuas, por lo que podría reducir su frecuencia de muestreo para facilitar el cronometraje con el intercambio, que necesitaría más tiempo de observación para lograr la misma sensibilidad.

      • SteveMcG dice:

        Esto debería ser posible con las señales de GPS como referencia.

        • Suimi dice:

          SDR con osciladores controlados por GPS ... eso es rápidamente complicado y bastante caro. Además, la resolución espacial dependerá de que todas las antenas apunten exactamente en la misma dirección al mismo tiempo.

      • Qwertz Abcd dice:

        Creo que esto no debería estar vivo.

        Un gran número de astrónomos aficionados a pequeña escala podrían dirigir todas sus placas al mismo dirección y luego registre la misma parte del tiempo en un formato que incluya marcas de tiempo. Estas muestras podrían montarse digitalmente más tarde.

    • David Hoskins dice:

      ¡Pensé lo mismo al leer este artículo! Me imagino que la parte más difícil sería asegurarse de que todas las placas apunten al objetivo con suficiente precisión para poder juntar todos los datos en una imagen cohesiva.

      Creo que la sincronización del GPS lo acercará lo suficiente, pero suponiendo que todas las antenas están conectadas a Internet, que el servidor mantenga un reloj principal y sincronizarlo mientras ajusta el tiempo de ping no debería ser demasiado difícil.

  • Suimi dice:

    "Esto lo convierte en un gran candidato para encerrarse dentro de una cúpula, lo que permitiría observaciones en todo clima".
    ¿Por qué el reflector parabólico necesitaría una cúpula? La lluvia causaría un ablandamiento en la ruta de la señal, pero dudo que una cúpula ayude.

    • Cogidubnus Rex dice:

      La cúpula puede proteger el plato del viento. Las ráfagas fuertes pueden arrancar temporalmente la antena y las ráfagas muy fuertes pueden dañar el sistema de montaje. La ventaja añadida es que evita la lluvia, por lo que no es necesario preocuparse por impermeabilizaciones especiales para los aparatos eléctricos.

    • trndr dice:

      El domo permite un plato más delgado y liviano y no requiere electrónica impermeable.
      La gran pregunta es por qué una disposición no balanceada sería apropiada para un domo cuando la mayoría, si no todas, las antenas domo comerciales están balanceadas.

    • Suimi dice:

      Gracias, estaba pensando solo en la lluvia y no en el viento.

    • Jon dice:

      ¿Una cúpula de metal sería un problema con algunas longitudes de onda?

      • Suimi dice:

        Si la cúpula de metal tiene agujeros (es decir, es un bucle) dejará pasar frecuencias con una longitud de onda de un orden más pequeña que el tamaño de los agujeros. Pero supongo que una cúpula de metal llena de agujeros sería inútil a menos que esté cubierta con una sustancia impermeabilizante aislante.

  • Richard Morgan dice:

    Gracias a la extensa documentación online del proyecto ”. De acuerdo, puedo encontrar el esquema y el código para la parte de pintura e inclinación, pero nada más que algunas imágenes del conjunto mecánico. ¿Me lo estoy perdiendo o no incluyeron esa parte?

  • Hanesh dice:

    ¿Qué software usaste?

  • Caza de Juan Pablo dice:

    Internet en capas conectado por cable, teléfono móvil y wifi. Cargas de 200 mpbs para videos en vivo de 8k para TV por cable viendo juegos de la nfl después de que la CPU ai esté hecha para todas las pantallas de teléfonos móviles, se necesitan computadoras portátiles y de escritorio y TV. siguiente por favor.

América Aguilar
América Aguilar

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