استمع إلى سواتل الطقس أو الإشارات المجرة مع طبق اكتشاف Krakenrf

توصي حكومة الولايات المتحدة بأن يكون لدى كل شخص مجموعة من الكوارث تتضمن راديو الطقس. تتوافق أجهزة الراديو هذه إلى شبكة وطنية تديرها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ولجنة الاتصالات الفيدرالية التي توفر تنبيهات حول الطقس الخطير وحالات الطوارئ الرئيسية الأخرى. يمكن أن تكون هذه البث بمثابة شريان الحياة عند خروج أنظمة الاتصال الأخرى. ولكن ماذا لو تمكنت من تصعيدها ولم تحصل على معلومات صوتية فحسب ، بل أيضًا الصور والمخططات والتقارير المكتوبة ، حتى أثناء قبالة الشبكة تمامًا؟

تبين أنك تستطيع ذلك ، بفضل الأقمار الصناعية الحديثة المتزامنة الجغرافية ، ولم يكن الأمر أسهل أبدًا من نظام Discovery Discovery الجديد في KrakenRF. يتضمن هذا النظام شراء هوائي مكافئ بقيمة 115 دولارًا أمريكيًا بقيمة 70 درجة مئوية ، ثم أحد الأعلاف التي تبلغ قيمتها 109 دولارًا والتي تغطي نطاقات تردد مختلفة. لتجربة النظام ، حصلت على خلاصة واحدة مناسبة لالتقاط عمليات نقل الأقمار الصناعية L-band ، وآخر تم ضبطه لاكتشاف انبعاثات الراديو من غيوم الهيدروجين المجرة.

يأتي الهوائي المكافئ كثلاث بتلات معدنية بالإضافة إلى بعض القطع والقطع الإضافية لعقد العلف وتركيب الطبق على الدعم. يتم عقد كل شيء مع المكسرات والمسامير ، بحيث يمكن تفكيكه وإعادة تجميعه ، والبتلات خفيفة وتكدس معًا بشكل جيد – يمكنك أن تحزمها في حقيبة إذا أردت السفر وأخذ عينات من سماء مختلفة.

بالإضافة إلى طبق KrakenRF وتغذية ، ستحتاج أيضًا إلى جهاز استقبال راديو (SDR) المعرفة من قبل البرامج وجهاز كمبيوتر مع برنامج لفك تشفير الإشارات القادمة من الخلاصة. يمكن استخدام العديد من SDRs ، ولكن ستحتاج إلى واحدة تأتي مع ما يُعرف باسم Tee Bias Build ، أو ستحتاج إلى إضافة نقطة انحياز بنفسك. يزود Tee Bias القدرة على مضخمات الضوضاء المنخفضة المستخدمة في خلاصات KrakenRF. لقد استخدمت مدونة RTL-SDR 34 $ الموصى بها (والتي تأتي كدولة USB) ، مع جهاز MacBook الخاص بي ، ولكن يمكنك استخدام جهاز كمبيوتر أو Raspberry Pi ككمبيوتر مضيف أيضًا.

يتكون طبق الاكتشاف من خلال ثلاث بتلات [top center] هذا الترباس مع معدات التثبيت الأخرى [top left and right]. يتم تثبيت الأعلاف على عمود وتعديلها لتكون مستوية مع تركيز الطبق [bottom]. تسمح الخلاصات المختلفة بتطبيقات مختلفة ، مثل 1680 ميغاهرتز لتلقي عمليات نقل القمر الصناعي L أو 1420 ميجاهرتز لعلم الفلك اللاسلكي. يدلل إشارات مستقبل الراديو المعرفة من قبل البرامج.جيمس بروفوست

بعد أن أدخلت تغذية L-band في الطبق ، فقد حان الوقت للبحث عن قمر صناعي. بعد دليل Krakenrf ، استخدمت كارل راينمان تطبيق الويب لطباعة قائمة من السمت والارتفاعات لأقمار الطقس الجغرافية المتزامنة على أساس موقعي. ثم توجهت إلى سطح مبنى سكني مدينة نيويورك مع الصاري من هوائي راديو لحم الخنزير المحمول لتوفير جبل. ثم توجهت مباشرة إلى الأسفل مرة أخرى عندما أدركت أنه كان من المثير للغاية بالنسبة لجبل مؤقت. الطبق مثقوب بالثقوب لتقليل مقاومة الهواء ، ولكن كان لا يزال هناك خطر حقيقي من الرياح التي تغلق الصاري المحمول وتجتاحها على جانب المبنى.

بعد يومين ، عدت إلى ظروف أكثر هدوءًا ، ومع استخدام جهاز iPhone الخاص بي كبوصلة ومقياس الميل ، وجهت الطبق إلى إحداثيات القمر الصناعي في الطقس. يتسكع هذا القمر الصناعي فوق خط الاستواء على طول خط الطول 75 درجة غربًا ، بالقرب من مدينة نيويورك. قمر صناعي ثانٍ ، يجلس في الغرب ، على درجة حرارة 135 درجة غربًا ، فوق المحيط الهادئ.

هذه الأقمار الصناعية Goes هي مركبة فضائية من الجيل الرابع في سلسلة طويلة من الأقمار الصناعية التي لا تقدر بثمن من الطقس التي تم تشغيلها من قبل NOAA وخدمة الطقس الوطنية الأمريكية لمدة 50 عامًا. تم إطلاق أول الجيل الحالي ، المعروف باسم GOES-R ، في عام 2016 ويتميز بعدد من الترقيات. بالنسبة لعشاق الراديو ، فإن أهم ترقيات هي قدرات البث الوصلة الهابطة.

تنقل الأقمار الصناعية التيار التي يتم التقاط الصور في أطوال موجية متعددة ومقاييس. صورة كاذبة كاملة اللون [above] يتم التقاطها في نطاق الأشعة تحت الحمراء التي تكتشف الرطوبة والرماد. تُظهر الصورة في الأعلى شرق الولايات المتحدة لتقريب ما تراه بالعين المجردة. ستيفن كاس/نوا

تنقل الأقمار الصناعية GOES-R البيانات على ارتفاع 400 كيلو بايت في الثانية ، مقابل بحد أقصى 128 كيلو بايت/ثانية للأجيال السابقة ، مما يتيح تضمين المزيد من المعلومات ، مثل الصور من أقمار الطقس الأخرى في جميع أنحاء العالم. تقوم الأقمار الصناعية أيضًا بدمج بيانات صورة الأقمار الصناعية ومعلومات الطوارئ والطقس في رابط واحد يمكن التقاطه في وقت واحد بواسطة جهاز استقبال واحد ، بدلاً من الحاجة إلى اثنين كما سابقًا.

للحصول على تعديلات على الأطباق الدقيقة ، تم إرشادني بمشاهدة الإشارة في محلل طيف الترددات المدمجة في Satdump ، وهي حزمة من البرامج المفتوحة المصممة لفك تشفير الأقمار الصناعية التي تم التقاطها بواسطة أجهزة استقبال SDR. لقد تأوهت عندما قمت بضبط الطبق ، بالكاد يمكنني الحصول على الإشارة فوق الضوضاء. لكن لدهشتي ، بدأت في رؤية صورة للأرض تبدأ في الشاشة.

حدد تصميم GOES-R الأصلي أنه يجب أن يكون قطر أطباق استلام أرضية على الأقل ، لكن الأشخاص في KrakenRF قاموا ببناء خلاصاتهم حول مضخم جديد للغاية في الضوضاء يمكن أن يجعل الإشارة الأضعف التي تم جمعها من قبل الطبق الأصغر سهلة الاستخدام. سرعان ما كان لدي صور للأرض بأطوال موجية متعددة ، سواء كانت أو بليونة كاذبة ، مع أو بدون الخطوط العريضة المتراكبة للحالات والبلدان ، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الرسوم البيانية الأخرى التي تخطط لهطول الأمطار وسرعات الرياح في مناطق مختلفة.

تبث الأقمار الصناعية GOES أيضًا المعلومات التي تم تحميلها من خدمة الطقس الوطنية الأمريكية ، مثل الرسم البياني لسرعات الرياح البحرية.ستيفن كاس/خدمة الطقس الوطنية

كان الاختبار التالي هو القيام بقعة من علم الفلك الراديوي ، وتبديل تغذية L-band لتغذية انبعاثات الهيدروجين المجرة. كان الحصول على النتائج عملية أطول بكثير: أولاً اضطررت إلى توجيه الطبق في القليل من السماء حيث عرفت درب التبانةلم يكن للحصول على بيانات خط الأساس (تم بمساعدة موقع علم الفلك stellarium). ثم وجهت الطبق مباشرة لأعلى وانتظرت دوران الأرض لإحضار الطريق اللبني. يعد سحب الإشارة خارج الضوضاء عملية بطيئة – يجب عليك دمج 5 دقائق من البيانات من المتلقي – ولكن في نهاية المطاف منحنى لطيف تم تشكيله أشار إلى أنني ما زلت بأمان في احتضان الأسلحة الحلزونية في مجرة ​​منزلنا. علم الفلك الإذاعي أكثر تطورا بكثير يستطيع انجز ، خاصة إذا قمت بتركيب الطبق على منصة المسح لإنشاء خرائط ثنائية الأبعاد. لكنني قمت بتبديل تغذية L-band فقط للتعجب من كيف يبدو كوكبنا من 36000 كيلومتر!