xx cea - detección de meteoros en radio
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Detección de meteoros en radio Conteo y análisis estadístico de
resultados
Rafael Campillos Ladero
Agradecimiento a Jesús Bartolomé por colaborar
¿Porqué observar en radio? 1) Observar las 24h, los 365 días del año.
2) Es independiente de las condiciones
climatológicas o del ciclo día/noche
(hasta cierta medida).
3) Observamos un rango de masas distinto
al visual y más poblado (refinamiento de
datos).
Desventajas 1) Es más caro que la observación visual
(que no cuesta nada más que un papel y
un lápiz)
2) Perdemos datos sobre la localización del
meteoro
3) Puede haber ruido eléctrico que interfiera
(igual que las nubes en visual)
¿Qué es el “meteor scatter”? • Scatter: dispersión de las ondas (en este
caso, de radio) Reflexión.
– Backscatter : la reflexión vuelve
al emisor de esa onda (radar).
– Forwardscatter : la reflexión se
produce en la dirección en la
que viaja la onda.
Fundamentos físicos: la reflexión La reflectividad de la
atmósfera depende del
número de electrones
libres.
Entrada en la atmósfera:
ablación + desintegración =
ionización por la energía
disipada por el rozamiento
(aumentan esos electrones
libres).
Forwardscatter
Capa E
Construyendo un sistema de detección
Tenemos que amoldarnos al emisor. Antes
del apagón de la TV analógica se usaban
emisores de TV (~50 Mhz). Ahora usamos el
radar de seguimiento de satélites en Graves
(a 143.050 Mhz)
Antena que reciba en torno a 145 Mhz
Tenemos que ajustarla a la situación
Construyendo un sistema de detección
• Situación del radar: Dijon, Francia. Ajuste de apuntado de antena (tomando el ángulo respecto al Norte, por ejemplo)
• Ángulo de inclinación: 10º aproximadamente .
• Polarización : el radar emite con polarización vertical (el campo eléctrico de la onda siempre es vertical respecto al suelo), así que la antena hay que colocarla con polarización vertical (elementos verticales)
Construyendo un sistema de detección
La señal de la antena la hacemos pasar por un receptor que sintonizaremos en
143.050 Mhz.
• Demodulación USB (o LSB).
• Control del balance automático de ganancia, silenciador de ruidos (DSP),
etc… queremos la señal pura.
• [Que pueda sintonizar y salida jack sonido]
Por ejemplo un ICOM PCR1000 o incluso un receptor casero como el que ha
diseñado Jesús Tolomé.
La salida del receptor la digitalizaremos mediante la entrada de audio de un
ordenador.
Construyendo un sistema de detección
• Controlador del
receptor (si es
necesario).
• Spectrum Lab
para registro
• Colorgramme Lab
para análisis
Construyendo un sistema de detección
Spectrum lab + script www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html
Spectrum lab + script
Spectrum lab + script
Spectrum lab + script
Colorgramme: análisis actividad http://www.rmob.org/download.php
Conteo de la actividad horaria
Procedimiento para el conteo en lluvias
La actividad varía con el
ciclo de 24h de forma
periódica
Procedimiento para el conteo en lluvias
Actividad fuera de lo previsto
Fundamentos físicos: altura característica
Dependiendo de la masa, la ionización máxima se producirá a una altura distinta
Fundamentos físicos: dinámica del flujo de meteoros
• Densidad del flujo de meteoros e índice de masa s
(define la distribución del número de meteoros con masa
m)
Índice de masa 𝑠 = 1 + 2.5𝑏 log 𝑟 = 1 + 2.3 log 𝑟
r: relación poblacional (población en magnitud)
s : índice de masa
𝑄 𝑚
𝑄 𝑚0=
𝑚
𝑚0
1−𝑠
• Estallido dracónidas
2012:
r= 2,7, [IMO da 2,6]
• Perseidas 2012:
r= 2.12, [IMO da 2]
…
Canal de
caracterización de
estallidos inusuales no
asociados a lluvias
conocidas
Fundamentos físicos: la ablación
• Depende de la presión del aire, es decir, de la altitud
• El número de electrones libres por unidad de longitud de la traza del meteoro es la densidad lineal de electrones α
• Tiene simetría cilíndrica, evoluciona mediante difusión ambipolar
Fundamentos físicos: tipos de meteoros en radio
Meteoros de baja densidad (underdense)
No se produce distorsión o atenuación en la señal reflejada. Debido a la baja densidad de electrones libres, que radia de forma coherente.
Meteoros de alta densidad (overdense)
Alta densidad de electrones se comporta como un plasma y no refleja de forma coherente, en la superficie del tubo creado por el meteoros tenemos reflexión como en el caso anterior, pero el núcleo es plasma
Underdense / Overdense
Simulación teórica
Muestra real
Por estudiar y hacer
1. Usar el desplazamiento Doppler para calcular velocidades. [Fresnel]
2. Determinar un perfil de mínimo detectable y masa equivalente.
3. Reducir el ruido mediante otro receptor que simplemente funcione sin antena. (Contra: no elimina el ruido causado en la zona de «acoplamiento»)
Red de observatorios «Equipo estándar» para tener las mismas condiciones
• Antena en Cercedilla
• Antena en Tres Cantos (Jesús Bartolomé)
• Futura antena en el observatorio de Bonilla (Cuenca) de
la AAM
• … ¿?
RMOB
SOMYCE
IMO (hasta ahora no hay un protocolo como para observaciones
visuales)
Madrid