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Radio Giove, ovvero ascoltare la voce di Giove

20 febbraio 2007
27 febbraio 2007
1° marzo 2007
6 marzo 2007

In alto: Marco Galli e Aldo Cannillo. In basso: Lorenzo Galante e Fabrizio Pusceddu.
A sinistra Angelo Brunero e Valerio Cavallo.


La foto in alto mostra la prima ed informale riunione di un gruppo di persone che si sono messe in testa un'idea strana e meravigliosa, ascoltare la voce del pianeta Giove. La sperimentazione è partita tempo fa dal Liceo Scientifico Giordano Bruno di Torino, dove alcuni allievi guidati e seguiti dal Prof. Lorenzo Galante, con matariale raccolto in rete e dopo essersi costruiti ricevitore ed antenna, hanno iniziato un'attività di radioascolto particolare ed emozionante.
Il gruppo di Torino dell'AIR è venuto a conoscenza di tutto ciò quasi per caso, un fulmine a ciel sereno; e siccome da cosa nasce cosa, l'incontro con questi radioastronomi dilettanti non poteva che formalizzarsi e concretizzarsi con una conoscenza reciproca. A noialtri non è parso vero di incontrare persone con un interesse così particolare; e a questi novelli radioastronomi ha fatto molto piacere conoscere altri appassionati di radioascolto, anche se di un altro tipo.


giove

GIOVE

Diametro: 142.800 km
Massa: 1,9 x 10^27 kg
Densità: 1,3 kg/dm
Distanza Minima dal Sole: 741.000.000 km
Distanza Massima dal Sole: 817.000.000 km
Distanza Minima dalla Terra: 588.000.000 km
Periodo di Rotazione intorno all'asse: 9 ore, 50' 30''
Periodo di Rivoluzione intorno al Sole: 11,86 anni
Inclinazione dell'asse: 3.1
Numero di Satelliti: 40
Ci racconta il Prof. Lorenzo Galante:

Marco Galli sta completando gli studi in fisica, è indirizzato verso studi legati alla fisica ambientale, ex studente del Liceo Scientifico "Giordano Bruno". Aldo Cannillo è studente in Architettura al 2° anno; è apassionato alla fisica e sa apprezzare la matematica; è ex studente del Liceo Scientifico "Giordano Bruno". Fabrizio Pusceddu è studente in Fisica, 2° anno, buona forchetta, anche lui ex studente del Liceo Scientifico "Giordano Bruno". Lorenzo Galante: insegnante del Liceo Scientifico "Giordano Bruno". Ci siamo conosciuti tutti quanti al Liceo, Fabrizio e Aldo sono stati miei allievi. Ci accomuna la passione per la fisica e il desiderio di raccontarla e presentarla agli altri. Ci stimola l'idea di provare a utilizzare la scienza per aiutare chi ha bisogno. Per esempio il 23 novembre prossimo, presso la "Biblioteca dei Bambini" dell'ospedale Regina Margherita, realizzeremo una 'favola fisico-chimica' dal titolo "Gli occhi di Re UUH". La favola verrà raccontata ai bambini dell'ospedale facendo in modo che essi 'entrino' in essa diventandone gli attori principali. Insieme abbiamo realizzato negli anni passati dei laboratori di fisica aperti a tutte le scuole della regione. Il primo, intitolato QUANTUM, dal diapason al principio di Indeterminazione di Heisenberg, si poneva come obiettivo di portare i ragazzi nel mondo della meccanica quantistica a partire da esperimenti realizzati dal vivo. Il secondo, "Physic@", era studiato per far lavorare giovani studenti dei licei con le moderne tecnologie di misura, basate su sensore e convertitore analogico-digitale; si trattava di una serie di esperimenti di fisica realizzati con le suddette tecniche.

Si tratta ora di organizzarsi per portare avanti nel miglore dei modi questa sperimentazione, per partire più preparati che mai all'assalto delle tempeste magnetiche del pianeta gigante. Su queste pagine vi terremo informati sui prossimi sviluppi, come si può ascoltare Giove, cosa occorre, quando mettersi all'ascolto e così via.




Alcune note di Ruggero Ulivastro

La polarizzazione delle emissioni decametriche è ellittica, sia destrorsa sia sinistrorsa, dipende dalla sorgente su Giove. Ci sono tre sorgenti, Io-A, Io-B e Io-C funzione della posizione di Io e del meridiano di Giove che guarda la terra. L'emissione dovuta ad elettroni emessi da Io che viaggiano in spirale attorno alle linee di forza del campo magnetico di Giove (Lorenzo ne sa senzaltro piu' di me su questo fenomeno). Le emissioni sono ricevibili in una banda di frequenze che va dal cut-off della ionosfera, intorno ai 15-18 MHz, a circa 30 MHz con intensità decrescente con la frequenza. Credo che il ricevitore utizzato da Lorenzo sia quello di RadioJove che si limita a ricevere in una banda di qualche decina di kHz attorno ai 20.1 MHz. Utilizzando un ricevitore amatoriale ed una antenna standard per radioamatori (quelle utilizzate durante i "field day", facilmente installabili e smontabili) si possono ricevere nella banda dei 21 MHz le emissoni di Giove che sono a larga banda e si spostano lentamente in frequenza. il problema trovare una frequenza libera in questa banda affollata, ma credo che sia possibile di notte quando si ascolta Giove.


Le antenne

Le antenne ideali per ascoltare Giove ed il Sole nelle bande decametriche sono quelle sensibili alle polarizzazioni circolari, utilizzate da osservatori professionali come l'osservatorio di Nancay in Francia e l'università di Florida (UFRO). Utilizzano antenne a spirale log-periodiche (per avere una larghezza di banda di 20 MHz), le cosidette antenne TP (Tee-Pee in quanto hanno la forma delle tende dei pellerossa).

Le nostre antenne sono, di solito, tutte a polarizzazione lineare, orizzontale o verticale, quindi riceviamo metà del flusso emesso dalle sorgenti. A mia conoscenza non esiste nessuna rediosorgente cosmica che trasmetta in polarizzazione lineare, la polarizzazione è aleatoria (rumore termico) o ellittica (emissione ciclotrone/sincrotrone).

Perché non cominciare con il doppio dipolo descritto in un file .pdf nel sito RadioJove? ha un gudagno di un po' più di 9 dBi ed un lobo principale di qualche decina di gradi ed un lobo secodario piccolo nella direzione opposta. Si installa e si smonta facilmente. Tenetemi al corrente quando avrete scelto il tipo di antenna.

Comunque ho appena aggiornato il mio sito perso.wanadoo.fr/rulivas con dettagli dell'antenna Moxon che conto di utilizzare per le prossime osservazioni delle emissioni decametriche di Giove. Farò dunque il monitoraggio su due frequenze, 20.2 MHz con la Yagi e 22.4 MHz con la Moxon. La Moxon è stata dimensionata per avere il lobo principale ad una elevazione di 30 gradi. Infatti Giove, alla mia latitudine(44°N) avrà una elevazione massima di 30 gradi. La "stagione" per ossevare (ascoltare) Giove comincia in gennaio e finisce in luglio.

A breve distribuirò al gruppo RadioJove List le previsioni per gennaio. In attesa che le previsioni per l'anno siano pubblicate. La prima osservazione (Io-B) sarà il 4 gennaio dalle 05:56 UTC alle 06:59 UTC qui a Nizza Giove sarà ad una altezza di 3 a 18 gradi (assai basso sull'orizzonte) ed un azimuth di 118 a 138 gradi.

Attenzione, le previsioni sono probabilistiche, a volte non si riceve nessun segnale, ciò dovuto al fatto che il meccanismo dell'emissione non è ancora perfettamente conosciuto...


Altri dettagli


L'emissione radio di Giove in banda decametrica si sposta lentamente in frequenza. Vedere la foto: è uno spettrogramma dello osservatorio radioastronomico di Nancay, l'emissione di Giove è visibile verso le 23:36UT come "baffi" che partono da circa 15MHz fino a 35MHz (le linee orizzontali sono le potenti stazioni nelle bande broadcasting). Ad un istante T e su una frequenza F (ad es: 20MHz) si riceve un segnale che può avere una larghezza di banda di qualche kHz a qualche MHz (dipende dal tipo di emissione gioviana, i cosiddetti S-bursts o L-bursts).

Com'è questo "segnale"? Nell' altoparlante del ricevitore (in modo AM o SSB) si sente un rumore come la risacca del mare (L-bursts) o un crepitio (S-bursts). Quest'onda è generata dalla interazione (effetto ciclotrone) di elettroni col campo magnetico di Giove. Nel caso degli L-bursts l'ampiezza dell'onda cambia rapidamente a causa di interazioni col vento solare, quindi si può assimilare ad una modulazione in ampiezza. Per gli S-bursts la situazione è piu complessa. Evidentemente in un ricevitore tradizionale all'uscita dello stadio BF si trovano solo le componenti audio di questa modulazione.

L'ideale è utilizzare lo SDR-IQ (Software Defined Radio, vedere il sito http://www.rfspace.com/sdriq), copre le frequenze da 500Hz a 30MHz, si può avere una larghezza di banda fino a 190kHz. È un convertitore analogico-digitale controllato da microprocessore che agisce direttamente sulla RF. I dati transitano verso il PC via USB. Tutto il processo di demodulazione e di analisi spettrale è fatto da sowtware nel PC. Queto tipo di ricevitore è ormai all portata del radioamatore (circa 500$).

Col mio ricevitore tradizionale (IC-R75) Io utilizzo la SSB in quanto il "dynamic range" è più elevato in questo modo. Larghezza di banda: la più larga possibile, limitata dalle interferenze delle stazioni terrestre. Io utilizzo 1.5 kHz.



Questa foto mostra il grafico di una osservazione di un paio di anni fa.




PICCOLO PROMEMORIA

Le date utili sono:

11 febbraio (Io-C) h. 03:30 - 04:30
meno probabile della precedente (5/2/07) in quanto durata dell'emissione breve

12 febbraio (Io-B) h. 03:30 - 05:40
passa vicino alla regione verde (probabilità non altissima)

20 febbraio (Io-A) h. 03:00 - 05:00
passa vicino alla regione rossa (buona probabilità di successo)

27 febbraio (Io-A) h. 03:00 - 06:00
probabilità altissima! eccellente! zona rossa! culmine intorno le ore 04:00 e addirittura eventuale possibilità di emissione tipo Io-C

01 marzo (Io-B) h. 05:15 - 07:00
passa vicino alla regione verde (probabilità non altissima). Alle 7 attenzione al Sole!

06 marzo (Io-A) h. 04:00 - 06:40
probabilità altissima! zona rossa! culmine intorno le ore 05:00. Alle 6:40 attenzione al Sole!

01 aprile (Io-B) h. 01:30 - 04:30
passa nella regione gialla (probabilità buona)

Notare che superato febbraio, la possibilità di ascoltare qualcosa è scarsa (solo 2 sere favorevoli contro le 6 di febbraio).


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