Subscribe Now
Trending News

hlavny vlf experiment

Úvod

Rádiové vlny veľmi nízkych frekvencií (VLF) majú zákonite veľmi dlhú vlnovú dĺžku, rádovo kilometre. Pre detekciu takého signálu sa preto dá použiť anténa citlivá na magnetickú zložku elektromagnetickej vlny známa ako magnetická slučka, pričom jej rozmer nemusí presiahnuť pár centimetrov. Tento typ antény je spolu s ďalšou prijímacou elektronikou implementovaný aj do skCUBE. Principiálne podobnými detektormi na palubách satelitov sú zariadenia pozostávajúce z cievok s jadrom uložených v troch navzájom kolmých osiach. Nazývame ich anglicky search coil magnetometers a boli umiestnené napríklad na satelitoch DEMETER (Parrot, 2006) a THEMIS. Jednou z ich úloh bolo sledovať rádiové signály, ktorých zdrojom sú elektrické výboje v atmosfére Zeme. Tieto signály sú zaujímavé, pretože odrážajú vlastnosti samotného zdroja a charakteristiku prostredia cez ktoré sa smerom k satelitu šíria.  Zdrojom takýchto elektrických výbojov je búrková činnosť, ktorá spôsobuje nielen klasické blesky ale aj málo známe nadoblačné blesky, takzvané transient luminous events alebo v skratke TLE (pre viac informácii pozri web stránku Stanford VLF group). Detektor rádiových vĺn veľmi nízkych frekvencií na skCUBE by mohol obohatiť poznanie TLE fenoménu napríklad v spojení s projektom Atmosphere-Space Interactions Monitor, skrátene ASIM (Neubert, 2006). Jeho úlohou bude na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS cielene TLE pozorovať kamerami. Jeho začiatok sa plánuje na rok 2017 (ASIM project website), kedy by skCUBE mal štartovať tiež. Blesky ale nie sú jediným zdrojom takýchto rádiových signálov. Medzi ďalšie patrí aj samotná ionosféra a magnetosféra Zeme v dôsledku interakcie nabitých častíc slnečného vetra s jej magnetickým poľom. To vedie k vzniku cyklotrónového a synchrotrónového žiarenia (Ribicky and Lightman, 1979). V neposlednom rade patrí medzi zdroje rádiových vĺn vo vesmíre aj ľudská činnosť. Z povrchu Zeme sa vysiela nepretržite. V pásme veľmi nízkych frekvencií je v súčasnosti po celom svete aktívnych niekoľko desiatok vysielačov (pozri Wikipedia List of VLF transmitters), ktoré budú mať tiež nezanedbateľný vplyv na meranie našeho detektora.

Detektor

Našim hlavným vedeckým detektorom je prijímač, ktorý bude detegovať rádiové signály v rozsahu 3 – 30 kHz (pásmo veľmi nízkych frekvencií) a následne ich spracovávať. Skladá sa z detekčnej cievky, ktorú tvorí 1000 závitov s plochou 42 cm2. Signál z cievky sa pomocou operačného zosilňovača zosilní a je privedený na interný AD-prevodník mikrokontroléra STM32F746, ktorý robí následné spracovanie tohto signálu. Priamo na palube sa realizuje digitálna filtrácia signálu, fourierova analýza spektra a detekcia udalostí na základe výkonovej hustoty spektra.