XX CEA - Detección de meteoros en radio

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