Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 04
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Музыка сфер
Любительский радиоприем не ограничивается поиском в эфире различных, в том числе самых далеких, радиостанций. Когда надоедает слушать радиопередачи и смотреть ТВ, хочется чего-нибудь естественного: красивых видов природы, шума ветра, журчания воды, пения птиц. К удивительным явлениям природы относятся и естественные радиоизлучения нашей планеты. Их можно послушать в ОНЧ — особо низкочастотном диапазоне радиоволн, то есть на звуковых частотах!
Дальность распространения сверхдлинных радиоволн огромна — сотни тысяч километров. Эти волны распространяются как бы в волноводе, образованном поверхностью Земли и ионосферой на высоте 70… 100 км. Оба слоя на ОНЧ оказываются хорошими проводниками, а слой воздуха между ними — хорошим изолятором.
Импульсы радиоизлучения от ударов молний при тропических грозах, например, достигают наших широт иногда в сильно искаженном виде. Из-за дисперсии (неодинаковых условий распространения для различных частот спектра) вместо короткого треска мы слышим что-то подобное звуку гонга или довольно длинный свист понижающегося тона — так называемый свистящий атмосферик.
«ОНЧ-хоры», «Шипения», «Львиный рык» — эти названия присвоены разным естественным сигналам за их характерные особенности. Большинство естественных низкочастотных излучений возникает, когда в магнитосферу Земли врывается поток заряженных частиц, излучаемых при вспышках на Солнце. Они же вызывают магнитные бури, полярные сияния, нарушения радиосвязи на коротких волнах и многие другие явления. Не исключено влияние «космической погоды» на нашу обычную, земную.
Атмосферики были услышаны как помехи сразу же после возникновения радио. Но свистящие атмосферики регистрировались и ранее на длинных проводных линиях связи. В последние годы интерес к приему естественных «голосов» Земли чрезвычайно возрос в связи с успехами геофизических наук и расширением наших знаний о радиационных поясах и магнитосфере Земли, расположенных еще выше ионосферы. Радиолюбители самостоятельно конструируют приемники для прослушивания ОНЧ-эфира и организуют экспедиции в удаленные районы с низким уровнем помех.
Особый энтузиаст такого «натурального радио», Стив Мак-Гриви, живущий в Америке, оборудовал даже свой микроавтобус целой лабораторией и выезжает послушать атмосферики в удаленные районы, включая Северную Канаду. Его коллекция записей на магнитную ленту и диски уникальна. Стив разработал простой приемник, вполне доступный для повторения даже начинающим радиолюбителям (см. рис. 1).
Схема приемника немного модифицирована под отечественные радиодетали. Он представляет собой двухкаскадный УЗЧ с высоким входным сопротивлением, подходящим для работы со штыревыми антеннами высотой от 1,5 до 4 м (отрезок изолированного провода, поднятый на удочке или закинутый на ветку дерева).
Высокое входное сопротивление обеспечивает полевой транзистор VT1. Стабилитрон VD1 служит для защиты от статического электричества, конденсатор С2 ослабляет помехи от радиостанций. Этой же цели служит межкаскадный фильтр нижних частот L1, С5, С6, срезающий все шумы и помехи с частотами выше 6…8 кГц.
Второй каскад на биполярном транзисторе VT2 собран по стандартной схеме усилителя напряжения. Требуемое усиление устанавливают потенциометром R9.
На выходе приемника можно включить высокоомные телефоны или экранированный кабель, соединяющий приемник со входом магнитофона. В этом случае вы можете слушать эфир через громкоговоритель магнитофона, а наиболее интересные сигналы — записать.
Поскольку приемник имеет большое усиление, надо исключить все возможные паразитные связи его входа с выходом, приводящие к самовозбуждению. Плату приемника нужно поместить в металлический корпус, соединенный с общим проводом — «землей». Возможно, придется экранировать и шнур наушников.
Пример конструктивного выполнения подобного приемника со встроенной батареей питания, наушниками и телескопической штыревой антенной показан на приведенной фотографии.
Спектрограмма атмосфериков.
Слева направо: короткий щелчок (spheric), свистящий атмосферик (whistler), звенящий звук, вызванный многократными отражениями от ионосферы (tweek).
Самый простой приемник ОНЧ-сигналов предложил наш радиолюбитель Игорь Григоров. Для изготовления приемника надо параллельно воспроизводящей головке любого плейера присоединить рамочную антенну — кольцо провода диаметром метров 20…30, сделав двухконтактный разъем. Антенну раскладывают на земле или подвешивают на кустах, ветках деревьев. Делать это можно только на природе, вдали от линий электропередачи. В городе прием невозможен из-за сильного фона переменного тока и индустриальных помех.
Снимок сильного полярного сияния, сопровождавшегося сильными ОНЧ-излучениями.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
* * *
ПОПРАВКА
В «ЮТ» № 1 за 2009 г. на стр. 15, в третьем абзаце сверху вместо слова «протон» следует читать «позитрон». Приносим извинения за ошибку.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Во время недавнего полета шаттла к МКС американская астронавтка, как известно, упустила в открытом космосе сумку с инструментами. Не упадет ли эта сумка кому-либо на голову? И вообще, сколько на орбите скопилось мусора и что с ним собираются делать?
Олег Антонов,
г. Челябинск
Нет, бояться того, что из космоса вдруг свалится сумка с инструментами, не стоит. Такие мелкие предметы до поверхности Земли обычно не долетают, сгорают в верхних слоях атмосферы.
Иное дело — более крупные объекты. В свое время один французский пророк, к примеру, пугал своих сограждан, уверяя, что космическая станция «Мир» непременно упадет на Эйфелеву башню. Но и этого не случилось — фрагменты станции, не сгоревшие в атмосфере, благополучно затонули в Тихом океане.
Но, вообще-то говоря, проблема утилизации космического мусора с каждым годом становится все острее. Дело в том, что в околоземном пространстве скопилось уже более 15 тыс. сравнительно крупных объектов. Счет же мелким идет уже на сотни тысяч. Столкновение с ними опасно прежде всего для выводимых в космос новых спутников и кораблей. Объект диаметром всего в полмиллиметра, летящий со скоростью в 10–20 раз быстрее пули, может пробить скафандр космонавта. А осколок диаметром более 1 см опасен для спутника или космической станции.
Поэтому специалисты в настоящее время разрабатывают различные способы очистки космоса от орбитального мусора. Например, предлагается все вновь запускаемые спутники снабжать особыми двигателями, которые бы либо уводили сателлиты, выработавшие свой срок, на более высокие орбиты, где они могли бы пролетать десятки, а то и сотни лет, пока на орбите не появятся заводы по переработке космического мусора. Либо, напротив, с помощью такого двигателя спутник будут управляемо спускать с орбиты и затапливать его в пустынном районе Мирового океана.
А вот что делать с мелким мусором, пока не придумали. Одно время хотели использовать для его уничтожения мощные лазеры, но эксперименты показали, что пока такой способ малоэффективен и требует больших затрат энергии. Но изобретать что-то надо. Иначе уже в ближайшие десятилетия столкновения на орбитах станут столь же часты, как на улицах крупных городов.
Услышала по радио любопытное сообщение. Будто бы в Англии организована выставка фотографий, сделанных… кошками и собаками. Как это может быть?
Надежда Борисова,
г. Архангельск
Многие жители британских городов выпускают своих кошек и собак гулять по улице самостоятельно. Для них во входных дверях домов прорезают даже специальные проходы.
Идея снабдить кошку миниатюрным цифровым фотоаппаратом пришла к одной из жительниц северного Лондона. Женщина, желая знать, где пропадает по ночам ее кот Сарти, повесила ему на ошейник легкую автоматическую фотокамеру, которая делает по одному снимку через каждые 30 секунд.
С тех пор не только его обладательница, но и вся Великобритания знает, где, когда и как гуляет по Лондону кот Сарти. Фотографии, сделанные в основном во время ночных прогулок, получили огромную популярность в Интернете. Сейчас в британском Интернете существует несколько десятков веб-сайтов, через которые идет обмен подобными фото. Как оказалось, кошки ведут в большом городе очень интенсивную жизнь. А некоторые фото городских пейзажей сделаны в столь неожиданных ракурсах, что могут быть признаны шедеврами современного искусства.
