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RADIOASTRONOMIE

 

Radioastronomie in der Schule

Einleitung
Im Verlauf des 11. Schuljahres beschäftigen sich die Schüler Sören Graupner und Lutz Ehrig  mit dem Nachweis und der Auswertung von Radiostrahlung aus dem Weltall. Sie werden dabei vom Astronomielehrer, Herrn Peter Scheuermann,  unterstützt.
Da im Rahmen der Schule nur relativ einfache Mittel zur Verfügung stehen und die Versuche ohne großen Aufwand an anderen Schulen nachvollziehbar sein sollen, wurde zunächst die Sonne mit einer handelsüblichen TV-Sateliten-Empfangsanlage beobachtet..

Erste Versuche
Nach einigen Versuchen, mit der Sat-Anlage Fernsehsatelliten anzupeilen, wurde ein Sat-Finder gekauft, der nach Umbau ein Intensitätssignal in Form einer Spannung von etwa 0 bis 10 Volt abgibt. Mit dieser sehr einfachen Technik konnte ein deutlicher Anstieg der Feldstärke ermittelt werden, während die Sonne den Empfangsbereicht der Antenne durchlief. Das kann man auf dem hier gelinkten Bild deutlich erkennen : 1.Meßkurve  Die empfangenen Radiowellen liegen bei etwa 10 GHz. Das Auflösungsvermögen mit unserem 60cm-Spiegel liegt bei etwa 3,5°.

Hier ein Bild, das den noch behelfsmäßigen Aufbau zeigt.

Im unteren Teil befindet sich ein handelsübliches Voltmeter, das die Spannung, die der Sat-Finder intern zum Regeln verwendet, misst. Darüber der umgebaute Sat-Finder : Die Buchse für das weiße Kabel links unten ist neu. Der LNC (Low - Noise - Converter) der Sat-Anlage wurde hier mit ein wenig Schaumstoff  "eingepackt", da der Spiegel auch Licht reflektiert und es somit zu unerwünschter Wärmeentwicklung im Brennpunkt des Spiegels, am  LNC, kommt.

Datenverarbeitung
Die unter "Erste Versuche" beschriebene Methode gelangt an ihre Grenzen, wenn man kontinuierlich Messungen über einen längeren Zeitraum, etwa mehrere Stunden machen will, da dazu immer ein Bediener nötig ist, der abliest und die Messwerte in ein Protokoll einträgt. Diese Arbeit kann man viel einfacher einem Computer überlassen. Deshalb wurde nach dem Erfolg des Behelfsaufbaus beschlossen, die Daten über einen Computer einzulesen. Dies geschieht über einen A/D-Wandler mit vorgeschaltetem Operationsvertstärker. Zur Schaltung gibt es eine eigene Seite : Zur Schaltung.
 

Nachdem das System lief, konnten Messungen über längere Zeit erfolgen. Dazu wurde der Spiegel, nun schon etwas stabiler, auf einer Leiter montiert, diese Anordnung garantierte, dass immer die gleiche Fläche am Himmel beobachtet wurde. Da sich die Erde unter der scheinbaren Himmelskugel hinweg dreht, war es so möglich, einen "Streifen" des Himmels zu beobachten.
Die Plastiktüte über dem LNC dient wieder dem Schutz desselben vor Erwärmung durch das Sonnenlicht.

Die Messungen zeigten aber, dass der Pegel, den die Antenne liefert, sehr stark von der Umgebungstemperatur abhängig ist.

Aktuelle Probleme

1. Das Antennensystem soll auf eine Mitführanlage montiert werden.

2. Die Antenne arbeitet stark temperaturabhängig. Die Fehlergröße muss bestimmt werden.
Momentan wird eine Schaltung zur gleichzeitigen Temperaturmessung erprobt.

Ideal wäre es, wenn die Temperatur, über einen Fühler in eine Spannung umgewandelt, zur Steurerung des Verstärkungspegels des Messschaltung benutzt werden könnte. Damit erübrigte sich eine zusätzliche Fehlerrechnung und die Messschaltung würde stets plausible Werte liefern. Wie sich aber schon im Vorfeld zeigt, sind die Verhältnisse nicht linear und  sehr komplex.

Derzeitiger Stand der Projektumsetzung
Inzwischen ist es möglich, sowohl die Radiostrahlung, als auch die Temperatur kontinuierlich über den Parallelport eines PCs zu messen. Es existiert auch eine ß-Version für das Registrierungs- und Auswertungsprogramm.

Hier ein Bildschirmausschnitt einer aufgenommenen Kurve (Rauschen und Temperatur über der Zeit).

 

Aufruf
Wenn Sie Anmerkungen, Tipps oder Erfahrungen für uns haben, wären wir über eine Mail an eine der folgenden Adressen sehr dankbar :

 Sören Graupner
 Lutz Ehrig
 Betreuer: P. Scheuermann

Stand: 06.04.2000


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