I.C.A.R.A 2007, Brasimone di Camugnano
3-4 Novembre 2007
Progetto Radiometeore:
monitoraggio sciami meteoritici 2007
Massimo Devetti ,
IV3NDC
Giovanni Aglialoro ,
Chiara Corriga
Chiara Pizzol
Simone Kodermaz
I.S.I.S. D. Alighieri
sez. associata:
Associazione Radioamatori Italiani
Sezione di Gorizia
Liceo Scientifico
Duca degli Abruzzi
GORIZIA
IV3RZM
IV3GCP
Amateur Radio Station
IV3RZM
Liceo Scientifico Duca degli Abruzzi
piazza Divisione Julia 5 - 34170 GORIZIA
QTH: 45° 56’ 17’’ N - 13° 37’ 04’’ E
World Wide Locator: JN65TW
Region 1 - CQ zone: 15 - ITU zone: 28
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Obiettivi
Rilevare l'attività meteorica con tecniche radio, ovvero:
-- variazione giornaliera delle meteore sporadiche
(giornate “normali”);
-- rilevazione dell’attività in occasione di sciami meteorici.
Il meccanismo fisico che permette tali rilevazioni è detto
Meteor Scatter.
Il passaggio di un meteoroide in atmosfera lascia una scia di gas ionizzato che
diffonde o riflette le onde radio ad essa incidenti, su frequenze ove normalmente non
è possibile la ricezione oltre l’orizzonte radio.
Sintonizzandosi su una frequenza ove irradia un trasmettitore (il cui segnale
normalmente non è ricevibile) di caratteristiche note, il passaggio di una meteora è
segnalato da un eco del segnale proveniente dal trasmettitore considerato.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Classi 5D , 5C
Utilizzando un sistema radio ricevente connesso a un pc, si acquisiscono in
continuità dati relativi a numero degli echi e durate. Per stimare e
interpretare l’attività meteorica nel periodo temporale considerato (giorni
“normali” o durante sciami conosciuti) gli allievi elaborano (con foglio di
calcolo) i dati ricevuti producendo tabelle e grafici.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Osservatorio Radio-meteorico
del Liceo Scientifico: configurazione attuale
ANT. 4 el. Yagi
Acquisition
Reduction
& Analisys
ANT. Preamp.
f = 55.05 MHz
A/D
BOARD
ATT
AUDIO
RX
CONVERTER
AGC
VHF
RECEIVER
IF = 149.05 MHz
Local Oscill.
94 MHz
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Data & Plots
L’antenna: dettagli costruttivi
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Apparati riceventi
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Dati tecnici
Antenna: Yagi 4 elementi, f0 = 55 MHz, G = 6,5 dBd;
HPBW (a -3dB) =65°;
Preamplificatore: MosFet BF981, G = 16 dB, NF = 1 dB;
Linea di discesa coassiale: 15 m di RG213
Step attenuator: 50 Ω, 0,1 - 40 dB;
Converter: L.O. 94 MHz, uscita 40 mW (+16 dBm);
up converter: 2x BF981 + mixer SBL1, G = 20 dB, NF = 1,5 dB
Ricevitore IF: Yaesu FRG 9600 (uscita audio, uscita AGC);
Scheda A/D: 8 bit Flytec FPC010
Computer: PC Pentium 133 MHz con Windows 98
Software: Automatic Meteor Counting System by IV3NDC
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Frequenza operativa scelta: 55,0521 MHz
(Portante Video DR1, Fyn, Denmark)
Country
Video (MHz)
Audio (MHz)
City
Station
Video ERP
Audio ERP
Coordinates
Denmark
55.0521
60.0521
Fyn
DR 1
25,000
1,250
10-29E /
55-17N
Questo trasmettitore TV presenta caratteristiche ottimali in termini di:
- distanza dalla stazione ricevente ( ~ 1100 Km )
- potenza di uscita (25 KW ERP, Pattern omnidirezionale)
- operatività ( h24 tutto l’anno )
- immunità alle interferenze (non vi sono altri trasmettitori su freq. vicine)
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
HAAT (m)
221
Procedura di osservazione
1. Accensione del sistema ed eventuale setup
2. L’acquisizione è automatica; ogni 24 ore vengono generati 2 file (formato
testo) contenenti i dati acquisiti secondo diverse modalità; i file vengono
aggiornati ogni 20 minuti
3. Trasferimento dei file al PC dedicato all’analisi; elaborazione con appositi
tool (es.: fogli Excel)
…un breve clip del sistema in azione…
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Quiet Signal
Trigger Size
Audio Threshold
Max Ping Duration
Transmitter ID
Frequency MHz
RX Antenna
Antenna Beamwidth
Beam Azimuth
Beam Elevation
Minimum RX NF
Attenuation
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
<- MID TIME UT ->
<------ COUNT ------->
DA MO YR HR MN SC FALSES PINGS METEOR
======== ======== ====== ====== ======
19 4 7 11 7 59
2329
125
139
19 4 7 11 27 59
1806
116
127
19 4 7 11 47 59
1926
111
126
19 4 7 12 7 59
1408
171
181
19 4 7 12 27 59
1085
150
161
19 4 7 12 47 59
803
108
113
19 4 7 13 7 59
823
102
108
19 4 7 13 27 59
595
150
159
19 4 7 13 47 59
1038
120
127
19 4 7 14 7 59
598
131
137
19 4 7 14 27 59
418
122
128
19 4 7 14 47 59
501
124
135
19 4 7 15 7 59
360
112
118
19 4 7 15 27 59
646
97
107
19 4 7 15 47 59
602
100
109
19 4 7 16 7 59
620
95
106
19 4 7 16 27 59
737
62
72
19 4 7 16 47 59
637
47
54
-125 dB
2 dB
55
8 * 0.1 sec
DR1
55.052
4elYagi
65Degs
355Degs
5Degs
2dB
12dB
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Automatic Meteor Counting System:
esempio di file generato
T190407.HR
(riporta i conteggi del numero
di echi ad intervalli regolari di
20 minuti)
Automatic Meteor Counting System:
esempio di file generato
R190407.RAW
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
dd
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
mm
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
yy
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
hh
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
mm
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
27
ss
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
59
tot
dur
1941
1540
1220
1256
1080
958
762
526
627
674
565
629
1109
953
678
1056
1126
1498
1163
1285
1858
1836
1694
2151
met
392
455
394
400
334
232
177
142
135
279
221
240
302
344
270
390
404
436
392
435
497
538
481
495
05
met
307
390
330
328
278
186
143
119
110
257
190
202
250
302
236
344
352
375
329
382
433
456
414
425
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
1
met
45
39
42
49
31
18
16
11
18
8
19
26
27
26
23
27
27
30
39
25
33
50
40
47
5 10 25long
met met met met
34
5
1
0
21
5
0
0
21
1
0
0
22
1
0
0
25
0
0
0
26
2
0
0
16
2
0
0
11
1
0
0
6
0
1
0
13
1
0
0
12
0
0
0
12
0
0
0
23
2
0
0
15
1
0
0
11
0
0
0
18
1
0
0
25
0
0
0
29
1
1
0
23
1
0
0
27
1
0
0
26
3
1
1
29
2
1
0
25
0
2
0
18
2
1
2
(Raggruppa gli
echi in classi di
durate, su base
oraria)
Andamento giornaliero del flusso meteoritico
Source: METEOR SCIENCE AND ENGINEERING, D.W.R. McKinley 1961
Tale flusso ha variazioni stagionali e giornaliere, legate principalmente all’altezza del punto di Apice
celeste rispetto all’orizzonte: tale punto corrisponde alla regione di atmosfera avente la massima
probabilità di intercettare meteore. L’andamento del flusso è in prima approssimazione sinusoidale, con
massimo nelle prime ore nel mattino e minimo in prima serata. Più intuitivamente, basta notare che
proprio nelle ore mattutine l’osservatore si trova sulla zona della Terra orientata nel verso di
avanzamento del moto orbitale terrestre; tale posizione consente di intercettare un maggior numero
di meteore, con la massima velocità relativa tra Terra e meteoroidi.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Verifica del flusso meteorico giornaliero
Uncorrected Total Counts - 3/4 Oct 2007
500
450
400
RHR (Counts/Hour)
350
Conteggi
300
250
Linea di tendenza
200
150
100
50
Oct. 3
0
12
13
14
15
Oct. 4
16
17
18
19
20
21
22
11
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
23
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
Local Time
Osservazioni su base continuativa
Il generico conteggio rileva il flusso giornaliero di meteore sporadiche, con sovrapposti eventuali sciami
Uncorrected RHR - 8/14 Oct. 2007
700
Total counts
600
RHR (Counts/Hour)
500
400
300
200
100
0
Local Time
12
Oct. 9
Oct.14
18
0
6
12
Oct. 10
18
0
6
12
Oct. 11
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
18
0
6
12
Oct. 12
18
0
6
12
Oct. 13
18
0
6
12
Oct.14
Osservazione di sciami: Liridi 2007
Uncorrected Total Meteor Counts 19/04/07 - 24/04/07
1000
900
800
RHR (Counts/Hour)
700
600
500
Total Meteors
400
300
200
100
0
12
1
April 19
18
0
13
6
12
25
April 20
18
0
37
6
12
49
April 21
18
0
61
6
Local Time
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
12
73
April 22
18
0
85
6
12
97
18
April 23
0
109
6
12
121
April 24
Osservazione di sciami: Liridi 2007
Approximate Observability Function - Gorizia to Fyn - Lyrids 2007
1
0.9
La rilevazione, e la
successiva “estrazione” di
un determinato sciame dal
flusso giornaliero si
effettua una volta nota la
Funzione di Osservabilità,
relativa allo sciame
considerato (oltre che
funzione del tempo e della
geometria di tratta).
0.8
Efficiency %
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Local Time
Tale funzione dipende principalmente
dall’altezza del Radiante dello sciame rispetto
l’orizzonte, e dalla direzione reciproca (in
Azimut) tra stazione Trasmittente, Ricevente
e Radiante, in funzione del tempo.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
16
17
18
19
20
21
22
23
Osservazione di sciami: Liridi 2007
Predicted Peak: Apr 22, 22.30 UT (source: IMO)
Uncorrected Meteor Counts - Lyrids 2007
1000
Lyrids Shower
900
800
Peak
RHR (Counts/Hour)
700
600
Normal daily rate
Total Meteors
Underdense
Overdense
500
400
300
200
100
0
12
18
1
April 19
0
13
6
12
18
25
April 20
0
37
6
12
0
6
49 18
61
April 21 Local Time
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
12
73 18
April 22
0
85
6
12
97 18
April 23
0
109
6
12
121
April 24
Osservazione di sciami: e-Aquaridi 2007
Peak predictions: May 5, 19 UT (I. Yrjola)
Uncorrected Hourly Counts - e-Aquarids 2007
1200
Total Meteors
Underdense
Overdense
1000
RHR (Counts/Hour)
800
600
400
200
0
12 18 0 6 12 18 0
6 2
May
May 3
6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0
May 4
May 5
May 6
May 7
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Local Time
6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0
May 10
May 11
May 8
May 9
Osservazione di sciami: e-Aquaridi 2007
Approximate Observability Function - Gorizia to Fyn - eAquarids 2007
1
0.9
0.8
Efficiency %
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Local Time
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Osservazione di un Outburst: a-Aurigidi 2007
Predicted Peak: Sept. 1, 11.33 UT ± 20 min. (Jenniskens/Lyytinen)
Uncorrected Hourly Counts / a-Aurigids 2007
900
AUR Outburst
Underdense
Total
Overdense
800
Uncorrected RHR (counts/hour)
700
600
500
400
300
200
100
0
8
12
18
29 Aug.
0
6
12
18
30 Aug.
0
6
12
18
0
31 Aug.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
6
12 18
1 Sept.
0
6
12
18
2 Sept.
0
6
12
3 Sept.
18
0
6 9
Time UT
4 Sept.
Osservazione di un Outburst: a-Aurigidi 2007
Conteggi ad intervalli di 20 minuti per maggiore risoluzione
Uncorrected counts - 20 min. intervals - Sept. 1st
350
Underdense
Total
Overdense
300
RHR (counts/20 min)
250
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Local Time (UT +2)
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
14
15
16
17
18
19
20
21
22 23
24
Osservazione di un Outburst: a-Aurigidi 2007
a-Aurigids 2007 - Duration Distribution
900
800
700
600
d> 25 s
10 s <d< 25 s
5 s <d< 10 s
1 s <d< 5 s
0.5 s <d< 1 s
d< 0.5 s
Total Counts
500
RHR (Counts/Hour)
400
300
200
100
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11
12 13 14
15 16 17
Hours (Local Time)
18 19 20
21 22 23
Sept 1, 2007
Bright Meteors
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Duration classes (s)
Osservazioni di sciami: Orionidi 2007
Observed peak: Oct. 22, 0.44 UT (source: IMO)
Uncorrected Hourly Rate - Orionids 2007
900
Total Counts
Underdense
Overdense
800
700
RHR (Counts/Hour)
600
500
400
300
200
100
0
12 18
Oct. 19
0
6
12
18
Oct. 20
0
6
12 18
Oct. 21
0
6
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
12 18
Oct.22
0
6
12 18
Oct. 23
0
6 12 18
Oct. 24
0
6
Oct. 25
Local Time
(UT+2)
Osservazioni di sciami: Orionidi 2007
Approximate Observability Function - Gorizia to Fyn - Orionids 2007
1
0.9
0.8
Efficiency %
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Local Time
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Ottimo accordo tra le nostre misure e quelle
pubblicate da altri osservatori, ma…non ci basta!!
To Do List:
• Caratterizzazione completa del sistema ricevente: stima della Magnitudine Limite,
determinazione del valore ottimale di attenuazione per il miglior compromesso
sensibilità/accuratezza, ecc…
• Ulteriore sviluppo del software di acquisizione
• Sviluppo di un algoritmo per la correzione dei dati rilevati (Dead Time, Sporadics subtr.,
Observability function…)  software per la stima del profilo di attività dello sciame
• And more…
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Riferimenti
www.iaragroup.org/meteore/
International Meteor Organization: www.imo.net/radio
[email protected]
[email protected]
Frequenze TV europee: www.w9wi.com/articles/eu-band-I.htm
Il sito del liceo sc. di Gorizia: www.isisalighieri.go.it/duca/iv3rzm.htm
Make More Miles on VHF: www.mmmonvhf.de
I.Yrjola website: www.kolumbus.fi/oh5iy/
Leonid MAC website: leonid.arc.nasa.gov
Un ringraziamento …
al Dirigente Scolastico
prof. Pietro Biasiol;
alle classi 5D, 5C (a.s. 2006-07);
a Marco Aglialoro;
a Gabriele Brajnik, IV3EZM.
Progetto Radiometeore: monitoraggio sciami meteoritici 2007
Massimo Devetti
[email protected]
Giovanni Aglialoro
[email protected]