IT НОВИНИ

Чаша вода вместо антена: Как японски ентусиаст улови сигнал от МКС

Чаша вода вместо антена: Как японски ентусиаст улови сигнал от МКС

Да уловиш сигнал от Международната космическа станция с чаша вода? Може да ви се стори, че това е глупост, но такъв трик наскоро бе направен от радиолюбител от Япония. Той не се е нуждаел от километри медна жица, сателитна чиния или скъпи приемници. Той излял вода в колба с височина 14 см и просто уловил сигнала. По този начин, изглежда, можете да слушате дори музиката, която слушат астронавтите на МКС!

Как да уловим сигнала от МКС с подръчни средства

Авторът на експеримента е ентусиаст от японската префектура Мие. Според публикация в социалната мрежа X той се е настроил на честота 51 MHz – една от тези, на които излъчва МКС. Вместо конвенционална антена той свързал към приемника колба с чешмяна вода, напълнена до около 14 сантиметра.

Той не само уловил сигнала, но и го демодулирал, т.е. извлякъл звук от него. На записа се чували разговорите на астронавтите. И това въпреки факта, че станцията лети на височина около 400 километра!

Едно уточнение, което е от основно значение тук: става дума само за приемане. Ентусиастът не е предавал нищо обратно, а само е слушал.

Защо водата може да работи като антена

Японецет доказа, че е възможно да се улови сигнал от Международната космическа станция дори с чаша вода

По същество антената е проводник, в който радиовълните индуцират електрически ток. Обикновено за тази цел се използва метал: мед, алуминий, стомана. Но водата също провежда електричество, макар и много по-лошо от метала. Чешмяната вода съдържа разтворени соли и минерали, които я правят слаб, но все пак проводник.

Основният трик обаче не е в проводимостта. Водата има много висока диелектрична константа, около 80 пъти по-висока от тази на въздуха. Преведено на обикновен език, една радиовълна във водата се „свива“ и се държи така, сякаш антената е много по-дълга, отколкото изглежда отвън.

Нека направим изчисленията. За 51 MHz една четвърт дължина на вълната е около 1,5 метра. Толкова трябва да бъде класическата четвъртвълнова антена, за да работи правилно. А колбата е с дължина само 14 сантиметра, т.е. почти десет пъти по-малка. Но поради диелектричните свойства на водата за радиовълните тя „изглежда“ по-голяма, отколкото е физически. Това е в основата на целия ефект.

По какво се различава водната антена от чаша от металната

Металната антена е проводник с много ниско съпротивление. Тя ефективно преобразува енергията на радиовълните в електрически сигнал и обратно. Водната антена работи на различен принцип: водата действа по-скоро като диелектричен резонатор, отколкото като класически проводник.

На практика разликата е огромна:

  • Металната антена работи както за приемане, така и за предаване с висока ефективност;
  • Водната антена губи значителна част от енергията на сигнала, но това е достатъчно, за да приеме мощен източник като МКС;
  • Металната антена е лесна за изчисляване и настройване за определена честота, а при водната това е по-сложно.

Самият автор на експеримента предполага, че със солена вода резултатът вероятно би бил подобен. И това е логично, защото проводимостта на морската вода е по-висока, но самият механизъм, диелектричното „скъсяване“ на вълната, не се губи.

Защо е по-лесно да се улови сигналът на МКС с вода, отколкото да се предаде обратно?

Всъщност именно това е детайлът, на който се крепи целият трик. Приемането и предаването на радиосигнали са задачи от различен клас на сложност.

Когато приемаме сигнал, антената просто събира енергията на вълните, които вече пътуват към нея. МКС излъчва няколко вата във всички посоки. Дори посредствена антена ще улови нещо, а след това от приемника зависи да усили този слаб сигнал до чуваем.

Радиовълните от МКС достигат повърхността на Земята и се улавят дори от нестандартна антена

При предаването е точно обратното: антената трябва ефективно да преобразува електрическия сигнал в радиовълни и да ги насочи в желаната посока. Всякакви загуби в антената означават, че сигналът просто няма да стигне до местоназначението си. Водната антена губи твърде много енергия, за да работи като предавател.

Ето защо авторът на експеримента специално подчертава, че за да се опитате да предавате чрез водна антена, се нуждаете от сериозно измервателно оборудване, по-конкретно от векторен анализатор на електрическите вериги и устройство за прецизна настройка на антената. И дори тогава успехът не е гарантиран.

Възможно ли е самостоятелно да уловите сигнала от МКС

МКС редовно преминава над повечето населени райони на Земята и предава сигнали на открити честоти. Радиолюбителите от целия свят ги улавят и това е доста популярно хоби. Най-често те вземат обикновена насочена антена и евтин SDR приемник. Това е софтуерно дефинирано радио – нещо, което превръща компютъра в радиоприемник.

Японският опит показва само, че при щастливо стечение на обстоятелствата вместо антена може да се използва и обикновена чаша вода. Само че да се надяваме на стабилно приемане с такава антена не си струва, защото това все пак е демонстрация на принципа, а не работещ начин за слушане от орбита.

Ако все пак искате да опитате, минималният набор е следният:

  • SDR-приемник (струва около 20-30 евро);
  • обикновена антена на желаната честота;
  • Програма за проследяване на прелитанията на МКС;
  • Малко търпение, защото комуникационният прозорец продължава само няколко минути на всяко прелитане;

Какво ни показва експериментът с чашата вода за свойствата на течностите

На пръв поглед това е просто забавен трик. Но зад него се крие важен физичен принцип: една антена може да бъде нещо повече от метална пръчка. Всеки материал с подходящи електромагнитни свойства може да взаимодейства с радиовълните.

Водните антени не са съвсем нова идея. Военните изследователи ги изучават от десетилетия. Главното предимство на водните антени е, че такава антена може бързо да бъде „включвана“ и „изключвана“, като просто се напълни или изпразни съдът. Това не е възможно за една метална антена.

Колба с вода, свързана към радиоприемник

Ценността на японския експеримент се състои в простотата на условията: вода от чешмата, без специално оборудване, реален сигнал от разстояние стотици километри. И този прост пример показва, че физиката на радиовълните е по-богата и по-гъвкава от обичайната картина с метални антени на покривите.

Разбира се, в обозримо бъдеще никой няма да замени класическите антени с чаши с вода. Но когато 14-сантиметрово стълбче вода улавя гласовете на хора от орбита, започвате да гледате на познатите неща по по-различен начин – както на водата, така и на радиовълните, които ни заобикалят.

В Kaldata често разказваме за високотехнологични пробиви и сложни алгоритми, но понякога най-впечатляващите открития идват от прости експерименти в домашни условия. Случаят с японския радиолюбител е отлично напомняне, че науката не винаги изисква лаборатория за милиарди – понякога са нужни само любопитство, познаване на физиката и една чаша вода.

С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!

📌
Оригинален източник: Тази новина е взета от kaldata.com. Всички права принадлежат на оригиналния автор и издание.
Споделете: f Facebook 𝕏 Twitter WhatsApp

Свързани новини

Коментари (0)

Бъдете първи, който ще коментира!

Оставете коментар