SID Monitor
Rádiová detekcia slnečných erupcií

Čo je to SID monitor?

(Sudden Ionospheric Disturbance – Náhla Ionosférická Porucha – SID – NIP)

 

Ide v podstate o rádio prijímač pre frekvencie v rozsahu 3 – 30 kHz. Tak isto ako u bežných rádiových prijímačov aj tu je k dispozícii zvukový výstup avšak pre detekciu NIP je vhodnejší tzv. dátový výstup, na ktorom napätie reprezentuje intenzitu prijímaného signálu, ktorá sa dá takto pomerne jednoducho zaznamenávať pomocou analógového zapisovača alebo počítača s A/D prevodníkom. Okrem toho zvykne mať aj nastaviteľne zosilnenie signálu ako na predzosilňovači tak aj na zosilňovači. Tieto prijímače bývajú väčšinou naladene fixne na danú frekvenciu. Z pochopiteľných dôvodov nemá automatické vyrovnávanie zisku (AVL).

 

zpredu.jpg

                                                                 

zvnutra.jpg

                                                                        SID Monitor

 

Anténa

Ku každému rádio prijímaču potrebujeme správnu anténu. Túto treba zhotoviť podľa frekvencie alebo ak chcete vlnovej dĺžky rádiových vín, ktoré chceme prijímať. V našom prípade je najvhodnejšou anténou rámová (slučková) anténa. Pozostáva z rámu (preto ten názov), na ktorom je navinutý drôt. Rámy takýchto antén bývajú väčšinou tvaru kruhu, štvorca či osemuholníka. Počet závitov záleží od veľkosti rámu a samozrejme, frekvencie. Teoreticky najlepšia (najcitlivejšia) anténa je anténa nekonečných rozmerov s jedným závitom.

antena_mala_nasa.jpgantena_pe.jpgloop_rev.jpg

Ako to funguje?

 

Röntgenovú slnečnú erupciu detegujeme tak, že vyžiarene röntgenové žiarenie zo Slnka zvýši ionizáciu ionosféry (D vrstvy) čo sa prejaví vznikom náhlej ionosférickej poruchy (NIP).Teda SID monitor je vlastne akýsi detektor NIP. Počas trvania NIP nastáva slabnutie rádiového vysielania na KV. Tento jav je známy ako Mögelov – Delingerov efekt. Tiež spôsobuje aj zvýšenie odrazu LF a VLF rádiových vĺn, čo využívame aj v našom prípade. Intenzita signálu sa mení aj počas 24 hodín. V noci D vrstva ionosféry zaniká a signál sa odráža od vrstvy E a jeho intenzita stupne. Počas východu Slnka D vrstva pomaly vzniká. Prejavom toho je pokles signálu. Počas dňa intenzita signálu rastie až do poludnia čo je spôsobované zvyšovaním ionizácie v D vrstve slnečným žiarením, potom opäť klesá až do minima pri západe Slnka a zániku D vrstvy, po ktorom sa opäť zvýši.

 

image001.png

                                                         Princíp detekcie SID

 

Zhrnutie teórií:

 

Nárastom ionizácie spôsobenej röntgenovým žiarením slnečnej erupcie stupne aj intenzita VLF signálu. Sú však aj prípady kedy hlavne pri veľkých erupciách dôjde k poklesu intenzity prijímaného signálu.

 

24h.png

                                                         Priebeh intenzity signálu počas 24 hodín

 

Slnečná erupcia (1

Slnečná erupcia je reakcia slnečnej atmosféry (chromosféry a koróny) na náhly, rýchly proces vyžiarenia energie, ktorý spôsobuje miestne zahriatie a urýchlenie elektrónov, protónov a ťažkých iónov.

Erupcie produkujú krátkodobé elektromagnetické žiarenie v širokom rozsahu vlnových dĺžok, od tvrdého röntgenového žiarenia ( λ ≈ 10-9 cm), ojedinele od gama žiarenia ( λ ≈ 2.10-11 cm) do kilometrových rádiových vĺn (106 cm).

V rôznych miestach slnečnej atmosféry vznikajú rôzne typy žiarenia, nazývajúce sa erupciami v Hα, röntgenovými erupciami, rádiovými vzplanutiami a pod.

Erupcie úzko súvisia s aktívnymi oblasťami a vznikajú hlavne v mladých, alebo vyvinutých aktívnych oblastiach.

Pod vplyvom erupcie vyžaruje koróna oblasti mäkké röntgenové žiarenie ( λ > 0,1 nm). Jeho spektrum sa skladá z kontinua a emisných čiar vysoko ionizovaných atómov.

Priestorovo neurčené časové zvýšenie röntgenového žiarenia sa nazýva röntgenové vzplanutie. Meranie vzplanutí sa robí na družiciach v rôznych rozsahoch vlnových dĺžok napr. družica GOES 15 (Geostationary Operational Environmental Satellites ) meria vzplanutia v rozsahoch 0,05 nm – 0,4 nm a 0,1 nm – 0,8 nm.

Mohutnosť alebo trieda röntgenovej erupcie je určená na základe rádu hodnoty maximálnej intenzity vzplanutia ( I ), meranej na obežnej dráhe okolo Zeme, v pásme 0,1 nm – 0,8 nm.

Mohutnosť, trieda

I (W/m2)

B

I < 10-6

C

10-6 ≤ I < 10-5

M

10-5 ≤ I < 10-4

X

I ≥ 10-4

                                                                                                                 Klasifikácia röntgenových erupcií

 

Presný udaj o intenzite potom dostaneme:
C7 = 7.10-6 W/m2  alebo X4 = 4.10-4 W/m2

NOAA 11045
 
080210_SID+GOES.png

NOAA 11046
 
120210_SID+GOES_blue.png

250310_SID+GOES.png

vysielac_DHO38.jpg

                                                         Vysielač DHO38 v Nemecku (23,4 kHz)

 

Aktuálne dáta, informácie a odkazy tu.

Ján Karlovský
Hvezdáreň a planetárium M. R. Štefánika Hlohovec
solarobserver@gmail.com