Рубрика: Телекомуникации
Дали успеавме да ги примиме сигналите од јапонската сонда на Месечината?
Автор: Дејан Трајковски
Објавено на 05.02.2024 - 15:30

Целиот свет разбра за најпрецизното слетување на Месечината на јапонскиот лунарен модул SLIM (Smart Lender for Investigating Moon) на 19.12.2023 и проблемите што модулот ги имал со фотонапонските панели поради превртувањето. Малкумина знаат дека SLIM пред самиот тачдаун на само 1,8 m висина над месечевата површина исфрлил уште два други ровери, LEV-1 и LEV-2 (Lunar Excursion Vehicles), дело на јапонските радиоаматери.

LEV-2, односно SORA-Q, има големина колку една топка за бејзбол, маса од само 250 g и се движи со скокање по површината на Месечината. Тој има две мали камери, со чија помош го снимил и отпревртениот модул SLIM, а комуницира со LEV-1, кој е во врска со Земјата. За нас е особено интересен LEV-1, со димензии 26x40x30cm и маса од 2,1 kg. Тој има радио-предавател за 70-cm подрачје, кој освен што испраќа слики од LEV-2 на Земјата, предава уште и телеграфски, ФМ и дигитално модулирани (PSK-44) сигнали со повикувачкиот знак JS1YMG, како и телеметриски податоци за температурата и радијацијата на Месечината.

На 31.1.2024 вечерта се обидовме јас и Николче, Z32TW, да ги примиме слабите сигнали од LEV-1 на фреквенција од 437,41 MHz. Користевме 17-елементна Јаги антена долга 3,5 бранови должини и засилување Ga=15,6 dBi, нискошумен предзасилувач со засилување G=20 dB и шумен број NF= 0,6 dB монтиран кај самата антена, 1,5 m коаксијален кабел, SDR приемник и мобилен телефон како терминал.

Насочување на антената вршеше Николче рачно и визуелно, а јас работев со SDR приемникот. Во 23 часот по изгревањето Месечината само што се извиши над дрвјата во паркот и можевме да започнеме да примаме, иако приемот при ниска елевација, низ дебели слоеви атмосфера беше многу отежнат и неповолен. Освен тоа, Месечината се наоѓаше во апогеј, односно во најоддалечената точка од Земјата, на оддалеченост од 405 000 km, што е максимално неповолно.

Првата работа што ја забележавме беше многу силниот терестријален шум, воглавно хоризонтално поларизиран, кој нагло се намалуваше за повеќе од 10 dB при вертикална поларизација на антената. При пропусен опсег на приемникот од 2 kHz (најтесен можен при работа со телефон како терминал), на кратко забележавме широка, но слаба спектрална линија некаде околу 437,415 MHz, возможно од дигиталните PSK-44 сигнали. Секако, на уво не можеше ништо да се чуе.

Доплеровиот помак при изгревање на Месечината изнесуваше околу +1 kHz, но оставам можност SDR-от да не бил добро калибриран (со помош на рачна радио станица), поради што фреквенцијата не одговараше точно на онаа објавена од Јапонците. Имаше и фединг (слабеење и засилување на сигналите со периода од околу 5-10 s), најверојатно од движењето на роверот по Месечината. За жал, сигналите не се регистрираа при вертикална поларизација, каде што шумот за нас беше најслаб, туку се пробиваа низ силниот терестријален шум при коса поларизација.

Во тој момент телефонот се испразни и нашиот експеримент ненадејно заврши, без да успеам да снимам нешто. Николче веќе мораше да оди на спиење бидејќи беше доцна, а утредента мораше да оди на работа, а јас не можев да продолжам сам.

Читајќи на Интеренет дознавме дека токму на 31.1.2024 на јужниот пол на Месечината започнува месечевата ноќ, која ќе трае цели 14 дена. Бидејќи лунарниот ровер е многу мал (колку една бејзбол топка), тој нема радиоизотопски извор на енергија за греење, така што тој најверојатно нема да ја преживее лунарната ноќ на температура од -130 степени Целзиусови.

Вчера (недела, 4.22024) повторно се обидовме со подобар уред за 70 cm подрачје (Kenwood TS-811), како и со десктоп компјутер и програмата Spectran за длабоко дигитално филтрирање при пропусен опсег дури до 1 Hz. За, жал, не успеавме да фатиме сигнал од роверот, па претпоставките дека роверот е веќе мртов се реални. Доколку знаев за настапувањето на лунарната ноќ на 31 јануари во областа на Јужниот пол на Месечината, веројатно по секоја цена ќе пробав самиот, макар останал надвор цела ноќ сам. Беше навистина многу возбудливо.

Моите пресметки кажуваат дека на приклучокот на антената имавме моќност Prx=-153,3 dBm, додека моќноста на шумот (галактички и терестријален), при проценета температура на шумот на системот T=150 K (доколку не сме нанишаниле во шумно соѕвездие) и при пропусен опсег на приемникот од 1000 Hz би требало да изнесува Pn=-146,8 dBm, што би дало однос сигнал/шум SNR=-6,5 dB, односно сигнали околу 4 пати послаби од прагот на шумот при дадениот пропусен опсег. Но, со агресивно дигитално филтрирање (со пропусен опсег под 100 Hz) и доколку го начекаме моментот кога сондата емитува теснопојасен, телеграфски сигнал, веројатно би примиле сосема јасна спектрална линија, а можеби и чуен аудио сигнал од Месечината над прагот на шумот.

Инаку, слабеењето на сигналите на трасата Месечина-Земја на оваа фреквенција изнесува околу -197,4 dB, што е за речиси 100 dB помало отколку на двојната траса со рефлексија Земја-Месечина-Земја, поради што е можно примање сигнали од толку слаб предавател. Кога на Месечината роверот би имал антена голема колку нашата, со сигурност би одржале врска.

Доколку сондата успее да преживее уште 14 дена во поларната ноќ, некаде околу 14 февруари Месечината ќе биде во перигеј, на само 365 000 km од Земјата, што би ни донело околу 2 dB посилен сигнал и подобар однос сигнал/шум. Останува да направиме нов обид за врска околу 14 февруари.

Практично е неверојатно како е можно со моќност на предавателот од само 1 W и мала омнидирекционална антена со засилување од одвај 3 dBi сигналите да бидат примени на Земјата со нашата прилично скромна опрема, но пресметките кажуваат дека со малку среќа и тоа е можно. Јапонската вселенска агенција инаку користи голема параболична антена со дијаметар од 15 m, со чија помош успеваат да примат дури и телевизиска слика од роверот на Месечината.

Во секој случај, се работи не само за огромен успех на јапонската агенција за истражување на вселената JAXA, која изврши најпрецизно слетување на Месечината во историјата со позициона грешка од само 55 m, туку и огромен успех на јапонските радиоаматери кои успеаја да издејствуваат агенцијата да ги прими и пренесе до Месечината нивните два мали ровери со опрема и радиопредавател на радиоаматерското подрачје од 70 cm. Ова е прв радиоаматерски предавател на Месечината, а да се надеваме дека нема да биде и последен.

Клучни зборови: