Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Τα ραδιοκύματα

1. Είναι αόρατα και έχουμε ανάγκη να τα απεικονίσουμε

Κάπως έτσι τα περιγράφουμε όταν εκπέμπονται από τον παλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό ταλαντωτή.

Κάπως έτσι τα απεικονίζουμε όταν έχουν απομακρυνθεί τη ραδιοπηγή

2. Δεν είναι μόνο για το ραδιόφωνο

Δεν ευθύνονται μόνο για να δουλέψει το ραδιόφωνο. Είναι αυτά που κάνουν να λειτουργεί και η τηλεόραση αλλά και το κινητό μας τηλέφωνο . Και όχι μόνο. Ας μην ξεχνάμε το ασύρματο τηλέφωνο, τον συναγερμό του αυτοκινήτου, το τηλεκατευθυνόμενο αυτοκινητάκι, το ραντάρ . . .

Έχουν τις μικρότερες συχνότητες και τα μεγαλύτερα μήκη κύματος στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

Το «δικό τους» μήκος κύματος μπορεί να είναι από μέγεθος που αντιστοιχεί στις διαστάσεις ενός γηπέδου ποδοσφαίρου μέχρι και το μήκος της διαμέτρου μιας μπάλας.

Η περιοχή των ραδιοκυμάτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Αξίζει να προσέξουμε ότι τα μεγαλύτερου μήκους κύματος

(άρα και μικρότερης συχνότητας) κύματα είναι τα ραδιοφωνικά ΑΜ και

τα σχετικά μικρότερου μήκους κύματος (άρα και μεγαλύτερης συχνότητας) είναι τα ραδιοφωνικά FM.

Τα κύματα που ενεργοποιούν την τηλεόραση παρεμβάλλονται.

Η τηλεοπτική κεραία λαμβάνει ένα σήμα με μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος που έχει εκπεμφθεί

από κάποιο σταθμό και στη συνέχεια το σήμα , μέσω ενός καλωδίου, φθάνει στη συσκευή.

Τα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν επίσης ραδιοκύματα για τη μεταφορά των μηνυμάτων. Το μήκος κύματος

των ραδιοκυμάτων αυτών είναι πολύ μικρότερο από τα αντίστοιχα για το ραδιόφωνο και την τηλεόραση.

Η κεραία ενός αυτοκινήτου έχει περίπου το ίδιο μέγεθος με εκείνη της τηλεόρασης. Γιατί άραγε;

Η κεραία του κινητού είναι μικρότερη από εκείνη του ραδιοφώνου. Γιατί άραγε;

3. Η μπάντα των FM

Ραδιοφωνία στα AM από 535 kilohertz μέχρι 1,7 megahertz

Ραδιοφωνικοί σταθμοί στα βραχέα από 5,9 megahertz μέχρι 26,1 megahertz

Τηλεοπτικοί σταθμοί από 54 megahertz μέχρι 88 megahertz

Ραδιοφωνία στα FM από 88 megahertz μέχρι 108 megahertz

Τηλεοπτικοί σταθμοί από 174 megahertz μέχρι 220 megahertz

Tα ΑΜ (Amplitude Modulation, διαμόρφωση ΠΛΑΤΟΥΣ) είναι στα 550 έως 1.700 kilohertz ενώ

τα FM (Frequency Μodulation, διαμόρφωση ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ) είναι στη μπάντα των 88 έως 108 megahertz

Γιατί συμβαίνει αυτό; Κάνετε ΚΛΙΚ αν θέλετε την απάντηση .

4. Κάθε ασύρματη τεχνολογία έχει τη δική της μπάντα

Το σήμα που ανοίγει την πόρτα του γκαράζ είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα συχνότητας 40 MHz

Ο συναγερμός στο αυτοκίνητο λειτουργεί με ηλεκτρομαγνητικό κύμα συχνότητας 40 MHz

Το ασύρματο τηλέφωνο λειτουργεί με ηλεκτρομαγνητικό κύμα της περιοχής 40 με 50 MHz

Τα μικρά monitors λειτουργούν με ηλεκτρομαγνητικό κύμα 49 MHz

Τα τηλεκατευθυνόμενα αυτοκινητάκια λειτουργούν με ηλεκτρομαγνητικό κύμα στα 75 MHz

Ο διαστημικός σταθμός MIR επικοινωνεί με ηλεκτρομαγνητικό κύμα στα 145 και στα 437 MHz

Η κινητή τηλεφωνία λειτουργεί με ηλεκτρομαγνητικό κύμα 824 μέχρι 849 MHz

Η νέα ασύρματη τηλεφωνία λειτουργεί με ηλεκτρομαγνητικό κύμα γύρω στο 900 MHz

Η Διαστημική τηλεπικοινωνία λειτουργεί με 2290 μέχρι 2300 MHz

Το RADAR, για την κυκλοφορία των αεροπλάνων, λειτουργεί με συχνότητες 960 μέχρι 1.215 MHz

Ραδιοκύματα από τον Ουρανό

Ήταν κάτι που δεν το είχαμε σκεφθεί

Ήταν κάτι που το αγνοούσαμε μέχρι το 1932. Μέχρι τότε το βασικό εργαλείο μας για την έρευνα του ουρανού ήταν

το τηλεσκόπιο και οι φωτογραφικές πλάκες

και η βασική οντότητα την οποία ανακρίναμε για να ανακαλύψουμε τα ουράνια μυστικά ήταν το ΦΩΣ μαζί με «ολίγο» υπέρυθρο και υπεριώδες.

Στην καινούρια αναπαράσταση του Κόσμου το ΦΩΣ, του οποίου δύο χιλιάδες μήκη κύματος απλώνονται σε ένα χιλιοστό του μέτρου, ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΠΑΡΑ ΜΙΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΟΡΦΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ που ταξιδεύουν στο Σύμπαν.

Το «καινούριο», με άλλα λόγια, ήταν ότι τα ουράνια αντικείμενα , εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε μια τεράστια ποικιλία συχνοτήτων. Ορισμένες από αυτά έχουν μήκος κύματος- έως και πάνω από χιλιόμετρο -που «ανήκει» στην περιοχή των ραδιοκυμάτων. Τα ραδιοκύματα δηλαδή δεν είναι μόνο προϊόντα της ανθρώπινης τεχνολογίας. Ορισμένες ραδιοσυχνότητες έρχονται και από τον ουρανό.

Ως εν Ουρανώ και επί της Γης

Ραδιοκύματα από στον ουρανό; Πώς δημιουργούνται;

Βέβαια ένας θεωρητικός θα μπορούσε απλά να σκεφθεί ότι «στον ουρανό θα υπάρχουν παλλόμενα φορτία ή τέλος πάντως ηλεκτρικά φορτία που να βρίσκονται σε κάποια σοβαρή αναταραχή». Και αυτό ακριβώς είναι που συμβαίνει. Οι «λαμπρότερες» ραδιοπηγές, εκτός από τον Ήλιο μας, είναι αόρατα αντικείμενα που βρίσκονται σε κάποια αναταραχή και τα οποία μας δίδαξαν ότι το Σύμπαν είναι αρκετά πιο βίαιο από ότι είχαμε πιστέψει.

Γι αυτό και στον εικοστό αιώνα τα πρώτα ραδιοτηλεσκόπια έκαναν την εμφάνισή τους και οι ραδιοαστρονομοι στρώθηκαν στη δουλειά.

Τα pulsars, που ανακοίνωσαν ότι «είδαν» στον ουρανό, το έτος 1968, οι ραδιοαστρονομοι του Cambridge, ήταν μια από τις σημαντικές ανακαλύψεις τους.

Θεωρήθηκαν παλλόμενες ραδιοπηγές, άστρα που εκπέμπουν μεγάλες ποσότητες ραδιοκυμάτων με τον κανονικό ρυθμό ενός ρολογιού.

Και βέβαια ένα από τα μεγάλα προβλήματα που είχαν να αντιμετωπίσουν ήταν τα παράσιτα των ραδιοφωνικών σταθμών γιατί οι κεραίες τους δεν ξεχώριζαν τα μεν από τα δε, μπορούσαν να συγκινηθούν τόσο από τα γήινα ραδιοκύματα των ιδιωτικών ραδιοσταθμών όσο και από τα μηνύματα που ύστερα από πολύ πιο μακρινό ταξίδι έφθαναν από τον ουρανό. Κι είχαν ακόμα να αντιμετωπίσουν τα ραντάρ των αεροδρομίων, τους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους αλλά και τα ηλεκτρικά συστήματα των βενζινοκινητήρων των αυτοκινήτων.

Στην περιοχή που είναι εγκατεστημένο ένα ραδιοτηλεσκόπιο τα μόνα αυτοκίνητα που επιτρέπεται να κυκλοφορούν είναι αυτά που έχουν κινητήρα ντήζελ. Κι αυτό γιατί ο σπινθήρας του μπουζί που υπάρχει στους βενζινοκινητήρες μπορεί να προκαλέσει σοβαρές διαταραχές.

Όταν το ραδιοτηλεσκόπιο Parks εντόπιζε ένα από τα πρώτα quasars, το ιστορικό για την αστρονομία εκείνο πείραμα είχε εξασφαλιστεί από φοιτητές του Πανεπιστημίου που σταματούσαν τα αυτοκίνητα σε ακτίνα πολλών χιλιομέτρων. Κι όταν άρχισε το κυνήγι των pulsars και οι ραδιοαστρονόμοι πίστεψαν ότι είχαν «ανακαλύψει» ένα σωρό από αυτά, γρήγορα αποδείχθηκε ότι οι «ανακαλύψεις τους» ήταν ηλεκτροφόρα σύρματα σε κοντινά αγροκτήματα.

Τα ραδιοτηλεσκόπια είναι μεταλλικοί δίσκοι που λειτουργούν ως ανακλαστήρες των ραδιοκυμάτων του ουρανού και τα εστιάζουν σε συγκεκριμένο σημείο της διάταξης. Για να μπορεί να δημιουργεί εικόνες ανάλογης καθαρότητας με ένα

οπτικό τηλεσκόπιο, το ραδιοτηλεσκόπιο πρέπει να έχει πολύ μεγαλύτερο μέγεθος δεδομένου του μεγάλου μήκους κύματος των ουράνιων ραδιοκυμάτων.

Ένα γνωστό, λόγου χάριν, ραδιοτηλεσκόπιο όπως το Parks, με δίσκο διαμέτρου 64 μέτρων είναι αμφίβολο εάν μπορεί να δώσει εικόνες καθαρότητας συγκρίσιμης με εκείνη ενός μικρού οπτικού τηλεσκοπίου.

Για να έχουν καλύτερες και καθαρότερες εικόνες από τα μηνύματα του ουρανού οι αστρονόμοι συνηθίζουν να συνδυάζουν πολλά μικρότερα ραδιοτηλεσκόπια σε μια ορισμένη διάταξη.

Το τεράστιο VLA (Very Large Array) είναι ένας από τους μεγαλύτερους σταθμούς ραδιοαστεροσκοπίου του κόσμου. Το σύστημα αποτελείται από 27 αντένες διαταγμένες στο σχήμα ενός Υ η έκταση του οποίου είναι 36 χιλιόμετρα, μια απόσταση από το Σύνταγμα μέχρι την Βάρκιζα περίπου. Εγκατεστημένο στο New Mexico

λειτουργεί με βάση το φαινόμενο της συμβολής των κυμάτων.

Στη σύγχρονη εποχή οι ραδιοαστρονόμοι έχουν επεξεργαστεί ευφυέστατες τεχνικές ώστε και να «συλλαμβάνουν» τα μηνύματα αλλά και τα μηνύματα να είναι σαφή.