Meet dopplerverschuiving tijdens eclips in december

Kristina Collins (KD8OXT) is een doctoraatstudent in Cleveland en al lange tijd lid van de Case Amateur Radio Club (W8EDU). Zij is tevens verbonden aan HamSCI, een organisatie die de gemeenschap van radioamateurs en die van het ruimtevaartonderzoek met elkaar in contact brengt.

Op 14 december schuift een totale eclips over Zuid-Amerika. Die zonsverduistering tast de ionosfeer aan en beïnvloedt daarmee ook de HF-radiopropagatie. HamSCI vraagt daarom radioamateurs om tijdens de eclips data over de Doppler-verschuiving  te verzamelen. Dat kan met een stabiele HF-ontvanger (10 MHz), een aangesloten computer en opensourcesoftware. HamSCI zal met de verzamelde data proberen te analyseren in welke mate een eclips de Doppler-verschuiving beinvloedt.

Op de website van HamSCI vind je gedetailleerde informatie over het experiment: The December 2020 Eclipse Festival of Frequency Measurement. In de volgende paragrafen geven wij daarvan een Nederlandse vertaling.

Contactgegevens: Kristina Collins,  kd8oxt@case.edu

Onderzoeksvragen

• Hoe verandert de HF-propagatie van tijdsignaalzenders gedurende een kalenderdag?
• Welke eigenschappen van de ionosfeer kunnen we meten door de variatie in deze HF-propagatie te observeren?
• Welk effect zal de ringvormige eclips hebben op de HF-propagatie?
• Hoe kunnen we de resultaten van de verschillende meetmethoden om de HF-propagatievariatie te meten met elkaar in verband brengen?
• Is er interesse van vrijwilligers om data te verzamelen in de regio’s in de buurt van zonsverduistering?

Doelstellingen

• Bevorder internationale goodwill door samen te werken met amateurwetenschappers van over de hele wereld.
• Meet Doppler-verschuivingen veroorzaakt door de effecten van het ruimteweer op de ionosfeer.
• Gebruik een gespecificeerd meetprotocol dat beschikbaar is voor radioamateurs en andere amateurwetenschappers.

Tijdschema

•     Testdag voor controle meetopstelling: 21 november 2020, 00:00 – 23:59 UTC
•     Starttijd metingen: 9 december 2020, 00:00 UTC
•     Eindtijd metingen: 16 december 2020, 23:59 UTC

Begin indien mogelijk al met meten vóór de starttijd en eindig na de eindtijd.

De bakens

Het primaire baken voor dit experiment is PPE, het Brazilliaanse tijdsignaalstation op 10 MHz. In bijgaande kaart is het station weergegeven met de rode markering. Andere tijdstations, die je misschien hoort zijn het Venezolaanse station YVTO (5 MHz, gele ster), het Argentijnse statio LOL (, 10 en 15 MHz, gele ster), WWV (blauw) in de VS of BPM (paars) in China. Dit experiment gebruikt alleen de 10,0 MHz-transmissies gebruiken. Als je wilt deelnemen en het 10,0 MHz-signaal niet kunt ontvangen, gebruik dan een van de andere frequenties. Voorzie dan wel de meetbestanden van een label dat de gebruikte frequentie aangeeft.

We verwachten van de metingen in dit experiment dat we behalve de effecten van de eclips, ook de vorming van de D-laag bij de lokale zonsopgang en andere dagelijkse gebeurtenissen van de ionosfeer zullen zien. Ruimteweer varieert van dag tot dag waardoor sommige kenmerken meer of minder prominent aanwezig kunnen zijn. We zien wel wat we krijgen!

Procedure

Meld je aan voor het experiment

Vul daartoe het aanmeldformulier in. Je krijgt af en toe updates en herinneringen.

Bereid je ontvanger, computer en software voor (Audacity)

Gebruik je meest stabiele ontvanger, liefst met een GPSDO of andere precisiefrequentie.

• Stem je ontvanger af op de draaggolf in AM.
• Stel de mode van je ontvanger vervolgens in op USB. Stem af op 1 kHz onder de PPE-frequentie en luister daarna naar de 1000 Hz toon. Voor 10 MHz is de afgestemde frequentie dus 9,999 MHz.
  
• Kies het filter in de ontvanger zo dicht mogelijk bij 2.5 kHz.

Ze adviseren om een 8 kHz sample rate te gebruiken, tenzij het filter in de ontvanger niet scherp genoeg zijn. Dat kan met name voor oudere radio’s van voor 2000 het geval zijn. Test dit daarom door achtereenvolgens op 9.999, 9.998 en 9.997 MHz te luisteren naar respectievelijk de 1000, 2000 en 3000 Hz toon. Als de 3000 Hz toon veel minder luid is is de 8 kHz sample rate goed, anders is een sample rate van 441000 Hz nodig.

Audacity

Bij dit experiment wordt niet fldigi gebruikt, maar Audacity. De radio met de geluidskaart verbinden gaat net als met fldigi. Daarna moet je Audacity installeren. De hele procedure inclusief alle instellingen vind je hier.

Meer informatie

• Het oorspronkelijk bericht op de HamSCI-website:
• Het eerdere experiment:  Hulp radioamateurs gevraagd: meet Doppler-verschuiving tijdens eclips
• Achtergrondverhaal over een vergelijkbaar experiment in 2017: 2017 Eclipse Experiment Description