Category: Статьи

October 21, 2018 siteprovisor No comments exist

Сеанс связи с космическим аппаратом Метеор-М2

 

 

Решили встать пораньше и организовать охоту на спутники с некоторыми нашими учениками. Заранее посмотрели баллистику на КА Метеор-М2, то есть время пролета над г. Королев.

Орбита этого спутника – солнечно-синхронная, плоскость орбиты поворачивается за Солнцем, что позволяет вести съемку на каждом витке в одних и тех же условиях освещенности.

orbit1

На небе не было ни облака, качество связи неплохое (если б не забыли поднять ползунок одного из усилителей, было бы вообще отлично). 

Все что на изображении – севернее точки приема (с юга мешало здание школы).

 

На полученном изображении видна сильная дисторсия – искажение. Такое искажение в виде “рыбьего глаза” вызвано эффектом сверхширокоугольного объектива. Угол поля зрения довольно большой т.к. спутник захватывает несколько тысяч километров (по линии поперек трассы полета), сканируя поверхность земли своим радаром и сразу же посылая эту сканированную линейку (находящуюся прямо под ним) в эфир на частоте 137.1 МГц. Любой может принять эти данные пока спутник находится в зоне видимости наблюдателя.

Сеанс длится 10…15 минут, спутник летит со скоростью около 7 км/с – то есть за это время он пролетает от 4000 до 6000 км, при этом все время находясь в прямой видимости с Земли. 

  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s_125.false-colour
  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s_125.infra-red
  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s_125.RGB122

Полученное нормированное изображение с исправленной дисторсией (+ наложено на карту).

Видны очертания балтики, Онежского и Ладожского озер, Финский залив, скандинавия и п-ов Ютландия, река Волга.

  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s-RGB122-rectified.remapped
  • map

  • orbit

На температурной карте самые теплые – облака (белые и много отражают), водная поверхность и поверхность земли поглощают гораздо больше.

  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s-RGB122-rectified.thermal
  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s-RGB122-rectified.vegetation
  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s-RGB122-rectified.false-colour
  • 2018_10_14_LRPT_10-44-04.s-RGB122-rectified.infra-red

  • IMG_0329
  • IMG_0311
January 18, 2018 finereader No comments exist
Снимки со спутника

Получение изображений Земли из космоса стало, похоже, делом, которое доступно не только заядлым радиолюбителям, но и обычному школьнику, пусть и продвинутому.

 

Информация со спутников серии Метеор-М (Россия) и NOAA (США) может быть принята на домашнюю рукотворную станцию с QFH-антенной, SDR-приёмником и программой на ПК.

Эти спутники находятся на низкой (~800 км) орбите с периодом ~1,5 часа. Активно около трех КА серии NOAA (снимки на фото снизу) и наш Метеор-М2 (снимки на фото справа).

Также можно принять сигнал с геостационарных метеорологических КА – GOES (США) или Электро-Л (Россия), но это уже задача посложнее.

 

  • 2016_06_08_LRPT_20-53-51.s-RGB122-rectified.infra-red
  • 2016_06_08_LRPT_20-53-51.s-RGB122-rectified
  • 2016_06_08_LRPT_20-53-51.s-RGB122-rectified.thermal
  • 2016_06_09_LRPT_10-44-06.s-RGB122-rectified
  • 2016_06_09_LRPT_10-44-06.s-RGB122-rectified.thermal
  • 2016_06_19_LRPT_10-44-08.s-RGB122-rectified

Изображения получены мной на даче (недалеко от г. Королев) летом 2016/17 г., самодельная антенна на рисунке ниже (полоса в центре – нештатное воздействие на наземную станцию любопытного “хвостатого агента”).

 

Планируем вылазки с нашими учениками этим летом, где-нибудь на канале.

  • noaa-19-06181216-hvct
  • noaa-19-06181216-mcir
  • noaa-19-06181216-msa

Для создания спутниковой станции приёма понадобятся:

  • Антенна 
  • Малошумящий усилитель
  • RTL-SDR приемник
  • программа SDR# (+плагины)
  • программа Orbitron
  • программа для декодирования (WXtoImg для NOAA или LRPTprocessor для Метеора)

Тема SDR-приемников и в особенности, RTL-SDR хорошо освещена в интернете, поэтому:

     rtl-sdr.ru

     www.rtl-sdr.com

Купить можно на http://radiospy.ru

МШУ я нашел здесь http://lna4all.blogspot.ru

 

  • coaxconn1
  • P11807644

Спутники работают на частоте 137 МГц, сигнал правой круговой поляризации. Лучше всего подойдет QFH-антенна, имеющая хорошую диаграмму направленности на всю полусферу, что позволяет принимать сигнал с любого азимута и углов места около 10…20 градусов:

     как сделать

     как рассчитать

Дальность связи достигает 3 тыс. км и более (в хорошую погоду можно захватить сигнал, когда спутник находится еще над территорией Турции или уже над Ледовитым океаном)

Без малошумящего усилителя спутника нам не услышать, так что LNA4ALL или аналоги.

 

Сеансы прохода спутников над географической точкой положения приёмной станции можно рассчитать, например при помощи Orbitron.

Необходимо периодически обновлять TLE-файлы с координатами интересующих спутников.

12ый

Далее необходимо настроить параметры RTL-SDR приемника через программу SDR#. 

Настройка полностью описана – для NOAA и для Метеора.

 

1ый

Для снимков с NOAA – необходимо использовать WXtoImg для получения финальных изображений.

 

Для КА Метеор-М2 – необходимо использовать плагин QPSK-демодулятора и LRPTprocessor.

Tutorial по приёму данных с Метеора.

2016_06_08_LRPT_20-53-51.s-RGB122-rectified
May 24, 2017 finereader 1 comment

Рост интереса к кружкам робототехники

Из анализа статистики запросов в поисковых системах можно сделать прямые выводы об изменении отношения к технической подготовке школьников, росту заинтересованности к таким дисциплинам, как робототехника, мехатроника, электроника, конструирование.

Однако, не все так просто. Среди учеников таких кружков, в основном, дети с 1 по 3-й класс, которых приводят родители, и все это пока на уровне развлекательно-увеселительных мероприятий (с тарелочкой доступных кексов в углу комнаты).

Для настоящей работы нужен более подготовленный контингент – 8-й класс и старше, а они-то и не приходят. Приходят сами с 5-го по 7-й, но это единицы. На вопрос, есть ли кто из друзей, заинтересованный – в ответ молчание и …компьютерные игры … некогда им. А потом приходят на работу тридцатилетние «прокачанные танководы и пилоты», у которых знаний и умений толком еще нет, а желания уже нет, поздно за них браться, в общем.

Так что, получается надо брать 7-ми классников с их еще живым интересом и тащить их своим примером. Только вот по-настоящему заинтересовать их может только такой же заинтересованный технарь, действующий инженер, придя в школу с собственноручно сделанным танком на радиоуправлении, квадрокоптером, вертя его и чего-то там оживленно рассказывая. Да, в вопросе определения вашей увлеченности предметом им нет равных.

Подход с долгим предварительным объяснением темы – не работает, слушатели начинают благодарно зевать уже через пять минут. Поэтому просто берем и делаем робота, механизм, машину, а по пути решаем возникающие вопросы. Да собственно, заставить семиклассника словами внятно сформулировать стоящую перед ним задачу – это уже хорошо. А если он еще и пути выхода сам будет предлагать, совсем замечательно. Но над этим надо работать… С каждым отдельно… С группой больше шести человек придется уже очень трудно…

В качестве платформы для такого обучения идеально подходит, например, Arduino, Raspberry Pi в качестве управляющего мозга системы (машины, робота) с невообразимо большим количеством доступной для них периферии (датчики, моторы и пр.) и шасси (колесные, гусеничные, летающие, плавающие). Сделать из этого можно все, что угодно, хоть самолет или спутник – если очень захотеть, можно в космос улететь. И здесь уже важна квалификация и заинтересованность самого преподавателя, который ведет ученика, отодвигает преграды и поддерживает его (ученика и свой) энтузиазм на нелегком пути созидания.

Видно, что число запросов, а вместе с этим и интерес к робототехнике вырос в несколько раз за последние два года. При этом периоды активного роста – сентябрь (начало учебного года), февраль (окончание зимних каникул) свидетельствуют об активном интересе школьников.
Из анализа сопутствующих слов в поиске также очевидна востребованность детских кружков, курсов, классов и школ робототехники и мехатроники.

История запросов по России (робототехника):

История запросов по Королеву (робототехника):

История запросов по Королеву (робототехника в Королеве):

Запросы по России (робототехника):

May 6, 2017 finereader No comments exist

Знакомьтесь, Ричард Фейнман

Вашему вниманию предлагаются несколько видеороликов замечательного человека, выдающегося ученого, преподавателя, нобелевского лауреата в области физики Ричарда Фейнмана.

Лучше всех о Фейнмане написано в его автобиографических книгах "Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман" и "Какое тебе дело до того, что думают другие". В главе "Чудовищные умы" описывается случай, который произошел с выпускником Фейнманом в Принстоне, где он работал под руководством Джона Уилера (коллегой Нилься Бора и Энрико Ферми, автором терминов "Черная дыра" и "Кротовая нора"):

"Теперь, когда мы получили правильную классическую теорию, Уилер сказал:

“Фейнман, ты – молодой парень, ты должен выступить на семинаре. Тебе нужен опыт в выступлении с докладами. Тем временем я разработаю квантовую часть и дам семинар на эту тему позже”.

Итак, это должен был быть мой первый технический доклад, и Уилер договорился с Эугеном Вигнером, чтобы доклад вставили в план регулярных семинаров.

За день или два до доклада я увидел Вигнера в холле. “Фейнман, – сказал он, – я думаю, что работа, которую Вы делаете с Уилером, очень интересна, поэтому я пригласил на семинар Рассела”. Генри Норрис Рассел, великий астроном тех дней, должен был прийти на доклад!

Вигнер продолжал: “Я думаю, профессор фон Нейман также заинтересуется”. Джонни фон Нейман был величайшим в мире математиком.

“И профессор Паули приезжает из Швейцарии, так уж получилось, и я пригласил и его прийти”. Паули был очень знаменитым физиком, и к этому моменту я становлюсь желтым. Наконец, Вигнер сказал: “Профессор Эйнштейн лишь изредка посещает наши еженедельные семинары, но Ваша работа так интересна, что я пригласил его специально, так что он тоже будет”.

Здесь я, должно быть, позеленел, потому что Вигнер сказал: “Нет, нет, не беспокойтесь! Впрочем, нужно предупредить Вас, что если профессор Рассел заснет – а он несомненно заснет – это не означает, что семинар плох. Он засыпает на всех семинарах. С другой стороны, если профессор Паули кивает головой все время и кажется, что он со всем согласен, не обращайте внимания. Просто у профессора Паули нервный тик”."

Если вы хотите узнать, хорошо ли Фейнман играет на барабанах, как он научился рисовать, чтобы  выиграть спор, почему отказался от большой зарплаты, как не стал биологом, настоятельно рекомендую обратиться к автобиографиям.

О поездах: