Радіоастрономічний апаратний комплекс моніторингу метеорів для STEM-центру Малої академії наук України

А. І. Атамась; І. С. Чернецький; В. В. Василенко

doi:10.51707/2618-0529-2024-30-06

Автор(и)

А. І. Атамась канд. техн. наук, старший науковий співробітник відділу створення і використання навчально-тематичних систем знань, НЦ «Мала академія наук України», м. Київ, Україна, [email protected]; ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-8709-3208
І. С. Чернецький канд. пед. наук, завідувач відділу створення і використання навчально-тематичних систем знань, НЦ «Мала академія наук України», м. Київ, Україна, [email protected]; ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-9771-7830
В. В. Василенко молодший науковий співробітник відділу створення і використання навчально-тематичних систем знань, НЦ «Мала академія наук України», м. Київ, Україна, [email protected]; ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8864-2363

DOI:

https://doi.org/10.51707/2618-0529-2024-30-06

Ключові слова:

радіоастрономія, STEM, метеори, метод прямого розсіювання, антена, SDRтехнології.

Анотація

Обґрунтовано перспективність розвитку напряму радіоастрономії для віртуального STEM-центру Малої академії наук України. Цей напрям відповідає сучасній концепції STEM, оскільки має яскраво виражені трансдисциплінарні зв’язки з природничими науками, інжинірингом, технологіями та математикою. Для повноцінного існування та розвитку напряму радіоастрономії у STEMосвіті необхідна потужна практична частина, реалізація якої передбачає наявність певного обладнання. Одним із напрямів радіоастрономії, що не потребує складного та дорогого обладнання, є спостереження метеорних явищ із використанням прямого розсіяння на іонізованих слідах метеорів сигналів загоризонтних FMстанцій радіомовлення в діапазоні 87,5 …108 МГц. Розроблено, створено та випробувано радіоастрономічний апаратний комплекс моніторингу метеорів, що складається з приймальної спрямованої антени, радіочастотного підсилювача з регульованим інжектором живлення, SDRприймача RTL2832U + R820T2 та комп’ютера з необхідним програмним забезпеченням. Під час випробувань комплексу було зареєстровано декілька метеорних явищ синхронно з їх візуальними спостереженнями, що свідчить про його коректне функціонування. Створений радіоастрономічний комплекс сприяє розширенню можливостей навчальних астрономічних спостережень, роблячи їх доступними в будьякий час доби. Використання SDRтехнології дає змогу працювати з комплексом віддалено. Практичні заняття з апаратним комплексом допомагають розвитку низки компетенцій, пов’язаних із природничими науками, технікою радіоприйому, роботою з програмним забезпеченням, підбором та налаштуванням обладнання, математичним моделюванням та обробкою результатів експериментів. Радіокомплекси, засновані на SDRтехнологіях, можливо створювати і використовувати також для інших спостережень, наприклад дослідження радіовипромінювання Юпітера, дослідження проходження радіохвиль залежно від стану іоносфери та сонячної активності, спостереження штучних супутників Землі, що може бути покладено в основу подальшого розвитку напряму радіоастрономії у STEMосвіті.

Посилання

Malchenko, S. L., & Ivanova, A. I. (2019). Vyvchennia zorianykh suziriv z vykorystanniam elementiv STEM-osvity [Introduction of bright students using elements of STEM education]. Naukovi zapysky Tsentralnoukrainskoho derzhavnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Vynnychenka. Seriia: Pedahohichni nauky — Scientific notes of the Central Ukrainian State Pedagogical University named after Vladimir Vynnychenko. Series: Pedagogical sciences, 177 (1), 231–237 [in Ukrainian].

Malchenko, S. L. (2021). Vykorystannia STEM-proiektiv dlia vizualizatsii navchalnoho materialu z astronomii [Using STEM projects to visualize educational material on astronomy]. Zbirnyk naukovykh prats KamianetsPodilskoho natsionalnoho universytetu imeni Ivana Ohiienka. Seriia Pedahohichna — Collection of scientific works of KamianetsPodilskyi National University named after Ivan Ohienko. Series Pedagogical, 27, 77–81. DOI: https://doi.org/10.32626/2307-4507.2021-27.77-81 [in Ukrainian].

Virtualnyi STEM-tsentr Maloi akademii nauk Ukrainy [Virtual STEM-center of the Junior Academy of Sciences of Ukraine]. stemua.science. Retrieved from https://stemua.science/ [in Ukrainian].

Science Buddies. Retrieved from https://www.sciencebuddies.org/.

Meteor Echo Detection With Radios. Retrieved from https://www.meteorecho.com/p/blog-page.html.

Abidin, Z. Z. (2011). Radio meteor detection in Malaysia. International Journal of Fundamental Physical Sciences, 1, 3, 53–56. DOI: https://doi.org/10.14331/ijfps.2011.330013.

International Meteor Organization. Practical Information. Retrieved from https://www.imo.net/obser-vations/methods/radio-observation/practical/.

Bushuev, F. I., Kaliuzhnyi, M. P., Kulichenko, М. О., Shulga, О. В., Malynovskyi, Yе. V., Savchuk, S. G. et al. (2021). Stanovlennia ta rozvytok ukrainskoi merezhi radiosposterezhen meteoriv [Formation and development of the Ukrainian network of radio observations of meteors]. Kosmichna nauka i tekhnolohiia — Space science and technology, 27, 3, 85–92. DOI: https://doi.org/10.15407/knit2021.03.085 [in Ukrainian].

Lesanu, C., Done, A., Cailean, A., & Graur, A. (2018). Vertical polarized antennas for low-VHF radio meteor detection. 14th International Conference on Development and Application Systems (DAS). IEEE, May, 18. (Pр. 93–98). Suceava, Romania. DOI: https://doi.org/10.1109/DAAS.2018.8396078.

Chiwate, S., Zhang, Z., Mernick, K., Shen, B., Vavilov, D., Bugallo, M. et al. (2009). SDR-based radar system for meteor detection. 2009 16th International Conference on Digital Signal Processing. IEEE, July, 09. (Pр. 1–6). Santorini, Greece. DOI: https://doi.org/10.1109/ICDSP.2009.5201236.

Hrudynin, B., & Vidmachenko, A. (2023). Orhanizatsiia roboty ukrainskoi meteornoi sposterezhnoi merezhi (UMSM) na osnovi vykorystannia syhnaliv transliuvalnykh FM-stantsii [Organization of the work of the Ukrainian meteor observation network (UMON) based on the use of signals from broadcast FM stations]. Fizykomatematychna osvita — Physical and Mathematical Education, 38, 1, 14–19. DOI: https://doi.org/10.31110/2413-1571-2023-038-1-002 [in Ukrainian].

Çubuk, K. O., Terzioğlu, C., Kayıhan, H. A., Selmaoğlu, M., Bulut, S., & Özeren, F. (2012). Radio observations and evaluation of the meteor showers between May 4 and August 25, 2012. Proceedings of the International Meteor Conference. IMO, September 20– 23. (Рр. 1–3). La Palma, Canary Islands, Spain.

Leite, E., Alves, G., Seixas, J., Marroquim, F., & Takai, H. (2011). Radar Meteor Detection: Concept, Data Acquisition and Online Triggering. Wave Propagation. InTech, 537–552. DOI: https://doi.org/10.5772/14149.

FMSCAN — frequencies and transmitter maps for any place. Retrieved from https://fmscan.org/helpen.htm.