Meteoren detectie

Meteoren ‘kijken’ met een radio?

De detectie van meteoren door middel van radiogolven is gebaseerd op het feit dat de deeltjes, hoe klein ook, aan een zeer hoge snelheid door de atmosfeer klieven. Door hun hoge snelheid en de wrijving met de deeltjes in de atmosfeer ontstaat wrijvingswarmte (die bij grotere meteoren voor een lichtspoor zorgen) en worden de luchtdeeltjes geïoniseerd.

De ontstane lichtsporen zorgen voor het mooie visuele spektakel van ‘Vallende Sterren’ aan de hemel. Op deze manier kunnen wij waarnemingen doen en zelfs prachtige foto’s schieten. Het grote nadeel is dat de meteoor een zekere grootte moet hebben om een zichtbaar lichtspoor achter te laten, dat het donker moet zijn om het licht te kunnen waarnemen en dat het weer aardig wat roet in het eten kan strooien (vooral in ons belgenlandje waar de heldere nachten in de minderheid zijn.

Het tweede spoor dat achter gelaten wordt door de meteoor, het ionen spoor heeft een eigenschap waarvan we gretig gebruik maken. De radiogolven worden namelijk afgebogen in de ionen wolk en zo terug naar de aarde gestuurd. Als wij deze afgebogen radiogolven kunnen ontvangen en visueel voorstellen, dan kunnen wij zelfs overdag en bij slecht weer de meteoren waarnemen, beoordelen in grootte en zo catalogeren. Door het tellen van de waarnemingen kunnen wij afwijkingen waarnemen die ons vertellen of de meteoren ‘wolk’ waar de aarde doorheen baadt toeneemt in de tijd of net afneemt. Deze laatste waarnemingen laten ons toe ‘voorspellingen’ te doen.

Hoe werkt het nu?

Er staan in os land twee zenders opgesteld die dag en nacht een relatief zwak signaal uitzenden in de VHF ban met een golflengte van +/- 6m. Onder normale omstandigheden zijn hun signalen nauwelijks waar te nemen doch als zich in de atmosfeer boven ons iets afspeelt dat de signalen naar de aarde terug buigt, dan gaan wij de signalen sterker waarnemen.

En inderdaad, de ionenwolken en sporen nagelaten door de meteoren doen net dit. Als we dus de signaalsterkte kunnen visualiseren, dan zien wij die ‘reflecties’ veroorzaakt door de meteoren. Ons gehoor is echter te zwak om de signalen te horen in de achtergrond ruis doch hier komt de wiskunde ons helpen. Door middel van een ‘Fast Fourier

Transformatie (FFT) kunnen wij de sterkte van alle frequentie-componentjes uit elkaar halen zodat het gewicht van ons uitgezonden, en teruggekaatste, signaal groter wordt dan de ruiscomponentjes.

De signaalsterkte van elke frequentie van het ontvangen signaal word door een kleur voorgesteld (hoe sterker hoe helderder. Alle stipjes zetten wij naast elkaar op een lijntje en we zetten alle gemeten lijntjes in de tijd achter elkaar.

Zo bekomen we een ‘waterval grafiek’. Door het ‘Doppler effect’ (de meteoren hebben een hoge snelheid en het ionenspoor dat zij achterlaten en meetrekken dus ook) zal de frequentie van het gereflecteerde verschuiven zodat wij in onze waterval een lijn of een vlek zien.

Door deze gevoelige manier van waarnemen kunnen zeer kleine stofmeteoren (die geen lichtspoor nalaten maar wel ionen) ook waargenomen worden.

Hoe ziet het eruit

Klik voor een grotere afbeelding.

De gebogen lijnen die je ziet in de opnames zijn overvliegende vliegtuigen die ook de signalen terugkaatsen naar de aarde. De vlekken zijn reflexies op de ionen, met grote waarschijnlijkheid, achtergelaten door meteoren.

Wil je meer weten?

Instituut BRAMS (Belgian RAdio Meteor Stations)
http://brams.aeronomie.be/

Voor meer diepgang:
http://www.imo.net/radio/reflection

Enkele amateur waarnemers:
http://www.digilife.be/club/franky.dubois/meteor.html
http://users.skynet.be/fb015777/
http://users.telenet.be/josephco/index_bestanden/Page570.htm