La radioastronomia amatoriale ha riscosso, nell'era moderna, uno scarsissimo interesse da parte degli appassionati del cielo: Astrofili, Radioamatori, o Tecnici dei segnali radio.

Ben rari sono stati gli articoli pubblicati su riviste di settore, in particolare quelle di Astronomia.

Ricordo decenni or sono quando un antico patito di stelle, l'amico astrofilo Claudio Persic, ora residente nella vicina Monopoli, mi evidenziò una rara ed unica recensione inserita sulla rivista "L'Astronomia" che proponeva un impianto base usando un antenna direttiva a 5 o 6 elementi. 

Compresi da subito che l'osservazione, con il solito strumento ottico il Telescopio, era di gran lunga più gratificante che quell'impianto che io definì primordiale. A mio parere, non avrebbe fornito risultati interessanti e lasciai perdere.  

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Ma tanta acqua è passata sotto i ponti e tanta ancora ne dovrà scorrere se si pensa che  in Italia, e forse anche a livello mondiale, non sono presenti periodici specifici che possano aggiornarci su tecniche, e ricerche a livello amatoriale. 

Questo "status"  è dovuto, con certezza, all'evidente, scarso interesse che la disciplina ha riscosso negli anni anche tra gli appassionati del cielo, nel mondo dei radioamatori e tra i tecnici in quanto ha richiesto la solita, necessaria costruzione di circuiti non reperibili in commercio che richiedono anche una dovuta e buona conoscenza nel settore elettronico nonché tanta inventiva.

Nel 77 fu pubblicato in Italia, un solo coraggioso libro di Gianfranco Sinigallia, valente radioamatore con la sigla I4BBE dal titolo: 

Elementi di tecnica radioastronomica

Il testo presentava al solo mondo dei radioamatori una serie di circuiti ed antenne per ricevere le radioemissioni del Sole, della Luna e delle principali Radiogalassie.

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In seguito la sensibilità di Stelio Montebugnoli coordinatore tecnico del Radiotelescopio di Medicina e l'inventiva di un suo caro amico Flavio Falcinelli hanno rinfocolato da noi gli animi coadiuvati, qui al sud, dalla spasmodica passione di Michele Mallardi - Iz7EVR e dalla valente collaborazione del sottoscritto e di Gianni Capitanio - I7PHH 

L'Ing. Falcinelli ha pubblicato un recente testo: Radioastronomia Amatoriale che apre le porte di questa arcana scienza  anche ai non addetti ai lavori. Ora, in Internet, la radioastronomia amatoriale è ancora scarsamente diffusa a dimostrazione che la materia è ancora giovane per molti e forse non riscontra forti entusiasmi.  

Intanto alcune soluzioni, brillantemente pensate Flavio Falcinelli, poliedrico  esponente del Team di Medicina (Bologna) sono state, di recente, esposte da noi al 1° Convegno di Radioastronomia in Puglia, che si è svolto in quel di Castellana Grotte (Bari) domenica, 7 marzo 2004.

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Ispirandomi alle relazioni del Convegno, pratiche soluzioni circuitali mi sono sembrate interessanti, direi ottimali per iniziare ad ottenere  risultati da memorizzare e poi confrontare con altri radioastronomi dilettanti, italiani e stranieri.

Poi, con l’ausilio di Internet ci si potranno confrontare le esperienze, attraverso grafici e tabelle, sulle caratteristiche ed i risultati forniti dalla propria a attrezzatura.  

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Radioastronomia con l’uso di dispositivi per TV via Satellite

L’uso di alcuni accrocchi venduti sotto casa per ben altra funzione (sat-finder, illuminatore per parabola TV, ecc.) ha di recente tremendamente semplificato l’allestimento di una stazione radioastronomica casalinga atta ad operare esperimenti e trarre poi utilissimi dati da confrontare.

E’ oggi possibile impiantare quasi un intera catena di ricezione attraverso l’assemblaggio di alcuni apparecchi costruiti dalle ditte per la ricezione TV via satellite: Parabola, Illuminatore a 10GHz. Sat-Finder (misuratore di campo per installatori).

Si aggiunge poi un semplice amplificatore in C.C., con costante di tempo variabile  detto "integratore", ed un interfaccia analogico-digitale per convertire le tensioni variabili, proporzionali ai radiosegnali presenti in uscita al "sat-finder",  in dati che un apposito programma, ideato dall’Ing.Falcinelli, provvede a visualizzare sul monitor del computer. 

Si ottiene così l'emissione della radiosorgente quando transita dinanzi la parabola (in linea di massima il diagramma di ricezione del sistema antenna).  

La banda radio dei 10GHz.

Lo spettro radio, intorno a 10 GHz. per la ricezione radioastronomica è, a mio parere, da preferire enormemente,  tra tutte le altre frequenze per la relativa reperibilità delle apparecchiature da assemblare, alcune perfettamente disponibili ad un costo relativamente modesto. 

Inoltre tale banda, con una parabola da 1 metro di diametro, fornisce una risoluzione di campo di tutto rispetto (intorno al grado).

Anche un non esasperato diametro della parabola, atta a convogliare verso l’antenna ricevente i debolissimi segnali in riferimento alle frequenze ricevute, permette di ottenere una opportuna selettività di campo, da poter distinguere tra loro quelle stesse radiosorgenti che si trovano contigue nella volta celeste. 

A frequenze inferiori, e a parità di diametro del riflettore (parabola), due radiosorgenti molto vicine sarebbero ricevute attraverso un unico segnale, con risultati evidentemente falsati. 

A frequenze superiori (oltre i 10 GHz.)  a parità di diametro del riflettore parabolico, la sensibilità del sistema e la selettività di campo di certo aumentano ma vi è maggiore criticità nei componenti e non vi è facile reperibilità, a costi umani,  del materiale utile.

Per l’allestimento di una stazione radioastronomica, che non comporti difficoltà "astronomiche" e rischi da infarto (vedi forte vento), la scelta della banda TV dei 10GHz. è enormemente da preferire.

Dispositivo di puntamento

Il primo problema da affrontare meccanicamente, e con accuratezza, e il sistema di puntamento. Con un antenna ricevente posizionata nel fuoco di parabola da 1m. a 10 GHz., l’area utile di captazione è intorno al grado quadrato. Di certo ottimale per la selezione delle singole radiosorgenti, ma troppo esigua per effettuare un puntamento veloce e preciso.  

Una scelta semplice di ripiego è il piazzamento della parabole fissa, possibilmente allo "Zenith". 

Ma è bene prima controllare, con un buon planetario, se le radiosorgenti più forti passano attraverso lo zenith in un certo periodo utile altrimenti converrà iniziare l'esplorazione attraverso il puntamento manuale della parabola verso il Sole con un metodo particolare.

Quando il riflettore è in direzione del Sole si vedrà la sua luce riflessa sul tappo bianco o grigio dell'Antenna-preamplificatore che è stata posizionata nel fuoco della parabola stessa. 

In tal modo, aumentando la sensibilità del sat-finder, attraverso l'apposita manopola, si potrà notare la diversa deflessione della lancetta dello strumento mentre si mira la nostra stella.

Con il sat-finder si potrà anche regolare la posizione del preamplificatore lungo l'asse della parabola fino ad avere la massima deflessione dello strumento che rivela il punto di messa a fuoco.

Si può iniziare con una comodissima parabola da 50-70 cm. per Sole e Luna ma questo diametro sarà poi insufficiente per le radiosorgenti stellari. 

Comandi manuali

Scartando il puntamento fisso allo Zenith, che comunque è una soluzione, è indispensabile inserire, nel supporto che sostiene la parabola, un dispositivo che consenta un orientamento preciso in direzione delle radiosorgenti. Attraverso movimenti millimetrici in Azimut ed Altezza. 

Gli stessi potranno essere azionati a mano ma solo se allocate la vostra stazione ricevente nei pressi della parabola controllando il puntamento con la lancetta dello strumento o, meglio il grafico al computer. 

Questa soluzione riduce sensibilmente i costi e non prevede alcun inseguimento motorizzato.

Sarà, però, necessario tarare un Cercatore in direzione del segnale per inquadrare la radiosorgente con facilità dopo averne stabilito l'esatta posizione tra le stelle.

Motorizzazione

Normalmente è comodo essere lontano dal terrazzo, o dal terreno, soprattutto in presenza di pioggia o freddo. In questo caso la parabola deve essere comandata a distanza tramite un dispositivo “remoto” che si concretizza nell’uso di due “rotori”: uno in Azimut, l’altro in Altezza. 

Queste centraline di comando sono definite “control box” e rendono visibili l’indicazione, in gradi, dell’azimut e dell’altezza. La tolleranza, visti i parametri prima citati, deve essere di +- un grado per il sistema motorizzato. Questo comporta l’uso di una meccanica di precisione e robusta, non facile da costruire e dal costo non irrisorio.  

Per informazioni su tale dispositivo: www.prosistel.it

Spese

Possiamo affermare che, oltre all’eventuale costo del computer e del dispositivo di ricezione, è da ritenersi indispensabile, per la raccolta e l’archiviazione di dati di una certa valenza, il puntamento remoto della parabola che richiede una spesa aggiuntiva.

Puntamento fisso

Per contenere le spese si può pensare, come già affermato, al puntamento manuale o ad un antenna “fissa”, semmai  allo Zenith (Arecibo) o in direzione del meridiano sud, ad un altezza da scegliere di volta in volta in base alla ricerca. 

In questo caso si lascia la stazione ricevente in funzione per diverso tempo e si attende che la radiosorgente passi dinanzi al fascio utile dell’antenna permettendo di memorizzare la curva di segnale che rappresenta anche il diagramma di ricezione del sistema. E' d'obbligo sapere con precisione l'altezza sull'orizzonte dell'antenna per essere certi che la radiosorgente passi nello stretto fascio di ricezione.

La Telecamera

Michele, Iz7EVR, primo radioastronomo dilettante in Puglia,  ha avuto l’idea di inserire una telecamera per un facile puntamento “a vista” dell’antenna verso il Sole, la Luna e le Costellazioni. 

La brillante idea consente di direzionare la parabola con relativa facilità verso le singole radiosorgenti, sia in manuale che in remoto guardano poi su un piccolo Monitor la fetta di cielo ripresa. Sul monitor stesso una piccolo quadrato disegnato segnala il puntamento. Nel caso di radiosorgenti da trovare la telecamera deve presentare una certa sensibilità in modo da vedere anche stelle di 5-6 magnitudine

I Filtri

Ma è d’obbligo, aggiungo io, inserire filtri che evitino la saturazione  del CCD in presenza di fortissima emissione luminosa che, tra l'altro, non consente di vedere il puntino bianco del disco solare e può determinare la bruciatura !!! del sensore.

 Anche per la luna è opportuno l’uso di un secondo filtro, per ottimizzare la quantità di luce che perviene al CCD. L’uso di attenuatori luminosi (filtri solari, vetri ricavati da occhiali da sole per la Luna) è inutile per altre radiosorgenti "luminose" (Giove). In questi casi la telecamera, se sufficientemente sensibile, può permettere un facile puntamento “visivo” in direzione della radiosorgente dopo aver ben allineato la camera con la parabola. Per radiosorgenti lontane il filtro va tolto.

Area da esplorare e Segnali indesiderati

Dopo aver allestito le singole parti della stazione ricevente è fondamentale porre la massima attenzione verso le aree di puntamento dell’antenna. 

In alcune zone di cielo ogni decodifica inerente le radiosorgenti è impossibile data la presenza, sulla  fascia equatoriale, di un nutrito numero di Satelliti artificiali TV, in orbita geostazionaria a 36.000Km.  

I loro fortissimi segnali non hanno nulla a che vedere con la radioastronomia. 

Creano solo fortissime interferenze. 

Ma possono servire, all’inizio, per controllare e tarare il dispositivo ricevente. 

Con l’ausilio di un semplice programma "Planetario" per computer, che permette la visione del cielo sul monitor, si può fissare su carta questa fascia di allocazione dei satelliti geostazionari (equatore celeste) che non varia assolutamente, rispetto all’orizzonte,  col passare delle stagioni a differenza di una seconda fascia, intorno all’eclittica, entro la quale sono allocate alcune forti radiosorgenti (Sole, Luna, Giove). 

Un'altra fonte di segnale indesiderato è il rumore termico del pianeta. Intorno ai 30 gradi, procedendo verso l'orizzonte, il diagramma di flusso inizia a salire sullo schermo del computer e rende inutile qualsiasi esplorazione. 

Aumentando il guadagno del sistema di antenna aumenta l’altezza da terra di minima captazione del rumore di terra. Questi dati, qui enunciati, possono divenire oggetto di sperimentazione e di confronto.  

Termino con l'augurarvi buon lavoro.