Długo opóźnione echo

Długo opóźnione echa ( LDE ) to echa radiowe , które wracają do nadawcy kilka sekund po wystąpieniu transmisji radiowej. Opóźnienia dłuższe niż 2,7 sekundy są uważane za LDE. LDE mają szereg proponowanych źródeł naukowych.

Historia

Echa te zostały po raz pierwszy zaobserwowane w 1927 roku przez inżyniera budownictwa i radioamatora Jørgena Halsa z jego domu w pobliżu Oslo w Norwegii . Hals wielokrotnie obserwował nieoczekiwane drugie echo radiowe ze znacznym opóźnieniem czasowym po zakończeniu pierwotnego echa radiowego. Nie mogąc wyjaśnić tego dziwnego zjawiska, napisał list do norweskiego fizyka Carla Størmera , wyjaśniając zdarzenie:

Pod koniec lata 1927 roku wielokrotnie słyszałem sygnały z holenderskiej stacji nadawczej na falach krótkich PCJJ w Eindhoven. W tym samym czasie, kiedy je słyszałem, słyszałem też echa. Słyszałem zwykłe echo, które okrąża Ziemię w odstępie około 1/7 sekundy, a także słabsze echo około trzech sekund po odejściu głównego echa. Kiedy główny sygnał był szczególnie silny, przypuszczam, że amplituda ostatniego echa trzy sekundy później wynosiła między 1/10 a 1/20 siły głównego sygnału. Skąd pochodzi to echo, na razie nie mogę powiedzieć, mogę tylko potwierdzić, że naprawdę je słyszałem.

Fizyk Balthasar van der Pol pomógł Halsowi i Stormerowi zbadać echa, ale ze względu na sporadyczny charakter zdarzeń echa i zmiany opóźnienia czasowego nie znalazł odpowiedniego wyjaśnienia.

Długo opóźnione echa słyszano sporadycznie od pierwszych obserwacji w 1927 roku aż do dnia dzisiejszego.

Pięć hipotez

Shlionskiy wymienia 15 możliwych naturalnych wyjaśnień w dwóch grupach: odbicia w przestrzeni kosmicznej i odbicia w ziemskiej magnetosferze. Vidmar i Crawford sugerują, że pięć z nich jest najbardziej prawdopodobnych. Sverre Holm, profesor przetwarzania sygnałów na Uniwersytecie w Oslo, wyszczególnia te pięć; w podsumowaniu,

Przewody w ziemskiej magnetosferze i jonosferze przy niskich częstotliwościach HF (1–4 MHz). Pewne podobieństwa do gwizdków .

Sygnały mogą przechodzić przez jonosferę, a następnie być przewodzone w magnetosferze na odległość kilku promieni Ziemi na przeciwległą półkulę, gdzie zostaną odbite od powierzchni jonosfery. Czas podróży w obie strony zależy od geomagnetycznej szerokości geograficznej nadajnika i zwykle mieści się w zakresie 140–300 ms. Im dalej na północ stacja, tym większe opóźnienie. Ze względu na krótkie opóźnienie nie można tego uznać za prawdziwe długo opóźnione echo. Dla kompletności jest to nadal zawarte tutaj.

Fale radiowe o częstotliwości mniejszej niż około 7 MHz mogą zostać uwięzione w kanałach jonizacyjnych wyrównanych z polem magnetycznym o wartościach L (odległość od środka ziemi do linii pola na równiku magnetycznym) mniejszych niż około 4. Fale te po uwięzieniu mogą rozprzestrzeniają się na przeciwną półkulę, gdzie odbijają się w górnej części jonosfery. Mogą wrócić wzdłuż kanału, opuścić go i rozprzestrzenić się do odbiornika.

Podróżuj wiele razy po całym świecie. Sygnały mogą okrążyć Ziemię siedem razy w ciągu jednej sekundy. Takie sygnały również nie należą do rzadkości.

„Goodacre donosi, że skierował swoją antenę w stronę horyzontu i odebrał swój własny sygnał 28 MHz z opóźnieniem do około 9 sekund… Jego pomiary wskazują na podróż do 65 okrążeń wokół Ziemi”. Prawdopodobnie górna granica częstotliwości dla takich efektów.

Najpopularniejsza obecnie teoria głosi, że sygnały radiowe są uwięzione między dwiema zjonizowanymi warstwami w atmosferze a następnie wielokrotnie okrążają świat, aż wypadną ze szczeliny w dolnej warstwie. ( Propagacja kanałów między warstwami powietrza w niższych warstwach atmosfery jest dobrze poznanym zjawiskiem. Patrz propagacja radiowa ).

Konwersja modów: Sygnały łączą się z falami plazmy w górnej jonosferze.

Badani eksperymentalnie przez Crawforda i wsp. Zarejestrowali echa z opóźnieniami do 40 sekund przy 5–12 MHz.

Sygnały z dwóch oddzielnych nadajników T1 i T2, T2 transmitujących sygnały CW lub quasi-CW, oddziałują nieliniowo w jonosferze lub magnetosferze. Jeśli wektor falowy i częstotliwość wymuszonej oscylacji przy różnicy częstotliwości dwóch sygnałów spełnia zależność dyspersji dla fal elektrostatycznych, takie fale istniałyby i zaczęłyby się propagować. Ta fala może rosnąć w amplitudzie z powodu interakcji fala-cząstka. W późniejszym czasie może oddziaływać z sygnałem CW i propagować do T1.

Odbicie od odległych chmur plazmy pochodzących pierwotnie ze Słońca.

Freyman przeprowadził eksperymenty na częstotliwości 9,9 MHz i wykrył kilka tysięcy ech opóźnienia do 16 sekund w momentach, w których plazma słoneczna prawdopodobnie wchodziła w magnetosferę.

Nieliniowość oprócz konwersji modów. Dwa przesyłane sygnały łączą się, aby wygenerować różnicę częstotliwości, która przemieszcza się z falą plazmową, a następnie jest przekształcana z powrotem.

To może wyjaśniać amatorskie echa VHF / UHF . Hans Rasmussen znalazł echa opóźnione o 4,6 sekundy przy 1296 MHz, a Yurek zarejestrował opóźnienie o 5,75 sekundy przy 432 MHz.

Hipotezy alternatywne

Niektórzy uważają, że źródłem LDE jest aktywność zorzy polarnej , która następuje po burzy słonecznej .

Jeszcze inni uważają, że LDE są podwójnymi odbiciami EME (EMEME), tj. sygnał jest odbijany przez Księżyc, a odbity sygnał jest odbijany przez Ziemię z powrotem na Księżyc i ponownie odbijany przez Księżyc z powrotem na Ziemię.

Omawiając użycie zautomatyzowanych sond jako potencjalnego środka kontaktu z cywilizacjami pozaziemskimi , amerykański fizyk Ronald Bracewell zasugerował, że takie sondy mogą próbować zwrócić na siebie uwagę, wysyłając nam nasze własne sygnały, powołując się na długo opóźnione echa jako możliwy przypadek. Koncepcja ta została rozwinięta przez Duncana Lunana , a także poruszona przez Holma.

Oszustwo

Volker Grassmann, pisząc w VHF Communications , zwrócił uwagę na możliwość fałszowania LDE przez osoby, mówiąc: „Próby oszustwa w żadnym wypadku nie mogą być wykluczone i należy się obawiać, że mniej poważni radioamatorzy przyczyniają się do celowego fałszowania…. Krótkie transmisje z wykorzystaniem różne częstotliwości to stosunkowo prosta procedura wykluczania potencjalnych wichrzycieli”. Aby zmniejszyć możliwość wystąpienia błędów lub oszustw, opracowano ogólnoświatowy system rejestrowania.

Zobacz też

Tryb propagacji

Notatki

JH Dellinger, „Obserwacje echa radiowego o dużym opóźnieniu”, ST, 8, 42, 88 (1934).
KC Budden, CC Yates, "A Search for Radio Echoes of Long Delay," Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, 2, 272-281 1952).
OG Villard, Jr., AF Fraser-Smith, RT Cassan, "LDE's, Hoaxes, and the Cosmic Repeater Hypothesis," ST, 55, 54-58 (1971)
AT Lawton, SJ Newton, „Długo opóźnione echa: poszukiwanie rozwiązania”, Spaceflight, 16, 181-187, 195 (1974).
George Sassoon, „Korelacja echa radiowego o dużym opóźnieniu i orbity Księżyca”, Spaceflight, 16, 258-264 (1974).
OG Villard (W6QYT), DB Muldrew i FW Waxham (K7DS)
GT Goldstone i GRA Ellis, „Obserwacje echa 1,91 MHz z punktu koniugatu magnetycznego po propagacji przez przewód magneto-jonowy”, „Proceedings of the Astronomical Society of Australia”, tom. 6, nie. 3, 1986, s. 333-335
Ellis, GRA i GT Goldstone, „Obserwacje długo opóźnionych ech”, Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, v49 # 10 (1987), s. 999–1005.
P. Martinez (G3PLX), „Long Delayed Echoes, A Study of Magnetospheric Duct Echoes 1997-2007”, Radcom, październik 2007, s. 60–63.
Duncan A. Lunan, „Space Probe from Epsilon Boötis” Spaceflight , 16: 122-31 (kwiecień 1973)

Muldrew, DB, Generowanie echa o dużym opóźnieniu, Journal of Geophysical Research, tom. 84, 5199-5215, 1979.

Linki zewnętrzne