TALLINNA TÄHETORN TALLINN OBSERVATORY

Similar documents
DETECTION OF TERRESTRIAL IONOSPHERIC PERTURBATIONS CAUSED BY DIFFERENT ASTROPHYSICAL PHENOMENA

Measurement of VLF propagation perturbations during the January 4, 2011 Partial Solar Eclipse

SPACE WEATHER SIGNATURES ON VLF RADIO WAVES RECORDED IN BELGRADE

ALTITUDE PROFILES OF ELECTRON DENSITY DURING LEP EVENTS FROM VLF MONITORING OF THE LOWER IONOSPHERE

Experimental Weak Radio Signals Monitor for Ionospheric Disturbances Analysis

Monitoring Solar flares by Radio Astronomy

VLF REMOTE SENSING OF THE LOWER IONOSPHERE AND REAL TIME SIGNAL PROCESSING

VLF Data Acquisition and database storing

Arvude edastamine raadiosides. 1. Numbrite edastamine Numbrite edastamisel kasutatakse järgmist hääldust, rõhutades allajoonitud silpi.

Research Letter Waveguide Parameters of 19.8 khz Signal Propagating over a Long Path

Radio Communication. Presentation created by: András Balogh


Antenna & Propagation. Basic Radio Wave Propagation

Section 1 Wireless Transmission

Chapter 7 HF Propagation. Ionosphere Solar Effects Scatter and NVIS

Deep Space Communication The further you go, the harder it gets. D. Kanipe, Sept. 2013

RECOMMENDATION ITU-R SM * Measuring of low-level emissions from space stations at monitoring earth stations using noise reduction techniques

A Study of the Effects of Sunrise and Sunset on the Ionosphere as Observed by VLF Wave Behavior

Chapter 22. Electromagnetic Waves

Frequency-Agile Distributed-Sensor System (FADSS) Deployment in the Western United States: VLF Results

Chapter 1: Telecommunication Fundamentals

Analysis of VLF Signals Perturbations on the Equatorial D-region Ionosphere Induced by Solar Flares

Data and Computer Communications Chapter 4 Transmission Media

RADAR DEVELOPMENT BASIC CONCEPT OF RADAR WAS DEMONSTRATED BY HEINRICH. HERTZ VERIFIED THE MAXWELL RADAR.

Some studies of solar flare effects on the propagation of sferics and a transmitted signal

PoS(2nd MCCT -SKADS)003

Anomalous behaviour of very low frequency signals during the earthquake events

AGF-216. The Earth s Ionosphere & Radars on Svalbard

1. Introduction. 2. Materials and Methods

Radio Astronomy for Amateurs. Presented by Keith Payea AG6CI

Chapter-15. Communication systems -1 mark Questions

RECOMMENDATION ITU-R S.733-1* (Question ITU-R 42/4 (1990))**

From the Editor. Friends, I welcome you to another issue of this magazine for June 2010, which is issue 51 of this series.


Chapter 6 Propagation

REPORT ITU-R M Interference and noise problems for maritime mobile-satellite systems using frequencies in the region of 1.5 and 1.

Lecture 02. Introduction of Remote Sensing

Large Solar Flares and their Ionospheric D-region Enhancements

Study of small scale plasma irregularities. Đorđe Stevanović

"Internet Telescope" Performance Requirements

The Radiation Balance


Uses of Electromagnetic Waves

14. COMMUNICATION SYSTEM

Data and Computer Communications. Tenth Edition by William Stallings

4/29/2012. General Class Element 3 Course Presentation. Radio Wave Propagation. Radio Wave Propagation. Radio Wave Propagation.

SPATIAL AND TEMPORAL IONOSPHERIC MONITORING USING BROADBAND SFERIC MEASUREMENTS

Korea s First Satellite for Satellite Laser Ranging

Time and Frequency Transmission Facilities

FOR 353: Air Photo Interpretation and Photogrammetry. Lecture 2. Electromagnetic Energy/Camera and Film characteristics

VLF Monitoring System for Characterizing the Lower Region Ionospheric Layer

Diurnal Variation of VLF Radio Wave Signal Strength at 19.8 and 24 khz Received at Khatav India (16 o 46ʹN, 75 o 53ʹE)

SETI Search for ExtraTerrestrial Intelligence

Satellite Sub-systems

Assessment of instrument STability and Retrieval Algorithms for SMOS data (ASTRA)

7. Kanalikiht II. Side IRT3930 Ivo Müürsepp

Ground-based network observations for investigation of the inner magnetosphere

arxiv: v1 [astro-ph.ep] 23 Mar 2016

ELECTROMAGNETIC SPECTRUM ELECTROMAGNETIC SPECTRUM

Radar Reprinted from "Waves in Motion", McGourty and Rideout, RET 2005

SATELLITE COMMUNICATIONS

AGRON / E E / MTEOR 518: Microwave Remote Sensing

Energy in Electromagnetic Waves

Space Weather and Propagation JANUARY 14, 2017

Wireless Transmission Rab Nawaz Jadoon

TSEK02: Radio Electronics Lecture 6: Propagation and Noise. Ted Johansson, EKS, ISY

UNIT Derive the fundamental equation for free space propagation?

Reading 28 PROPAGATION THE IONOSPHERE

Satellite Signals and Communications Principles. Dr. Ugur GUVEN Aerospace Engineer (P.hD)

OBJECTIVES: PROPAGATION INTRO RADIO WAVES POLARIZATION LINE OF SIGHT, GROUND WAVE, SKY WAVE IONOSPHERE REGIONS PROPAGATION, HOPS, SKIPS ZONES THE

The Primary Purpose of the School or Why Are We Here?

Spatially Resolved Backscatter Ceilometer

Characterizing Subsurface Structures using Very Low Frequency Electromagnetic Radiation - a Modeling Approach

Proceedings of the International Meteor Conference

RECOMMENDATION ITU-R P Prediction of sky-wave field strength at frequencies between about 150 and khz

TSEK02: Radio Electronics Lecture 6: Propagation and Noise. Ted Johansson, EKS, ISY

GAVIN DOCHERTY & CRAIG ROBERTS School of Surveying & Spatial Information Systems. University of NSW

Akio Oniyama 1 and Tetsuo Fukunaga 2 PASCO CORPORATION Nakano, Nakano-ku, Tokyo, Japan

An Introduction to Remote Sensing & GIS. Introduction

P. M. Siciliani 1, C. Fidani 1,2, F. Stoppa 3, G. Iezzi 3, M. Arcaleni 1, S. Tardioli 1, D. Marcelli 2 1

New Concepts in Global Tectonics Journal, V. 4, No. 4, December

3C5 Telecommunications. what do radios look like? mobile phones. Linda Doyle CTVR The Telecommunications Research Centre

Chapter 8. Remote sensing

Maximum Usable Frequency

ARTICLE 22. Space services 1

COMBINED POSITIONING SYSTEM FOR MAPPING MEASURED PROPERTIES OF OBJECTS OF ARBITRARY SHAPE

Current and Future Meteorological Satellite Program of China

Radiation and Particles from the. Sun

Observational Astronomy

Photometry of the variable stars using CCD detectors

Radiometric performance of Second Generation Global Imager (SGLI) using integrating sphere

Narrow band lters. 1 Filters characteristics. I. Rodríguez and O. Lehmkuhl. January 8, FWHM or bandpass

DRONACHARYA GROUP OF INSTITUTIONS, GREATER NOIDA. SATELLITE COMMUNICATIONS (EEC 021) QUESTION BANK

Chapter 1 Introduction

SEMEP. Search for ElectroMagnetic Earthquake Precursors

Tuesday 1st August 2017: Astrophotography for Absolute Amateurs - Eric Walker (HAS)

B ==================================== C

Modelling the Ionosphere

William Stallings Data and Computer Communications 7 th Edition. Chapter 4 Transmission Media

Plasma in the ionosphere Ionization and Recombination

Transcription:

Tallinna Tehnikaülikooli Füüsikainstituut TALLINNA TÄHETORN TALLINN OBSERVATORY V Number 6 2008

Vaade Tallinna Tähetorni rõdult

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL FÜÜSIKAINSTITUUT TALLINNA TÄHETORN TALLINN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY INSTITUTE OF PHYSICS TALLINN OBSERVATORY TALLINNA TÄHETORN TALLINN OBSERVATORY V Number 6 TALLINN 2008

Koostanud ja toimetanud T. Aas, V. Harvig c Tallinna Tähetorn Tehniliste aruannete ja eelartiklite kogumik Collections of technical reports and preliminary articles ISSN 14068559

2008 Tallinn Observatory V No.6 Educational space physics and astronomical experiments at Tallinn Observatory T. Aas 1, V. Harvig 1,2, V. Sinivee 1 1 Tallinna University of Technology, Institute of Physics, Ehitajate tee 5, 19086, Tallinn, Estonia 2 Tartu Observatory, Estonia Experimental Multiple CCD photometric system Variable stars photometry is practiced in Tallinn Observatory since the end of 1966, when a photometer built in Tartu Observatory (Maasik, 1970) was introduced and thereafter self-made equipment based on the similar electronic scheme (Harvig, 1987a,b, Kalv et al., 2003). The rst CCD camera was obtained in the beginning of 1999. Since the eld of view of budget CCD cameras is small (for AZT-14 telescope / SBIG ST-7 camera in Tallinn Observatory it is about 2 ), it is possible to observe simultaneously only visual binaries. However, the principle observational program of the Observatory are observations of longperiod and nonestationary stars. From the list of the stars in our principle program none has a near-by comparison star. However, if one redirect the telescope from one star to another, as it is done with classical photoelectric photometers, the advantages of CCD cameras are lost (except for the higher sensitivity). The same problem is general. To resolve it, two methods are in use. The rst is to built bigger CCDs, but their price is very high. The second is to make a mosaic of CCDs (Boroson et al., 1994), but their price is also very high, and this solution is not ideal. In our approach, the photographing of the same region of the sky may be made by two cameras, one of which has bigger and another one has smaller eld of view. An aerophotocamera NAFA with the focal length of 50 cm and the eld of view of nearly 30 is attached to the main telescope; it has enough comparison stars of appropriate color and luminosity in its eld of view. The disadvantage is that the diameter of its lens is only 10 cm, but it is not very important since a wide eld of view makes it possible to use a large number of (relatively luminous) comparison stars. Since we had only one professional camera for astronomical observations available, a selfmade camera (T. Aas et al., 2004) was attached to the main telescope; its characteristics are moderate, since Sony ICX027BL CCD is used. Of course, both cameras should be as much similar as possible. The rst experiments demonstrate that the system works properly. Simultaneous observations of the star and the comparison star with dierent telescopes is not any news. It was tried in Tartu Observatory with the twintelescope (Veismann, 1967, 1971a,b, Luud et al., 1973), but in that case the hindrance were quick atmospheric uctuations due to the long base and errors caused by drifts in the channels. In the Vilnius University observatory based on Maidanak there was nearly the same system as we are planning. There was a MTO 1000 photolens attached to the principle telescope, both provided with identical photometers. However, such systems were in use during the era of the classical photoelectric photometry. In our approach at least one object is the same in the eld of view of both cameras. It is also possible to observe with dierent combinations of lters and to realize higher quality narrow-band observations. We are also planning to establish a "Polaris telescope" that would be able to follow continuously the Polaris (α UMi) (also during the daytime), and with help of which, in 7

addition to the Polaris photometry, it would be possible to measure better the atmospheric absorption and to study the sky background dependence on other atmospheric parameters. The eciency (precision) of the "Polaris telescope" would be higher (especially before the additional cooled CCD camera acquisition), if it becomes possible to create nearly "absolute" light etalon, that is a problem by itself, since its stability should be at least of 0 ṃ 01 between calibrations. At the same time it would enable us to study stability of the CCD camera. To follow highfrequency variability of sensitivity it would be possible to use the method describe by (Manfroid, 1995, 1996, Tuvikene and Kolka, 2003), but it would need additional time. Also for educational purposes our climate conditions are not very good, and the number of astronomical nights suitable (also partially) for photometric observations is very small. According to nearly 40years statistics, the best season was winter 198889 when we obtained satisfactory results during 79 nights. Usually the number of astronomical nights is between 30 and 60 per year, and it is the same for the whole region. We try to increase the observational time using bright nights and, in some sense, organizing observations during the daytime. Traditionally we have selected stars with the stellar magnitude smaller than 10, since in city conditions weaker objects are not easy to follow; and brighter objects can be observed with satisfactory precision even with smaller lens. A device for remote control of an experiment via e-mail (Sinivee 2007) will be used to control the system. Since Tallinn Observatory is mainly educational, we also have various corresponding activities, among which are for instance observations of meteors, noctilucent clouds and auroras. So we are also planning, in addition to the "Polaris telescope", to observe the celestial North Pole surroundings with the eld of view of 60 (so that the Sun would be out the eld of view). Radioastronomical educational experiments Device, similar to satellite TV antenna, gives satisfactory results for observation of strong radio sources. Passive radar observations of meteors As we have not possibility to do radar observations the the passive-radar observations gives rather good results. Magnetometer experiments As on can see from gure the self-made device gives rather similar results as high-level instrument. Monitoring of VLF signals of submarine communication stations The variations of the signals is complicated, but rather interesting. It is well known that solar ares, in particular their X-ray spectrum, with wavelengths typically of tenths of nm, penetrate the ionosphere D-region, modifying the electron density to extents large enough to severely change the propagation conditions in the Earth-ionosphere waveguide (Mitra, 1974). Disturbances of the received VLF (very-low frequency) signals, both in phase and amplitude, have for some time been intensively used for the investigation of the inuence of solar ares on the ionospheric D-region. For last years VLF amplitude 8

enhancements of the NAA/24.0 khz signal (Maine, USA), registered by the Belgrade AbsPAL facility during solar ares, have been related to solar X-ray uxes measured by the GOES-12 satellite (Zigman et al. 2007). Direct obtaining of satellite images In general, it is interesting to get the images directly from satellite, especially for students. Monitoring of gamma-ray background A portable autonomous γ spectrometerdata logger is designed at our institute (Sinivee 2007a). The device records all measured γ events separately and binds data to geographic coordinates using a GPSengine. Data is stored on standard memory card with FAT le system. Device oers data protection by encrypting les. A standard I-button works as a key. One of mentioned devices is installed at Tallinn Observatory to monitor background radiation. Acknowledgements Financial support of BF 44 foundation is acknowledged. 9

Õppeeksperimente Tallinna Tähetornis Eksperimentaalne mitmik-ccd fotomeetriline süsteem Tallinna Tähetornis on tegeletud muutlike tähtede fotomeetriaga alates 1966. aasta lõpust, mil võeti kasutusele Tartu Observatooriumis valmistatud (Maasik 1970 ) fotomeeter ja seejärel elektroonilise skeemi poolest sarnaste omatehtud (Harvig 1987a,b, Kalv j.t. 2003) seadmetega. Esimene CCD kaamera saadi Tallinna Tähetorni 1999. aasta alul. Kuna mõõduka hinnaga CCD kaameratega saadav vaateväli on väike (Tallinna Tähetorni AZT-14 teleskoobi puhul on SBIG-i ST-7 kaamera kasutamise korral vaateväli umbes kaks kaareminutit) on võimalik samaaegselt mõõta ainult visuaalseid kaksiktähti. Põhiliseks vaatlusprogrammiks on aga olnud pikaperioodiliste ja ebastatsionaarsete tähtede vaatlemine. Meie põhiprogrammi kuuluvatest tähtedest aga ühelgi ei ole võrdlustäht piisavalt lähedal. Kui aga suunata teleskoopi tähelt-tähele, nagu seda klassikalise fotoelektrilise fotomeetri kasutamise korral tehakse, kaovad ka CCD kaamera eelised (peale kõrgema tundlikkuse). Sama probleem on üldlevinud. Selle ületamiseks on levinud kaks moodust. Esiteks püütakse valmistada võimalikult suuri CCD-sid, mille hind on väga kõrge. Teine moodus on valmistada CCD-mosaiike (Boroson jt. 1994), mille hind osutub ka kokkuvõttes väga kõrgeks ja pealegi ei ole tegemist ideaalse lahendusega. MitmikCCD süsteemi korral toimub sama taevaala samaaegne salvestamine kahe kaameraga, millest üks on suure, teine aga väikese vaateväljaga. Tallinna Tähetornis on põhiteleskoobi külge kinnitatud aerofotokaamera NAFA, mille fookuskaugus on 50 cm ja vastav vaateväli ligi pool kraadi (sarnase CCD korral). Sellisel juhul leidub enamasti piisavalt sobiva värvi- ja heledusega võrdlustähti. Puuduseks on küll see, et lisakaamera objektiiv on kõigest 10 cm läbimõõduga, kuid suur vaateväli võimaldab kasutada suurt arvu (suhteliselt heledaid) võrdlustähti ja seega ei ole see eriti oluline. Esimeste katsetuste käigus oli meie käsutuses ainult üks astronoomilisteks vaatlusteks ettenähtud kaamera, siis põhiteleskoobi fookusesse kinnitati (T. Aas j.t.2004) omatehtud kaamera, mille omadused olid tagasihoidlikumad, kuna seal on kasutatud Sony ICX027BL CCD. (Loomulikult peaks kaamerad olema võimalikult identsed). Nendest katsetustest jääb mulje, et selline süsteem toimib ootuspäraselt. Aastal 2006 õnnestus baasnantseerimise projekti abil saada olulist täiendust mitmikccd fotomeetrilise süsteemi väljaarendamiseks. Samaaegne tähe ja võrdlustähe vaatlemine kahe eri teleskoobiga ei ole mingi uudis. Nii püüti teha ka Tartu Observatooriumi kaksikteleskoobiga (Veismann 1967, 1971a,b, Luud jt. 1973), kuid tollal osutusid takistuseks teleskoopide kaugusest tingitud kiireloomulistest neeldumise uktuatsioonidest ja kanalite erinevatest triividest tingitud mõõtmisvead. Maidanakis asuvas Vilniuse Ülikoolile kuulunud observatooriumis oli peaaegu samasugune lahendus, kui meie uus fotomeetriline süsteem. Seal oli põhiteleskoobi külge monteeritud MTO 1000 fotoobjektiiv ja mõlemad varustatud identsete fotomeetritega. Nimetatud süsteemid olid aga kasutusel klassikalise fotoelektrilise fotomeetria ajastul. Meie variandi korral aga vähemalt üks objekt on mõlema kaamera vaateväljas ühine. Peale selle on võimalik teostada vaatlusi ka erinevaid ltreid kombineerides ja teostada täpsemaid kitsaribalisi vaatlusi. Lisaks eelkirjeldatule on rajamisel põhjanaela teleskoop, mis peaks jälgima pidevalt (ka päeval) Põhjanaela ja lisaks selle fotomeetriale andma võimaluse täpsemalt arvestada atmosfääris neeldumist ja uurida ka taeva fooni sõltuvust muudest atmosfääri kirjeldavatest parameetritest. Põhjanaela teleskoobi efektiivsus (täpsus) oleks kõrgem (eriti jahutatava CCDkaamera kasutamisel), kui õnnestuks valmistada peaaegu absoluutne valgusetalon, mille konstrueerimine on omaette probleemiks, kuna selle stabiilsus peaks olema vähemalt 0,01 tähesuurust kalibreerimiste vahelise ajavahemiku jooksul. Samuti 10

võimaldaks see uurida CCDkaamera stabiilsust. Kõrgsageduslike tundlikkuse muutuste jälgimiseks saaks kasutada ka (Manfroid, 1995, 1996, Tuvikene ja Kolka, 2003) kirjeldatud metoodikat, kuid see tooks kaasa täiendava ajakulu. Isegi õppeotstarbeliseks tegevuseks on meil ebasoodne astrokliima ja fotomeetrilisteks vaatlusteks (ka osaliselt) kõlbulike ööde arv erakordselt väike. Umbes neljakümne aasta statistika kohaselt on parim tulemus aastast 1988-89, kui oli 79 ööd, mil saadi rahuldava täpsusega vaatlustulemusi, kuid tavaliselt kõigub see 3060 kandis, mis on peaaegu sama kogu regioonis. Vähest vaatlusteks kõbulikku aega saab suurendada ka valgetel öödel ja teatud mõttes ka vaatluste organiseerimisega päeval. Traditsiooniliselt on valitud uuritavateks tähti, mis ei oleks nõrgemad kui kümnes tähesuurus, kuna nõrgemad ei ole linna kuma tõttu ka kuupaisteta öödel giidist hästi jälgitavad. Sedavõrd heledad objektid on aga ka väikese läbimõõduga objektiivi korral fotomeetriliselt küllalt täpselt mõõdetavad. Kuna Tallinna Tähetorn on põhiliselt õppeotstarbeline on ka õppe ja uurimissuundi lisaks meile traditsioonilisele mitmeid. Sealhulgas ka meteooride, helkivate ööpilvede ja virmaliste vaatlused. Sellega seoses on plaanis lisaks Põhjanaela teleskoobile jälgida pooluse ümbrust umbes 60 kraadise vaateväljaga (et Päike ei satuks kunagi vaatevälja) digitaalkaameraga. Radioastronoomia Põhimõtteliselt TV satelliidivastuvõtjaga sarnase seadmega saab rahuldavalt vaadelda intensiivseid raadiokiirguse allikaid. Meteooride raadiovaatlused Kuna meil ei ole võimalust teostata meteooride radarivaatlusi, saame teha vaid passiivse radari meetodil vaatlusi, mis annavad kvalitatiivselt häid tulemusi. Magnetomeetria Nagu veendusime, saab ka omatehtud magnetomeetriga tulemusi, mis on sarnased geofüüsika observatooriumides mõõdetutele. Madalsageduslike raadiosidejaamade signaalitugevuse ja faasi jälgimine Kuna madalsagedusliku raadiosignaali levik sõltub kõrgatmosfääri seisundist, siis see pakub huvi ka atmosfääri uurimise seisukohast. Pilvkatte kujutiste vastuvõtmine ilmastikusatelliitidelt reaalajas Pilvkatte kujutiste saamine otse satelliitidelt on operatiivne ja ka õppekatsetena huvitav. Gammakiirguse fooni jälgimine Käesoleval ajal leiab üha laiemat rakendamist energia tootmises tuumatehnoloogia. Meditsiinis, toiduainetetööstuses, materjalitööstuses, teadusuuringutes jm. suureneb radioaktiivsete ainete kasutamine. Oluliselt on suurenenud nende inimeste arv kes teadlikult või juhuslikult puutuvad kokku radioaktiivse kiirgusega. Võib oletada, et energia tarbimise kasvu jätkudes muutub tuumaenergia üha tähtsamaks, kuna planeedi fossiilsete kütuste 11

varu on lõplik suurus ja teda juurde ei tule. Tuumaenergia rakendamise üheks negatiivseks küljeks on radioaktiivse saastatuse oht. Loomulikult areneb tehnoloogia ka selles vallas edasi ja praegused tuumajaamad on tunduvalt turvalisemad kui esialgsed. Sellele vaatamata jääb tõsine oht püsima - ei kao ju vanemat tüüpi ebatöökindlad reaktorid kuhugi. Piisab, kui meenutada aastatetagust Tsernobõli tuumajaama avariid. Ka tehniliselt ja majanduslikult arenenud maad (näiteks Jaapan) ei ole õnnetuste eest kaitstud (joonis 29, 30). Energeetikakomplekside avariid on tõsised sündmused ja üldjuhul teavitatakse neist üldsust, et saaks kasutusele võtta kaitsemeetmeid. Õnneks juhtub sarnaseid sündmusi harva. Kuid omaette probleemi tekitavad radioaktiivsed jäätmed, mis on sattunud loodusesse kas siis lohakuse või hoolimatuse tõttu. Ajakirjandusest on läbi vilksatanud teated juhtumitest kus lapsed (või ka täiskasvanud) korjavad üles eluohtlikult kiirgava eseme. Kiirgust saab kindlaks teha paraku vaid eriseadmetega. Mõnikord on siis juba hilja. Päästeteenistuse ja armee käsutuses on mitmeid radioaktiivse kiirguse eest hoiatavaid seadmeid samuti on ka Keskonnaministeriumile alluval Kiirguskeskusel. Enamus neist annab siiski vaid infot selle kohta kas on tegemist kiirgusallikaga või mitte, kas saadud kiirgusdoos jääb lubatu piiresse või ületab seda. Tõhusamaks kaitseks ohtlike ainete eest oleks vaja konkreetselt teada, millega on tegemist. Näiteks 137 Cs lubatav doos 1 liitris joogivees on 1 kbq, samas aga 239 Pu doos vaid 1Bq. Teisel juhul on tegemist järelikult tuhat korda ohtlikuma ainega. Sellist vahet teha aga tavalised doosimõõtjad ei võimalda. Täpsemat infot keskkonna kiirgusliku seisundi kohta annab energiaspektri mõõtmine (joonis 31). Selleks kasutatakse ioniseeriva kiirguse spektromeetreid. TTÜ Füüsikainstituudis on välja töötatud kaks protatiivset seadet gammakiirguse spektri mõõtmiseks (joonis 32, 33). Üks selline seade installeeriti TTÜ tähetorni keskkonna seisundit statsionaarselt jälgima. Kuigi keskkonna kiirgusfoon on üldiselt stabiilne, esineb siiski kõikumisi, nt kosmilise kiirguse arvelt. Statsionaarse pidevalt fooni monitooriva seadmega saab kiirelt leida ka võimalike tuumajaamade avariide tõttu atmosfääri paiskunud kiirgust ja reageerida sellele kiiresti. Plaanime teha mõõtetulemused interneti vahendusel kättesaadavaks kõigile huvilistele 12

Joonis 1: Eksperimentaalse mitmik CCD fotomeetrilise süsteemi blokkskeem 13

Photo 2: Põhjanaela (Polaris, α UMi) ümbruse proovivaatlus 18.10.2006, 16 kaadri keskmine, pildistatud Pentax istds kaameraga, objektiiv Tamron AF70300mm f/4-5.6 LD Makro 1:2, f=100mm, säriaeg 10s Photo 3: Öine Tallinn vaadatuna Tallinna Tähetorni rõdult, pildistatud Pentax K110D kaameraga, objektiiv Sigma f/2.8, f=15mm, säriaeg?s 14

2 1 0-1 -2 Beam modulating radiometer Sun 19.09.1997 (*1) 12.75 13 13.25 13.5 tundi UTC+3 6 4 2 0-2 -4-6 D=1.2m, f0=11ghz, df=800mhz, Tint=10s Moon 26.09.1997 (*100) 9 9.25 9.5 9.75 tundi UTC+3 suht. ant. temp. suht. ant. temp. 2 0-2 -4-6 -8 M17 14.10.1997 (*3300) 17.75 18 18.25 18.5 tundi UTC+3 3 2 1 0-1 -2-3 W51 06.10.1997 (*3300) 19.25 19.5 19.75 20 20.25 tundi UTC+3 suht. ant. temp. suht. ant. temp. ~280 K ~ 280 K Figure 4: Erinevate raadiokiirguse allikate (Päike, Kuu, M17, W51) kiirguse salvestused. 15

Photo 5: Raadioteleskoobi antenn. Photo 6: Kaks feedhorn'i, ferriitümberlüliti ja LNA lähedalt vaadatuna. 16

400 350 300 250 200 150 100 50 0 Forward scattering, Biedenkopf -Tallinn, E2/2m, 100kW, video carrier 07.03.2005-30.03.2005 440 450 460 JD 2 453 000 + peegeldusi / 14.4 min Figure 7: Saksamaal, Biedenkopf'is asuva televisioonisaatja (E2/2m 48.25 MHz, ERP=100kW, kaugus umbes 2000km) kujutise kandevsageduse peegelduste arvu intensiivsus (peegelduste arv ajaühikus) meteooride ionisatsioonijälgedelt. Selgelt on näha sporaadiliste meteooride peegelduste arvu ööpäevane periood ja erinev jaotus piki Maa orbiiti. 17

Photo 8: 48.25 MHz dipoolantenn. Photo 9: 48.25 MHz vastuvõtja. 18

15750 NUR 15500 x - koordinaat (nt) 15250 15000 14750 14500 750 Tallinn 500 x - koordinaat suht. ühikutes 250 0-250 -500 0 3 6 9 12 15 18 21 24 10.11.2004 UTC Figure 10: Nurmijärvi ja Tallinna maamagnetvälja X koordinaadi tugevuse muutuse võrdlus. 19

VLF Submarine Communication Stations and Time Signal Transmitters Call Freq. Power Notes Location sign khz kw Latitude Longitude JXN (1) 16.40 Aldra Island, Norway N66 25 E013 01 VTX 17.00 Vijaya Narayanam, India N08 23 E077 45 NTS 18.60 Woodside, Victoria, S38 29 E146 56 Australia GBZ 19.60 Skelton, UK 500 N54 44 W002 53 NWC 19.80 Harold E. Holt, 1000 S21 49 E114 10 North West Cape, Exmouth, Australia ICV 20.27 Isola di Tavolara, Italy 43 N40 55 E009 44 FTA (2) 20.90 Sainte-Assise, France N48 33 E002 35 NPM 21.40 Pearl Harbour, 566 N21 25 W158 09 Lualuahei, Havai HWU (2) 18.30 Rosnay, France 500 N46 43 E001 15 21.75 22.60 GQD 22.10 Anthorn, UK N54 55 W003 17 NDT 22.20 Ebino, Japan N32 05 E130 50 DHO38 (3) 23.40 Rhauderfehn, Germany 500 N53 05 E007 37 NAA 24.00 Cutler, Maine USA 1000 N44 39 W067 17 NLK 24.80 Oso Wash, Jim Creek, 250 N48 12 W121 55 Washington, USA NML (4) 25.20 La Moure, 500 N46 22 W098 20 North Dakota, USA TBB (5) 26.70 Bafa, Turkey N37 28 E027 30 NRK/TFK 37.50 Grindavik, Iceland N63 51 W022 28 JJY-40 (6) 40.00 Ohtakadoya-yama, Japan N37 22 E140 51 NAU 40.80 Aguada, Puerto Rico N18 24 W067 11 NSY 45.90 Niscemi, Italy N37 08 E014 26 MSF (6) 60.00 Anthorn, UK 17 N54 55 W003 17 WWWB (6) 60.00 Fort Collins, N40 41 W105 03 Colorado, USA JJY-60 (6) 60.00 Hagane-yama, Japan N33 28 E130 11 FUG 62.60 La Régine, France N43 23 E002 06 FUE 65.80 Kerlouan, France N48 38 W004 21 HBG (6) 75.00 Prangins, Switzerland 20 N46 24 E006 15 DCF77 (6) 77.50 Mainingen, Germany 50 N50 01 E009 01 TDF (7) 162.00 Allouis, France 2000 N47 10 E002 12 (1): Transmits only 6 times a day: 00:00-00:55, 04:00-04:55, 8:00-08:55, 12:00-12:55, 16:00-16:55, 20:00-20:55 UTC. (2): Transmissions of FTA and HWU are mutually exclusive. HWU alternates between 18.3kHz, 21.75kHz and 22.6kHz. (3): O-air daily from 7:00 to 8:00 UTC. (4): O-air on Tuesdays from 12:00 to 19:00 UTC. (5): Approximate location. (6): Time Signal Transmitter. (7): TDF is an amplitude modulated LW broadcasting station. Time signals are transmitted by phase modulation of the carrier. 20

The Map of the Submarine Communication Stations and Time Signal Transmitters 21 NAU NAA NML WWWB HWU FUE FUG FTA TDF GBZ/GQD/MSF NRK NLK Positions of VLF transmitters suitable for SID monitoring. They transmit almost 24/7. Those stations are used either as a communication means with submarines or for time signal. ICV HBG DCF77 DHO38 JXN NSY GMP MP TOBS NP TBB NPM 1000 2000 3000 4000 5000 6000 JJY-60 JJY-40 VTX 7000 8000 NDT 9000 10000 11000 12000 NWC 13000 km

X (nt) Y (nt) Z (nt) Temp (K) valjatugevus 8 6 4 2 0 15000 14900 14800 1900 1800 1700 50000 49900 49800 49700 60 50 40 30 20 10 0 700 Tihedus (1/cm3) Kiirus (km/s) 600 500 400 300 4e+05 3e+05 2e+05 1e+05 0 GBZ NUR X NUR Y NUR Z ACE SWEPAM ACE SWEPAM ACE SWEPAM 0h 10 20 30 40 50 60 28.01.2007 00:00 UTC + Figure 11: GBZ (UK, Anthorn, 19.6kHz, 500kW, 52:71N, -3:07W) VLF signaali väljatugevuse ajaline käik ja võrdlus Nurmijärvi magnetvälja muutusega ning ACE satelliidi prootonite voo tiheduse, kiiruse ja temperatuuriga. 22

Photo 12: VLF elektrivälja antenn koos eelvõimendiga. Photo 13: VLF magnetvälja antenn (raamantenn). 23

Photo 14: NOAA-18 MSA(Multispectral analysis) 04.04.2007 10:42 UTC Photo 15: NOAA-17 MSA 04.04.2007 11:20 UTC 24

Photo 16: NOAA-18 MSA 04.04.2007 12:23 UTC Photo 17: Meteoroloogiliste satelliitide (NOAA polar orbiting satellites, APT) DNA tüüpi vastuvõtuantenn. 25

Photo 18: NOAA-18 normaalpilt (vasakul AVHRR/3 kanal 2 (lainepikkus 0.7251.0µ), paremal kanal 4 (lainepikkus 10.311.3µ)) 17.04.2007 11:47 UTC Photo 19: Vaade Tallinna Tähetorni rõdult põhjasuunas umbes samal ajal kui satelliidifoto (foto 23). 26

Photo 20: NOAA-17 MSA (ainult Eesti lähiümbrus) 19.04.2007 8:52 UTC Photo 21: Vaade Tallinna Tähetorni rõdult läände satelliidi ülelennu ajal (foto 25). 27

Photo 22: NOAA-18 MSA 19.04.2007 11:26 UTC Photo 23: Vaade Tallinna Tähetorni rõdult läände satelliidi ülelennu ajal (foto 27). 28

Figure 24: Gammakiirguse spekter. Photo 25: Spektromeeter MKA. Photo 26: Spektromeeter MKA seestpoolt. 29

References Aas, T., Harvig, V., Mars, M. (2004) Tallinn Obs. Vol. 3, N. 2, 9 Boroson, T., Reed, R., Wong, W. and Lesser, M., 1994, Proc. SPIE 2198, 877 Harvig, V. (1987a), Tartu Publ., Vol. 52, 313 Harvig, V. (1987b), Tartu Publ., Vol. 52, 320 Kalv, P. (1975), Tartu Publ., Vol. 43, 98 Kalv, P., Harvig, V., Aas, T. and Pustylnik, I. (2003), Baltic Astronomy, vol. 12, 639 Luud, L., Koppel, R., Maasik, M. (1973) Tartu Publ., Vol. 40, 247 Maasik, E-M (1970), Tartu Publ., Vol. 39, 137 Manfroid, J., (1995), A&AS, 113, 587 Manfroid, J., (1996), A&AS 118, 391 Mitra, A.P., (1974), Ionospheric Eects of Solar Flares, Astrophysics and Space Science Library, vol. 46. D. Reidel Publishing Company, Boston. Schechter, P. L., Mateo, M., & Saha, A., (1993), PASP, 105, 1342 V. Sinivee(2007a), "A prototype gamma spectrometer-datalogger binds data to geographical coordinates and oers protection of measurement results". In International Joint Conferences on Computer, Information, and Systems Sciences, and Engineering, (CISSE 07, Bridgeport, CT, USA. December 2007) Sinivee, V.(2007b) Instruments and Experimental Techniques, Vol.: 50., 4, 494 Stetson, P. B., (1987), PASP, 99, 191 Treers, R. R. & Richmond, M. W., (1989), PASP, 101, 725 Tuvikene, T. and Kolka, I., (2003), Baltic Astronomy, vol. 12, 647 Veismann, U., Kübar, T (1967), Tartu Publ., Vol. 36, 312 Veismann, U. (1967), Tartu Publ., Vol. 36, 323 Veismann, U. (1971a), Tartu Publ., Vol. 39, 334 Veismann, U. (1971b), Tartu Publ., Vol. 39, 347 šigman, V., Grubor, D. & uli, D., 2007, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 69, 775 30