Proiectul HAARP si pericolul declansarii unui razboi geofizic

foto:retea de antene sinfazate la Gakona (Alaska) credit http://www.haarp.alaska.edu/

Pe scurt:

Stiinta si tehnologia si-au unit fortele si au realizat echipamente capabile sa controleze puteri ce pana nu demult erau de neimaginat. Tehnologiile actuale ne permit sa facem experimente “globale”. HAARP, EISCAT, SURA…Trei programe de cercetare ce se desfasoara in zona arctica si care genereaza noi temeri: exista pericolul provocarii unui dezechilibru planetar ireversibil. Trebuie oare sa ne pregatim pentru un nou gen de razboi, razboiul geofizic? Echilibrul creat pe parcursul milioanelor de ani poate fi distrus in cateva minute iar omenirea sa caute scapare undeva, in adancul Pamantului, aparand astfel o specie noua, omul cavernelor.

Introducere:

Dezvoltarea exploziva a stiintei si tehnologiei in secolul trecut a facut ca planeta Pamant sa nu mai para atat de mare. Daca in urma cu o suta patruzeci de ani era de neimaginat ca cineva sa inconjoare Pamantul in mai putin de 80 de zile, astazi, sateliti cu echipaj uman sau navete spatiale il inconjoara in zeci de minute. Cu un singur click, informatiile ajung la antipozi in cateva fractiuni de secunda. Cursa inarmarilor nucleare a provocat multe insomnii la nivel planetar. Pana nu demult era de la sine inteles ca extinctia brutala a civilizatiei actuale nu poate fi provocata decat de o coliziune catastrofala cu un alt corp ceresc sau datorita unei forte malefice extraterestre. Totusi, in utimii ani, dezvoltarea geofizicii si a unei noi ramuri tehnologice, geoingineria, a provocat multe frisoane celor ce au inteles ca o imensa putere distructiva poate ajunge sub controlul unor minti bolnave. Chiar daca efectele globale pot fi provocate doar de forte globale si energii imense, nu trebuie sa neglijam urmatorul aspect: de multe ori forta bruta poate fi eliberata si directionata cu un minim efort, intr-o anume directie, pentru a produce efecte dezastruoase. (in foto dreapta: retea de antene in cadrul proiectului HAARP credit: http://www.haarp.alaska.edu/)

Ce este ionosfera?

Ionosfera este partea ionizata a atmosferei. Radiatia solara este factor principal in ionizarea straturilor superioare ale atmosferei. Astfel, radiatia incidenta provoaca disocierea moleculelor de gaz in ioni pozitivi si electroni, ajungandu-se la starea de plasma. O plasma rarefiata, dar formata din particule ce au energii foarte mari. Aceasta plasmosfera incepe de la altitudini de aproximativ 60km si se intinde pana la 1000km, unde numarul de ioni cuprinsi in unitatea de volum este atat de mic, incat se poate considera ca atmosfera a devenit vid cosmic. Mecanismul de ionizare datorat interctiunii dintre radiatia cosmica si atmosfera face ca densitatea de sarcini sa aiba un maxim la altitudini de aproximativ 300km. Se formeaza astfel un strat reflector pentru undele electromagnetice ce au frecvente mai mici de 30MHz. Aceasta reflexie pe ionosfera este folosita in transmiterea la foarte mare distanta a undelor radio din gama de unde scurte.

Ionosfera este un mediu ostil oricaror forme de viata. Presiunea este extrem de mica, energiile particulelor extrem de mari, iar furtunile electromagnetice provocate in principal de exploziile solare genereaza curenti electrici de sute de mii de amperi.

Magnetosfera si furtunile electromagnetice

Campul magnetic terestru este un scut natural impotriva vantului solar si a altor radiatii cosmice sau particule de foarte inalta energie. Datorita in principal exploziilor solare, structura liniilor de camp poate fi puternic perturbata aparand furtunile electromagnetice. In zonele polare, unde campul magnetic se intensifica si liniile de camp sunt deschise, multi electroni de mare energie patrund pana la altitudini de ordinul a 100km unde interactioneaza cu moleculele de gaz din atmosfera mai putin rarefiata, printr-un mecanism de excitatre si dezexcitare ce duce la eliberarea unor cantitati mari de fotoni. Acest fenomen se intensifica in timpul furtunilor electromagnetice si devine de multe ori vizibil de pe Pamant sub forma unor aurore boreale sau australe. In aceste zone polare, curentul electric generat de deplasarea sarcinilor electrice poate atnge valori de 1 milion de amperi, intr-o zona spatiala destul de restransa. Daca furtuna electromagnetica este foarte intensa, aurora polara poate sa apara chiar si la latitudini mai mici, cum s-a observat in data de 15 iulie 2000 in sudul Frantei.

Furtunile electromagnetice puternice pot avea efecte dezastruoase asupra echipamentelor de telecomunicatii si de navigatie sau asupra aeronavelor aflate in zbor. Deasemenea, variatiile mari ale campului magnetic pot induce in liniile de inalta tensiune curenti importanti ce nu pot fi compensati. Astfel, in data de 13martie 1989, o puternica furtuna magnetica a provocat caderea sistemului de distributie a energiei electrice in mare parte a Statelor Unite si in sudul Canadei, timp de aproape noua ore. Pagube serioase apar si datorita curentilor indusi in conductele lungi de transport a petrolului sau a gazelor naturale.

Furtunile electromagnetice actioneaza nefast asupra organismului uman. In cadrul unui studiu efectuat asupra populatiei din Moscova s-a constatat ca in timpul unor astfel de furtuni au loc foarte multe atacuri de cord. Se observa de asemenea, o reducere semnificativa a ritmului cardiac si a presiunii arteriale.

Ionosfera poate fi considerata un imens tub electronic

Sa revenim la curentii intensi ce circula in ionosfera in zonele polare. Prin intermediul unor pulsuri electromagnetice, acesti curenti pot fi modulati, ca intr-un imens tub electronic, in asa fel incat sa provoace variatii semnificative ale campului magnetic terestru la nivel global. Daca “bombardam” ionosfera cu impulsuri de unde radio din intervalul de frecvente de la 2 MHz pana la 10MHz, putem obtine un transfer optim de energie catre particulele din zona tinta, generand un efect de “incalzire locala”. Iar aceasta modificare zonala a ionosferei genereaza unde electromagnetice de foarte joasa frecventa ce se propaga la distante imense, ajungand chiar sa inconjoare Pamantul. Aceste unde electromagnetice de foarte joasa frecventa pot patrunde in adancul marilor si oceanelor sau chiar si in litosfera. Pana nu demult, Statele Unite utilizau echipamente de emisie pe o frecventa purtatoare de 76Hz (ELF) pentru a transmite ordine sau alte informatii catre submarinele US Navy aflate in imersie pe intreg Oceanul planetar (Proiectul Seafarer). In anul 2004, Statele Unite au renuntat la aceasta metoda. Se pare ca generarea undelor ELF prin “incalzirea locala a ionosferei” s-a dovedit un procedeu mult mai eficient.

HAARP, EISCAT, SURA sunt trei programe capabile sa faca experimente “globale”

In anul 1993, Statele Unite ale Americii au inceput dezvoltarea unei statii de cercetare a fenomenelor legate de ionosfera si aurore boreale langa localitatea Gakona din Alaska. Proiectul se desfasoara sub acronimul HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program). Organizatiile participante la acest proiect sugereaza caracterul militar al directiilor de cercetare abordate: US Air Force, US Navy, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) si Universitatea Alaska. Fara a intra in alte detalii tehnice, precizez ca baza de cercetare dispune de mai multe sisteme de antene sinfazate, astfel incat sa fie capabila sa transmita spre ionosfera impulsuri electromagnetice de foarte mare putere si sa analizeze efectele ce apar datorita acestor impulsuri. In vara anului 2007 a fost finalizata investitia ajungandu-se la o putere injectata in antene de 3,6MW. Statele Unite mai dispun de alte doua centre de cercetare asemanatoare la Fairbanks, Alaska (proiectul HIPAS) si la Observatorul Arecibo din Puerto Rico.

Un proiect similar european are acronimul EISCAT (European Incoherent Scatter Scientific Association). Echipamentele de emisie sunt amplasate in nordul peninsulei Scandinave langa localitatea Tromsǿ din Norvegia. Statii de receptie sunt amplasate in Sodankylä din Finlanda si Kiruna din Suedia. La acest proiect participa institutii de cercetare din mai multe tari: Norvegia, Suedia, Finlanda, Japonia, China, Anglia si Germania.

Fosta Uniune Sovietica a dezvoltat propria baza de cercetare a ionosferei la Vasilsurk, in nordul Rusiei. Echipamentele au fost puse in functiune in anul 1981. Emitatoarele acopera intervalul de frecvente dintre 4,5MHz si 9,3MHz. Echipamentele de emisie constau in trei emitatoare a cate 250kW si un sistem radiant format din 144 antene sinfazate, capabile sa emita spre ionosfera cu o putere aparent radiata de 190MW.

Dupa cum se observa, in afara de baza de la Arecibo, toate celelalte facilitati sunt amplasate in apropiere de poli. La poli, ionosfera este strabatuta de curenti electrici extrem de puternici. Prin modularea acestor curenti se pot produce efecte globale: furtuni electromagnetice, modificari in ionosfera si se pot transmite informatii pe intreg globul, chiar si in adancul marilor si oceanelor sau in litosfera. Se pot crea deasemenea canale prin care radiatii cosmice periculoase si particule cosmice de energie inalta sa patrunda pana in apropiere de suprafata Pamantului.

Concluzii

Se stie ca undele electromagnetice de foarte joasa frecventa, provocate de descarcarile electrice din atmosfera (fulgere sau trasnete) ajung chiar sa inconjoare Pamantul. La anumite frecvente apare un fenomen de rezonanta numit “rezonanta Schumann”. Bazele de cercetari ale ionosferei aflate la poli au capacitatea tehnologica necesara producerii artificiale a unor astfel de fenomene de rezonanta prin generarea unor unde electromagnetice de foarte joasa frecventa. Daca se genereaza unde in antifaza, fenomenul de rezonanta poate fi anihilat. Dar acest joc este extrem de periculos si omenirea trebuie sa se abtina de la experimente facute la scara planetara deoarece mentinerea civilizatiei actuale pe planeta Pamant depinde de o multitudine de factori aflati in interdependenta si intr-un echilibru extrem de precar. O analiza gresita a efectelor posibile poate avea rezultate dezastruoase. Echilibrul creat pe parcursul milioanelor de ani poate fi distrus in cateva minute iar omenirea va trebui sa caute scapare undeva, in adancul Pamantului, aparand astfel o specie noua, omul cavernelor.

Nanosateliţii şi importanţa lor in activitatea spaţiala actuală şi de perspectivă

(Satelitii artificiali ai Pamantului- partea a III-a)

Pe scurt

O categorie aparte de sateliţi artificiali sânt nanosateliţii. Aceştia au dimensiuni mici, de ordinul a câţiva zeci de centimetri şi au, asemenea organismelor unicelulare, dotările minime necesare funcţionării lor. Construirea şi plasarea lor pe orbite circumterestre implică costuri relativ scăzute. Nanosateliţi specializaţi pot fi interconectaţi pe orbită în vederea obţinerii unor structuri complexe a căror detectare şi distrugere este extrem de dificilă. Dar simplificarea echipamentelor orbitale complică echipamentele aferente aflate la sol. Avantajele oferite de această noua tehnologie justifica interesul arătat de marile organisme aeronautice pentru micii sateliţi.

Nanosateliţii, o categorie aparte de sateliţi artificiali

În articolele precedente din ciclul dedicat sateliţilor artificiali ai Pământului, care au fost publicate în StiintaAzi.ro şi Ştiinţă.info, am prezentat aspecte legate de utilizarea sateliţilor artificiali în telefonia globală, televiziune, transmisii de date, poziţionare globală, meteorologie, imagerie , teledetecţie sau explorarea spaţiului cosmic îndepărtat. În general, această categorie de sataliţi sunt platforme spaţiale complexe, dotate cu zeci de senzori şi antene, posibilităţi de prelucrare, stocare sau retransmisie a unor mari cantităţi de date. Implicit, dimensiunile lor sunt mari, au masa de sute sau mii de kilograme şi cheltuielile aferente construirii lor şi plasării pe orbite circumterestre sunt foarte mari. Din această cauza, numărul statelor sau organismelor internaţionale care au tehnologia şi fondurile necesare construcţiei şi exploatării acestor sateliţi este foarte mic. Dar inteligenţa umană se află într-o continuă competiţie cu tehnologiile pe care ea însăşi le crează. Această competiţie este unul din principalii factori gneratori de progres tehnologic. În cele ce urmează va voi prezenţa un episod din această competiţie, în care inteligenţa a depăşit din nou tehnologia, dezvoltând o categorie de sateliţi artificiali foarte versatili şi având dimensiuni foarte mici: nanosatelitii.

Dotările minime necesare funcţionării unui nanosatelit

Asemenea unui organism viu, un satelit artificial are nevoie de un minim de funcţii active: să poată primi şi transmite informaţii; să poată capta şi să poată utiliza în mod util energia captată iar în caz de defecţiune majoră sau funcţionare sub standarde acceptabile, să poată transmite altor unităţi similare sarcinile pe care le are de îndeplinit. Acest concept de “minimă investiţie în funcţionalitate” a dat roade în ultimii ani şi, asemeni organismelor unicelulare sau a microprocesoarelor larg utilizate în tehnologiile de vârf, au apărut elemante noi în peisajul cosmic: nanosateliţii.
Nanosatelitul poate fi considerat echivalentul celulei biologice, element structural de bază al unui sistem complex. Conform celor arătate în paragraful anterior, el trebuie să asigure câteva funcţii primare: de interconectare cu sisteme similare sau mai complexe, de minimă procesare a informaţiilor, de captare a energiei necesare funcţionării şi de transfer a sarcinilor în caz de defecţiune sau funcţionare sub standarde acceptabile.
Nanosateliţii au dotări similare cu sateliţii de dimensiuni mai mari: panouri solare; receptoare, emiţătoare şi sistemele de antene aferente comunicaţiilor radio; echipamente destinate orientării şi modificării poziţiei satelitului în raport cu Pământul; calculator de bord; sisteme de procesare şi stocare a informaţiilor şi senzori necesari îndeplinirii sarcinilor satabilite în cadrul misiunii. Dar toate acestea, la scară mică, astfel încât să funcţioneze într-un cub cu latura de 10 cm. (in foto: macheta cubesatului romanesc Goliat fotografiata de Paul Dolea la Salonul cercetarii-2009)

Nanosatelitii pot fi elemente constituente ale unui sistem complex

Nanosateliţii sunt proiectaţi şi dezvolati în aşa fel încât să se reducă continuu costurile aferente construcţiei lor. De aceea se încearcă crearea unei platforme standard pe care să se poată amplasa, în funcţie de necesităţi, alte echipamente: camere foto în cazul sateliţilor destinaţi supravegherii suprafeţei Pământului în vizibil, infraroşu sau ultraviolet; spectrometre de masă, gravimetre, magnetometre sau detectoare de radiaţii în cazul nanosateliţilor destinaţi cercetării ştiinţifice; senzori specializaţi, în funcţie de destinaţia lor, în cazul nanosateliţilor militari.
Astfel de nanosateliţi specializaţi pot fi utilizaţi pentru crearea unor sisteme complexe. Se pot cupla mecanic şi electric, ca într-un joc de “lego” spaţial, mai mulţi nanosateliţi. Se poate obţine astfel o structură de rang superior, cu costuri mici şi foarte versatilă. Iar pentru a reduce probabilitatea de scoatere din funcţiune a unui astfel de sistem complex, nanosateliţii pot fi plasaţi pe orbită în formaţie de zbor strâns, cu posibilităţi de intrconectare radio directă şi de schimb direct de informaţii, astfel încât, dacă unul este scos din funcţiune, sarcinile lui sunt preluate de ceilalţi nanosateliti din formaţie.

Simplificarea echipamentelor orbitale complică echipamentele aferente aflate la sol

Dimensiunile reduse ale nanosateliţilor limitează posibilităţile de captare a energiei solare şi, implicit, a puterii emiţătorilor radio necesari comunicării cu bazele de operare aflate la sol. De aceea, recepţia la sol se face cu antene cât mai directive, cu câştig mare şi posibilităţi de orientare rapidă către orice punct de pe cer. Nanosateliţii fac parte din categoria LEO (Low Earth Orbit) iar timpul de trecere deasupra orizontului în raport cu punctul în care se află staţia sol este de ordinul minutelor. Iar ca să se realizeze legătura radio în acest interval scurt de timp, se fac calcule predictive referitoare la traiectoria aparentă în raport cu staţia sol, la fiecare trecere, şi se determină continuu perturbaţiile orbitei datorate neuniformităţilor câmpului gravitaţional terestru sau a altor factori perturbatori. Aceste staţii sunt şi ele într-un proces continuu de perfecţionare, încercând să se obţină cele mai bune soluţii necesare unor legături radio stabile.

Vedere partiala a statiei sol pentru comunicare cu nanosateliti, de la Marisel-Romania, dezvoltata de firma BITNET din Cluj. Foto (si nu numai...) Paul Dolea

Concluzii

Exploaterea spaţiului extraatmosferic prin utilizarea nanosateliţilor se poate face cu costuri relativ mici, fiind accesibilă şi statelor sau organismelor ce alocă bugete reduse activităţilor spaţiale. Prin interconectarea nanosateliţilor pe orbită se pot obţine structuri flexibile şi foarte versatile. În cazul defectării unui element constituent, funcţiile lui pot fi preluate de celelalte elemente, nefiind afectată funcţionalitatea ansamblului. Şi nu în ultimul rând ca importantă, aceşti nanosateliti sunt greu de detectat şi prin urmare, greu de distrus. Aceste importante avantaje motivează interesul marilor agenţii aeronautice pentru micii sateliţi.

Paul Dolea
Cluj-Napoca, 12 decembrie 2009

PROGNOZA SEISMICA ESTE O HIMERA?

VOM PUTEA OARE PROGNOZA CUTREMURELE CATASTROFALE?

Pe scurt:

Cutremurul de pamant poate fi considerat cel mai imprevizibil si cel mai catasrofal fenomen al naturii. Se cunosc de zeci de ani importantele placi tectonice ale Terrei si zonele cu risc seismic ridicat. Ceea ce nu se cunoaste este metoda prin care sa se faca, in acest domeniu, prognoze cu un grad ridicat de credibilitate stiintifica. Incercari s-au facut si se fac in continuare, tari dezvoltate aloca fonduri substantiale in aceasta directie, cu speranta ca se va gasi candva o metoda sigura de predictie. Dar pana atunci nu ne ramane decat sa urmarim, cu oarecare teama, penitele seismografelor. In ultimii ani, in zone cu risc seismic ridicat, au fost instalati nenumarati senzori cu care sa se poata pune in evidenta chiar si cele mai mici deplasari ale scoartei. Este deasemenea monitorizat campul electromagnetic din zona, cu o aparatura extrem de sensibila. Se pare ca tocmai analiza variatiei de camp electromagnetic din zonele de risc seismic ridicat va aduce solutia de mult timp cautata.

Cutremurul este efectul de suprafata al unor framantari din adancuri.

Nu vreau sa fac, in acest context, o analiza a mecanismelor ce genereaza cutremurele de pamant dar trebuie sa amintim ca ele sunt, de fapt, efecte de suprafata ale unor framantari din adancul scoartei terestre:prabusiri, detensionari, eruptii vulcanice sau alte deplasari bruste ale unor cantitati imense de roca sau magma. In zonele de tranzitie dintre diversele placi tectonice, aceste framantari interne au de multe ori, la suprafata, efecte catastrofale. Europa de vest, cu exceptia Italiei, este o zona unde nu s-au semnalat cutremure catastrofale si se poate spune ca, din acest punct de vedere, este o zona sigura.

In schimb, partea de est a Europei si zona de trecere spre continentul asiatic este extrem de activa din punct de vedere seismic. In Asia, zona Kasmirului din Pakistan, Asia de sud-est si Japonia sunt zone cu risc seismic ridicat. Deasemenea, pe coasta de vest a Americii de Nord si a Americii de Sud, cutremurele catastrofale sunt dese si intense. Colective importante de cercetatori in Fizica Pamantului s-au format tocmai in aceste zone, fiind renumite cele din Japonia, Statele Unite, Italia, Grecia si nu in ultimul rand, Romania.

Procesele mecanice din adancul scoartei produc campuri electromagnetice ce pot sa strabata straturile de roca, ajungand la suprafata.

Se stie ca multe materiale cristaline, cand sunt supuse unor presiuni mecanice sau deformari, genereaza un camp electric (efectul piezoelectric). Pe acest principiu functioneaza pick-up-ul cu cristal, microfonul cu electret si multi alti senzori de vibratii. Deasemenea, frictiunea dintre doua corpuri slab conductoare de electricitate provoaca o deplasare de sarcini electrice ce are ca efect aparitia unui camp electric. Acest efect triboelectric, suprapus cu cel piezoelectric si totul desfasurandu-se in adancurile scoartei la nivel de placa tectonica continentala sau transcontinentala, genereaza unde electromagnetice foarte intense. Ei bine, veti spune ca la suprafata sunt multe aparate sensibile la unde radio si era imposibil ca pana acum, aceste perturbatii sa nu fi fost puse in evidenta. Dar straturile de roca sunt opace pentru undele electromagnetice si ele sunt rapid atenuate atunci cand vin de la multe zeci de kilometri adancime. In schimb, undele electromagnetice de foarte joasa frecventa (de ordinul zecilor de Hertz sau chiar mai mici) , pot strabate straturile de roca cu atenuari mult mai mici, cu alte cuvinte, roca nu mai este la fel de opaca pentru undele cu frecventa foarte joasa.

In ultimii ani , geofizicienii specializati in studiul cutremurelor au inceput sa dea o importanta din ce in ce mai mare interdependentei dintre magnitudinea cutremurelor si emisia de unde electromagnetice de foarte joasa frecventa, plasand senzori adecvati in zonele cu risc seismic ridicat si analizand atent rezultatele inregistrate inainte, in timpul si dupa incetarea miscarilor telurice de mare amplitudine.

Pot fi prevazute cutremurele catastrofale?

Cutremurul de la Loma Prieta ( California, 17 octombrie 1989), de la Kobe (Japonia, 17ianuarie 1995) si foarte recent, Aquila (Italia,06 aprilie 2009) ca sa enumeram doar cateva cutremure mai mediatizate, au fost insotite de fenomene electromagnetice precursoare ce au fost puse in evidenta in inregistrari indubitabile. Aceasta intensificare a emisiei de unde electromagnetice de foarte joasa frecventa apare cu zeci de ore inaintea unui cutremur devastator, iar cu cateva minute inainte de declansarea miscarilor telurice de suprafata, intensitatea emisiei creste brusc. Multe animale, pasari sau pesti sunt sensibile la acest gen de unde si ajung untr-o stare de agitatie aparent inexplicabila. Pot deasemenea sa apara ionizari ale atmosferei, dand impresia formarii unor “aurore boreale”, chiar daca evenimentul are loc undeva, departe de poli.

Punerea in evidenta, pe cale experimentala a acestor unde electromagnetice este foarte dificila, necesitand aparatura speciala extrem de sensibila. Costurile aferente sunt foarte mari, avand in vedere ca trebuie mentinute in functiune statiile de monitorizare, zi si noapte, timp de zeci de ani, in asteptarea unui cutremur devastator. Dar asemenea organismelor meteorologice transfrontaliere, geofizicienii si statiile lor seismologice intensifica colaborarile si schimbul de informatii in acest domeniu, incercand sa gaseasca metode repetitive si cat mai credibile de prognoza.

Au apărut si harţi de predicţie pentru zonele de interes. De exemplu, în cadrul unui proiect de colaborare dintre Advanced National Seismic System (ce este parte a United States Geological Survey) si Swiss Seismological Service este publicată zilnic, pentru urmatoarele 24 ore, o hartă asemanatoare cu cele izotermice sau izobarice utilizate în meteorologie, ce redă în termeni probabilistici şi culori sugestive, riscul unui seism major în diverse zone din California.

Ce va urma?

Urmatorii ani vor aduce, in mod sigur, multe noi informatii referitoare la cauzele geofizice ale cutremurelor catastrofale. Dezvoltarea unei retele globale de monitorizare a fenomenelor precursoare (mecanice, electromagnetice, radiative,etc), dezvoltarea unor modele matematice de predictie de amploare si din ce in ce mai fidele va permite sper, in final, elaborarea unor buletine de avertizare, cu grad inalt de credibilitate. Dar pana atunci, cum am scris in preambulul acestui articol,va trebui sa mai urmarim cu o oarecare teama, penitele tremurande ale seismografelor...

Paul Dolea
04 dec. 2009, Cluj-Napoca

Parcul eolian Fantanele-Cogealac

Una din cele mai mari investitii actuale din Romania se face in domeniul energetic. Iar faptul ca se realizeaza un parc eolian de mari dimensiuni nu poate fi trecut cu vederea. Am fost in cursul verii in vizita pe santierul Fantanele-Cogealac din Dobrogea si am ramas impresionat de amploarea investitiei, de echipamentele si utilajele de dimensiuni realmente gigantice angrenate in acest proiect. Sa va imaginati ca o pala a elicei (un generator are trei) are lungimea de 50m (vezi foto alaturat). Elicea se monteaza la sol si cu niste macarale imense este ridicata la aprox.100m in vederea montarii pe axul turbinei. Nacela (shelterul generatorului) este deasemenea ridicat si montat la peste 100m inaltime. Turnul ce sustine nacela are peste 4m diametru si este format din 4 tronsoane a cate 25m lungime.
In imaginea alaturata (stanga) se vad aliniate tronsoanele tubulare necesare realizarii pilonilor de sustinere.
Pe santier este obligatorie purtarea echipamentului de protectie, indiferent daca esti angajat sau vizitator. Casti si veste reflectorizante se afla tot timpul in fiecare vehicul ce circula in santier. In imaginea din dreapta m-am pozat (pentru a avea o referinta dimensionala) langa un picior al macaralei ce poate ridica imensele greutati la peste 100m inaltime.
Este o investitie a grupului CEZ cu origine in Cehia, suprafata totala a parcului va fi de 600ha, in prima faza se instaleaza 139 turbine a cate 2,5MW fiecare in zona Fantanele rezultand o putere instalata de 347,5 MW. In etapa adoua, la Cogealac vor fi amplasate 101 turbine identice, fabricate de concernul General Electric, rezultand o putere instalata de 252,5 MW, astfel incat puterea totala a parcului va fi de 600 MW. Va fi cel mai mare parc eolian pe uscat din Europa, conform celor din conducerea grupului CEZ.

REZONANTA SCHUMANN-fabulatie si adevar

1. INTRODUCERE
Nu demult, un zvon cutremurător dar absolut neştiintific s-a răspândit prin intermediul mass-media pe întreg globul pământesc: că timpul a luat-o razna , că ar fi început să alunece din ce în ce mai repede, pe un tobogan imaginar al cărui sfârşit este anul 2012. Data de 21 decembrie 2012 este prezentată în multe scrieri apocaliptice drept data în care, dintr-un motiv sau altul, civilizaţia umană va dispare. Lăsându-i la o parte pe “vizionarii ce prevăd viitorul” cu dispozitive bazate pe boabe de cafea sau fasole, să ne oprim puţin la cei ce aduc argumente pseudoştiinţifice unor astfel de afirmaţii. Unii prognozează o posibilă coliziune catastrofală a planetei noastre cu un obiect ceresc de mari dimensiuni, alţii prevăd schimbări catastrofale datorate unei conjuncţii planetare. Toţi aceşti “vizionari” pornesc de la ideea că data de 21 decembrie 2012 este ultima dată menţionată în calendarul maya. Dar cea mai ciudată motivare a “sfârşitului lumii” este ipoteza că timpul, ce mai demult bătea tăruşi alene, pe marginea unui drum fără întoarcere, măreşte acum ritmul în mod asimptotic spre o apropiată dată limită: 21 decembrie 2012, iar după această dată, totul dispare în neant. Intr-un articol publicat recent in revista StiintaAzi.ro m-am referit la previziunile actuale, fundamentate ştiinţific, referitoare la o posibilă extincţiei a civilizaţiei în urma unei coliziuni catastrofale şi nu voi reveni acum la acest subiect. În schimb,voi încerca să explic, pe înţelesul tuturor, fenomenul de “rezonanţa Schumann”: mecanismul prin care se produce acest fenomen, modul în care poate fi pus în evidenţă şi efectele pe care le poate avea asupra fiinţelor vii.
Pentru început, vom discuta despre partea inferioară a spectrului undelor electromagnetice, undele de foarte joasă frecvenţă.

2. TERMINOLOGIE

Conform Administraţiei Naţionale de Telecomunicaţii şi Informare a Statelor Unite ale Americii , undele electromagnetice ale căror frecvenţe sunt mai mici decât 30 kHz sunt denumite unde electromagnetice de foarte joasă frecvenţă (very low frequency), iar cele ale căror frecvenţă este mai mică decât 3kHz nici nu sunt atribuite vreunei activităţi civile.
Terminologia utilizată în lucrările ştiinţifice ce se referă la undele electromagnetice de joasă frecvenţă (şi pe care o voi folosi în cele ce urmează) le clasifica în modul următor:
-unde electromagnetice de foarte joasă frecvenţă (very low frequency sau pe scurt, VLF) cu frecvenţe cuprinse între 30kHz şi 3kHz
-unde electromagnetice de ultra joasă frecvenţă (ultra low frequency sau ULF) cu frecvenţe cuprinse între 3kHz şi 300Hz
-unde electromagnetice de super joasă frecvenţă (super low frequency sau SLF) cu frecvenţe cuprinse între 300Hz şi 30Hz
-unde electromagnetice de extrem de joasă frecvenţă (extreme low frequency sau ELF) ale căror frecvenţe au valori sub 30Hz.

După cum se ştie, materialele conductoare sunt opace pentru undele electromagnetice şi din acest motiv, comunicarea între două puncte aflate în medii conductoare (de exemplu apa sărată din mări şi oceane sau subsolul Pământului) nu se poate realiza cu echipamentele uzuale şi folosind metodele clasice de comunicare radio.
Acest fenomen de "ecranare" împiedică comunicarea radio clasică între o bază terestră şi submarinele aflate în submersie. Într-o astfel de situaţie, doar undele electromagnetice din gama SLF pot asigura legătura radio.
Pe de altă parte, în cazul unor accidente miniere, când echipamentele de telecomunicaţii prin cablu sunt distruse, apare necesitatea unei căi de comunicaţie "fără fir" între minerii blocaţi în subteran şi echipele de salvare aflate la suprafaţa sau tot în subteran. Undele electromagnetice din gama ULF pot penetra solul la adâncimi de ordinul zecilor sau sutelor de metri, fiind singurele care pot fi folosite în astfel de situaţii.
Undele electromagnetice de joasă frecvenţă sunt generate şi de fenomene naturale ce au efecte la scară mare şi foarte mare. Astfel, apariţia unor unde electromagnetice de joasă frecvenţă (ULF sau ELF) poate anunţa un cutremur iminent, cu câteva zeci de minute înaintea unor mişcări telurice de suprafaţă.
Deasemenea aşa-zisele "fenomene meteorologice din spaţiul extraatmosferic" cum sunt exploziile solare, ploile de meteoriţi, fluxurile importante de particule elementare sau radiaţiile generate de surse extraterestre sau chiar extragalactice, generează unde electromagnetice din domeniile ULF, SLF sau ELF. Acestea pot produce furtuni electromagnetice , perturbări ale comunicaţiilor radio sau chiar scoaterea din funcţiune a unor sateliţi artificiali ai Pământului sau a unor echipamente de radiocomunicaţii aflate pe sol. Deoarece frecvenţa undelor cerebrale este de ordinul Hertzilor, există probabil şi o influenţă a psihicului uman cauzată de undele din aceeaşi gamă , produse natural sau artificial.
Importanţa acordată de NASA acestor aspecte ştiinţifice, tehnice sau militare legate de generarea şi propagarea undelor electromagnetice de foarte joasă frecvenţă este subliniată prin lansarea proiectului "INSPIRE" (Interactive NASA Space Physics Ionosphere Radio Experiments)

3.REZONANTA SCHUMANN

Furtunile tropicale (care sunt caracterizate prin descărcări electrice intense şi frecvente) generează unde electromagnetice cu spectru foarte larg, iar pentru cele de foarte joasă frecvenţă spaţiul format între suprafaţa Pământului şi ionosferă devine un adevărat ghid de undă prin care acestea se propagă pe distanţe foarte mari, ajungând uneori chiar să înconjoare Pământul. Analizarea acestor unde este importantă în climtologie deoarece se poate obţine o imagine la nivel global a fenomenelor meteorologice locale. Frecventele descărcări electrice ce apar în timpul unor furtuni puternice, crează unde electromagnetice din domeniul ULF şi ELF care, în cavitatea rezonantă formată (la nivel global) între Pământ şi ionosferă, pot produce o rezonanţă electromagnetică ce a fost verificată în mod experimental. Fenomenul este cunoscut în literatură sub denumirea de "Rezonanţă Schumann" şi a fost prezis de fizicianul Winfried Otto Schumann în 1952. Prin metode experimentale, au fost puse în evidenţă frecvenţele de rezonanţă Schumann la valori de 7,83Hz; 14,3Hz; 20,8Hz; 27,3Hz şi 33,8Hz.

Aceste valori ale frecvenţelor de rezonanţă nu sunt fixe. Ele sunt influenţate de condiţiile atmosferice ce duc la modificarea înălţimii ionosferei şi implicit, la modificarea volumului “cutiei de rezonanţa”. Deasemenea, amplitudinea undei electromagnetice rezonante se modifică funcţie de numărul de descărcări electrice din atmosferă în intervalul de timp analizat. S-a constatat că în decursul unei zile pot fi puse în evidenţa trei maxime: unul corespunzător furtunilor tropicale din Asia de sud-est, după 5 ore un maxim datorat furtunilor din Africa, iar după încă 6 ore, un maxim corespunzător furtunilor din America de Sud. Analiza ştiinţifică a acestui fenomen poate oferi date importante referitoare la modificări climatice la nivel global, temporare sau definitive. Punând în evidenţa descărcările atmosferice (fulgere şi trăsnete) şi analizând frecvenţa şi localizarea lor, se poate obţine o imagine globală , de real folos în climatologie.


Foto: Imagine surprinsă în data de 12 iulie 2009 la Cluj-Napoca, cu câteva minute după apusul Soarelui. Nu are legătură cu Rezonanţa Schumann, dar am vrut să arăt că natura crează de foarte multe ori imagini tulburătoare. ( foto:Paul Dolea)

Undele electromagnetice din gama ELF pot fi recepţionate doar cu antene şi receptoare special concepute, având în vedere că lungimea lor de undă este extrem de mare şi nivele de câmp extrem de mici. Un alt impediment legat de punerea lor în evidenţa este imediata lor apropiere (ca interval de frecvenţe) de câmpurile create de reţelele de distribuţie a energiei electrice care în Europa operează pe o frecvenţă de 50Hz iar în multe alte ţări ale lumii, pe o frecvenţă de 60 Hz. De aceea, de multe ori cercetătorii sunt obligaţi să extragă informaţiile utile din semnale ce sunt practic “înecate în zgomot”.
Acum voi reveni la fabulaţiile răspândite în mass-media legate de “Rezonanţa Schumann” şi aşa-zisul sfârşit iminent al lumii datorat unui colaps temporal. Promotorii unei astfel de ipoteze afirmă: frecvenţa de rezonanţă Schumann este un fel de orologiu planetar, iar organismele vii sunt influenţate de acest orologiu electromagnetic. Până aici, nimic ieşit din comun, undele cerebrale sunt de frecvenţă foarte joasă şi pot fi influenţate sau perturbate de stimuli electromagnetici externi.

Dar următoarele afirmaţii sunt total lipsite de baze reale sau motivare logică: “Frecvenţa de rezonanţă Schumann creşte neîncetat, astfel încât o zi nu mai are 24 de ore, ci doar 16 sau mai puţin. În anul 2012, frecvenţa acestui fenomen va fi atât de mare, încât natura nu va mai putea ţine pasul şi va veni sfârşitul lumii, prin dispariţia noţiunii de timp.”
Alţii, care au auzit de găuri negre, afirmă că de fapt, Pământul şi tot ce ne înconjoară este pe cale de a fi “înghiţit” de o gaură neagră iar fenomenele neliniare asociate unui astfel de eveniment pot “distorsiona” timpul fără că noi să ne dăm seama.

4.CONCLUZII

Determinările experimentale infirmă modificări ale frecvenţelor de rezonanţă Schumann în sensul unei creşteri continue ce poate fi pusă în evidenţă. Organisme ale căror posibilităţi tehnice şi credibilitate ştiinţifică nu poate fi pusă la îndoială (vezi NASA şi altele de calibru asemănător) nu au semnalat o modificare a frecvenţei de rezonanţă Schumann. Iar dacă Pământul şi tot ce ne înconjoară este pe cale de a fi “înghiţit” de o gaură neagră, şi noi nu putem observa acest lucru, înseamnă că nu ne deranjează şi nici nu ne va deranja acest lucru.
Analizând problema din punct de vedere logic, este absurd să afirmi că ziua nu mai are 24 ore ci doar 16, pentru că dacă ar fi aşa, ceasul meu de pe perete ar trebui să “sară” de la orele 16, direct la 24 şi aş cumpara alt ceas cu doar opt sau şaisprezece diviziuni orare.
Iar pentru cei ce aduc, ca argument ştiinţific, faptul că “nu le mai ajunge timpul” le voi spune că de fapt, cantitatea de informaţie pe care creierul nostru trebuie să o proceseze creşte neîncetat, iar dezvoltarea societăţii şi a posibilităţilor de comunicare ne fac tot mai dependenţi unii de alţii. “Procesarea” tuturor acestor acestor informaţii şi conexiuni necesită din ce în ce mai mult timp, rămânând din ce în ce mai puţin pentru activităţile curente. Cred că această explicaţie este mai simplă şi mai aproape de adevăr.

Proiectul LEOSCOPE

In cadrul unei cooperari intre firma BITNET s.r.l.,Observatorul Astronomic din Cluj al Academiei Romane si Universitatea Tehnica din Cluj, in urma cu un an am demarat proiectul LEOSCOPE (Experimental Low Earth Orbit Surveillance Stereoscope) prin care testam posibilitatile de detectare optica si determinarea traiectoriei obiectelor ca se deplaseaza in apropierea Pamantului ( 200km-1000km). Principiul de baza este asemanator vederii stereoscopice, adica vom amplasa doi senzori optici identici, in doua locatii diferite aflate la aproximativ 37 km departare unul de celalalt. in acvest mod, vom avea un camp destul de larg de vedere stereoscopica. In mod simultan, folosind acelas standard de timp, se capteaza imagini ale zonei de interes. Printr-o prelucrare soft adecvata, se pot pune in evidenta diverse obiecte cu lumina proprie sau iluminate de Soare si se poate determina cu o oarecare precizie, pozitia lor si traiectoria.
Proiectul a fost prezentat in "abstract" la a X-a conferinta internationala AMOS ( Advanced Maui Optical and Space Surveillance Techologies Conference) desfasurata in septembrie 2009 la Maui, Hawaii. Aceasta Conferinta este considerata, de multi ani, un loc unde cei mai buni specialisti din lume se intalnesc sau isi comunica cercetarile referitoare la supravegherea optica a spatiului cosmic. In Hawaii , langa Maui, este amplasata una din cele mai performante facilitati al U.S. Air Force dedicate supravegherii optice. De altfel, multe lucrari prezentate sau publicate au ca autori cercetatori cunoscuti ai universitatilor americane sau ale fortelor armate ale S.U.A.

Puteti citi mai jos in original abstractul publicat:

Ultra-Wide Field of View Stereoscope for Low Earth Orbits Surveillance
Octavian Cristea, Paul Dolea
BITNET CCSS (The 10th Advanced Maui Optical and Space Surveillance Techologies Conference Maui, Hawaii, September 1-4 2009)

Optical detection of LEO objects with unknown orbital parameters is problematic. In a wide area search mission, an optical sensor collects frames of data on consecutive directions in order to find objects in its range of detection. Taking into account that a LEO object is fast moving on the sky and the visibility window is very small (the sky is clear, the sensor is in the Earth’s shadow and the object is above the horizon and illuminated), and taking into account a typical surveillance sensor FOV of less than one degree, the probability to detect unknown objects is very small. Another limitation is that accurate determination of the target’s position requires correlation of data from more than one passive sensor (a single passive sensor suffers from an inability to get unambiguous range data, even against fairly deterministic tracks such as satellites).
This paper examines the setup of a ground-based stereoscopic imager which can detect LEO objects and provide data regarding their orbits. In its minimal configuration, the stereoscope consists of a pair of (COTS) large aperture ultra-wide FOV lenses, backed with a high-quality CCD. While an ultra-wide FOV camera raises problems related to the detection magnitude and orbit estimation accuracy, such a camera significantly increases the probability of unknown objects detection.
The stereoscopes base-line is of the order of tens of Km, a compromise between simultaneous detection of low altitude objects from two locations and triangulation accuracy. Each camera continuously images the night sky and sends captured images to a local computer for off-line data processing. Each computer has a GPS card for pair cameras synchronization and it is connected to internet through a Ku band VSAT.
Geometric calibration of the image is made automatically, by matching captured stars in the image with an astronomical catalogue of stars. Making interpolation between these reference points, the computer attaches astronomical coordinates to each pixel of the sky image. This way, many errors due to light propagation through the atmosphere or f-Theta distortion can be corrected. The recovery of orbital depth is made by correlating matching feature points from pairs of simultaneous images. Since any pair of captured images practically contains the same star field, another application of the stereoscope is to produce 3D images of the night sky with LEO objects floating in front of the star field.
This project is in the concept development phase and it is based on a research cooperation agreement between BITNET CCSS, the Technical University of Cluj and the Astronomical
Observatory of Cluj.

O intoarcere in timp...

Am facut in zilele trecute ordine intr-un sertar al bibliotecii mele si am regasit cateva pagini ingalbenite de vreme, batute la masina, pe care le credeam de mult timp pierdute. Bucuria mea a fost mare, deoarece era un eseu despre TIMP, scris de mine cu aproape 20 de ani in urma. Nu mai tineam minte cum am prezentat in acea lucrare ideile mele, nu mai stiam daca le-am argumentat in vre-un fel, stiam doar ca la vremea aceea, le trimisesem spre consultatre catorva dintre fostii mei colegi de facultate si Redactiei revistei Stiinta si tehnica. Dar iata ce scrisesem in acele patru pagini: (dati clic pe imagini pentru a le mari)

Sateliti artificiali ai Pamantului (partea a-II-a)

Am aratat in partea I a acestui articol (publicat in StiintaAzi.ro ) ca satelitii artificiali ai Pamantului se pot clasifica, in functie de parametrii lor orbitali, in sateliti geostationari (GEO-geostationary Earth orbit), sateliti cu orbita medie (MEO-medium Earth orbit) si sateliti cu orbita joasa (LEO-low Earth orbit).Am aratat deasemenea ca satelitii GEO sunt importanti in asigurarea unor telecomunicatii globale si transmisii de televiziune DTH (Direct To Home)
In decursul timpului au fost dezvoltate mai multe retele de telefonie mobila utilizand sateliti GEO, cea mai cunoscuta fiind INMARSAT . Dezavantajele utilizarii acestui gen de sevicii telefonice nu pot fi trecute cu vederea : echipamentele sunt destul de voluminoase, zonele polare nu pot fi acoperite, iar cladirile inalte, versantii abrupti sau vegetatia pot bloca semnalul. Pentru a asigura un randament energetic bun al legaturii radio este recomandabila utilizarea antenelor foarte directive (parabole sau aperturi sintetice) dar acestea impiedica mobilitatea utilizatorului. Nu in ultimul rand ca importanta, comunicarea prin intermediul satelitilor geostationari este afectata de viteza finita de propagare a luminii, care produce intarzieri suparatoare ce nu pot fi nicicum compensate.
Solutia eliminarii acestor neajunsuri este utilizarea unor frecvente purtatoare mai mici, cum ar fi cele din banda L (1…3GHz) sau UHF (400…900MHz) si utilizarea unor sateliti aflati pe orbite mai apropiate de suprafata Pamantului cum sunt satelitii cu orbite joase (LEO).
Incepand cu data de 1noiembrie 1998, prin intermediul constelatiei de sateliti IRIDIUM s-a reusit acoperirea intregului glob pamantesc cu un serviciu mobil de telefonie. Satetelitii IRIDIUM sunt grupati pe sase plane orbitale (cate 11 in fiecare plan) si au orbite LEO (780km fata de suprafata Pamantului). Miscarea lor este astfel sincronizata incat in orice moment si in orice punct de pe suprafata Pamantului sa fie vizibil cel putin un satelit. Comunicarea dintre un post aflat la sol si satelit se face utilizand frecvente purtatoare de aproximativ 1,6GHz, iar legaturile radio dintre sateliti se realizeaza in banda Ka (26-40)GHz. Este o stragedie oarecum asemanatoare cu cea utilizata in telefonia celulara, unde un utilizator "mobil" este preluat, pe parcursul deplasarii sale, de celule aflate in imediata sa apropiere. Deosebirea consta in faptul ca, raportat la mobilitatea satelitilor LEO, utilizatorul terestru pare fix, urmand a fi deservit de satelitul de telecomunicatii care se afla in imediata sa apropiere.
Satelitii meteorologici europeni (METEOSAT) apartin Agentiei Spatiale Europene (ESA European Space Agency). Ei sunt amplasati pe orbite geosincrone (nu geostationare!). Spre deosebire de satelitul amplasat pe o orbita geostationara care pare "fix" pe cer, satelitul amplasat pe o orbita geosincrona va "pendula" de o parte si alta a Ecuatorului, dar va ramane mereu in acelas plan meridian. Pendularea va fi cu atat mai vizibila cu cat inclinarea orbitei in raport cu planul ecuatorial este mai mare. Aceasta pendulare mareste semnificativ zona de acoperire a satelitului si deasemeni, permite vizualizarea atmosferei din unghiuri diferite. Satelitii METEOSAT au apogeul aproape egal cu perigeul si o inclinare a orbitelor de ordinul a 7º…12º fata de planul ecuatorial Ei transmit spre Pamant date meteorologice si imagini in vizibil sau infrarosu.
Satelitii meteorologici ai SUA apartin agentiei guvernamentale NOAA (National Oceanic and Atmosferic Administration) si fac parte din sistemul american de observare a Terrei (GEOSS). NOAA opereza cu 2 tipuri de sateliti meteorologici :cu orbite geostationare si cu orbite polare.Acestia transmit spre statiile de receptie aflate la sol, in mod continuu intensificari ale radiatiilor cosmice, perturbatii electromagnetice la nivel planetar, date meteo culese din atmosfera sau informatii privind marile si oceanele lumii.Deasemenea, tot ei furnizeaza o mare parte din informatiile legate de asa numita vreme spatiala (explozii solare, intensificari ale radiatiilor cosmice sau perturbatii electromagnetice la nivel planetar.
Satelitii de observare fotografiere si cartografiere sunt sateliti cu orbita joasa (LEO). Pentru a avea tot timpul o iluminare optima a zonei observate, acestia sunt amplasati pe orbite aproape polare, iar perioada de revolutie este astfel aleasa incat satelitul sa survoleze aceasi zona de pe Pamant, mereu la aceesi ora (solara). In acest fel, Soarele va ilumina zona fotografiata sub acelas unghi, punandu-se usor in evidenta formele de relief, cladirile sau vegetatia. O astfel de orbita are denumirea de orbita solar-sincrona (sun-synchronous orbit), altitudinea de zbor la 600-800 km si periada de revolutie de 96-100 minute. Un reprezentant important al acestei clase de sateliti este satelitul civil GeoEye-1, lansat la data de 06sept.2008. Inaltimea medie de zbor este de 684km, inclinatia orbitei de 98 grade fata de planul ecuatorial iar perioada de revolutie este de 98minute. Camerele amplasate pe satelit asigura o rezolutie la sol de 0,41m la cele alb-negru si 1,65m la cele color.
O ultima categorie de sateliti artificiali ai Pamantului pe care o amintim aici sunt satelitii de pozitionare globala. Acesti sateliti sunt de fapt structuri complexe de radiobalize mobile ce orbiteaza in jurul Pamantului pe orbite medii si care-si comunica prin radio, in mod continuu, pozitia exacta. Receptoare radio specializate si dotate cu un sistem de calcul adecvat pot sa-si determine pozitia relativa la acel grup de sateliti cu un grad ridicat de exactitate, si implicit, in acest mod isi pot determina propriile coordonate geografice. Deasemenea , prin intermediul acestor sisteme de pozitionare se transmite un standard de timp unic, pe toata suprafata Pamantului.
Sistemul american de navigare asistata de sateliti se numeste GPS (Global Positioning System) si este conceput sa functioneze cu o constelatie de sateliti amplasati pe 6 plane orbitale, cate 4 pe fiecare plan. Nodurile ascendente ale orbitelor sunt echidistante. Sistemul este astfel conceput incat in orice punct de pe suprafata Pamantului sa fie vizibili cel putin 6 sateliti. Orbitele sunt de tip MEO, cu raza de aproximativ 26600km , perioada de revolutie a fiecarui satelit fiind de o jumatate de zi siderala.
Sistemul rusesc de navigare asistata de sateliti se numeste Glonass si este conceput ca o constelatie de 24 sateliti ce graviteaza in jurul Pamantului pe trei plane orbitale. Pe langa cei 24 sateliti activi mai sunt prevazuti 3 trei sateliti inactivi (cate unul pentru fiecare plan orbital) pentru a rezolva eventualele avarii. Orbitele sunt circulare, la altitudinea de 19100 km. Cele trei plane orbitale intersecteaza planul ecuatorial in asa fel incat nodurile ascendente sunt distantate la 120º unul de calalalt. Pe fiecare plan orbital se vor afla cate 8 sateliti plasati echidistant, la distante de 45º unul de celalalt. Perioada orbitala a acestor sateliti este de aproximativ 11ore si 15 minute. Conform agentiei de stiri Novosti, incepand cu data de 1iunie 2009, prin plasarea pe orbita a inca trei sateliti, sistemul GLONASS a ajuns sa functioneze cu 17 sateliti operationali si trei pastrati pentru mentenanta.
Sistenul de navigare initiat de Uniunea Europeana poarta numele de GALILEO si se prevede ca va fi operational in 2013.
In concluzie, putem spune ca satelitii artificiali ai Pamantului isi aduc aportul lor la dezvoltarea omenirii. Practic nu mai exista nici un domeniu de activitate in care, chiar daca multi dintre noi nu-si dau seama, sa nu fie utilizati satetelitii sau datele furnizate de acestia. Pentru a avea un segment spatial investitiile trebuie sa fie intr-adevar foarte mari si de aceea, doar state cu mare putere economica isi permit sa aiba programme spatiale proprii. Dar si state cu posibilitati financiare reduse pot dezvolta facilitati terestre, care sa le permita accesul la date satelitare sau la alte avantaje tehnologice oferite de segmentul spatial. Pe de alta parte, se pot efectua activitati in parteneriat, se pot inchiria facilitati oferite de platformele tehnologice amplasate pe orbite circumterestre sau alt gen de colaborari cu diverse agentii spatiale. Iar pentru aceasta nu sunt necesare sume mari de bani ci mai degraba specialisti in domeniu care sa fie motivati salarial in asa fel incat sa nu-si caute loc de munca pe alte meleaguri.
Cluj, 12 octombrie 2009

Diagrama de radiatie a antenei Mesh de 3m

Determinarea pe cale experimentala a diagramei de radiatie a antenei parabolice mesh de 3m a fost necesara pentru a cunoaste performantele reale ale reflectorului parabolic, in banda de 2,4GHz.
Metoda pe care am utilizat-o a constat in fixarea unui microemitator de 2,4GHz (nemodulat) la o distanta suficient de mare de reflectorul parabolic si masurarea nivelului de semnal receptionat de parabola la diferite valori ale unghiului azimutal.
S-a trasat apoi intr-un sistem de coordonate polare, diagrama de radiatie in plan azimutal a antenei.Avand in vedere simetria geometrica a reflectorului parabolic, am considerat ca si diagrama de radiatie in plan zenital are aceeasi forma. De altfel, inaltimea de 3m fata de sol la care se afla centrul reflectorului parabolic ar fi fost insuficienta pentru a evita erorile introduse de reflexia semnalului pe suprafata solului.
Am ales ca poligon de testare o zona montana lipsita de poluare electromagnetica in banda de 2,4GHz , de fapt chiar locul in care este montata parabola , in comuna Marisel din judetul Cluj.
La emisie am utilizat un microemitator cu puterea de 10mW, pe care nu l-am modulat, pentru a avea un nivel constant al semnalului de emisie.
Se stie ca, pentru a avea o caracteristica de radiatie a unui reflector parabolic cat mai corecta, distanta minima dintre emitatorul utilizat la teste si antena de receptie se determina cu relatia :
dmin=2DxD/λ
unde D este diametrul antenei iar λ lungimea de unda. Pentru D=3m si λ=0,125m rezulta dmin=144m.
Am amplasat emitatorul la o distanta de 150m fata de stalpul de sustinere a parabolei in acelasi plan orizontal cu antena, intr-o zona favorabila din punctul de vedere a reliefului, astfel incat reflexiile datorate solului sa fie cat mai mici.
In focarul parabolei am amplasat un feedhorn cu polarizare circulara, pentru a asigura simetria antenei de receptie.Utilizand un cablu coaxial de 50Ω cu pierderi mici am cuplat la antena un receptor ICOM PCR1500, capabil sa receptioneze semnale cu frecvente de pana la 3GHz.
Am folosit sistemul propriu de pozitionare a antenei pentru a putea roti antena in plan azimutal, de o parte si de alta a pozitiei de semnal maxim, cu unghiuri determinate precis.Am folosit pasi de 0,5º avand in vedere ca aceasta valoare este data de rezolutia de orientare automata a antenei.
Reprezantand valorile de camp indcate de receptorul ICOM intr-un sistem de coordonate polare, am obtinut diagrama reala de radiatie a reflectorului parabolic la frecventa de 2,416GHz.

Diagrama de directivitate a antenei determinata experimental la frecventa de 2,416GHz

Undele electromagnetice de ultra joasa frecventa

TRANSMITEREA INFORMATIEI PRIN UNDE ELECTROMAGNETICE DE ULTRA JOASA FRECVENTAEseu pregatit pentru colocviul de admitere la doctorat, septembrie 2009
Candidat :fiz. PAUL DOLEA

1.DEFINITII SI TERMINOLOGIE:
Conform Administratiei Nationale de Telecomunicatii si Informare a Statelor Unite ale Americii , undele electromagnetice ale caror frecvente sunt mai mici decat 30 kHz sunt denumite unde electromagnetice de foarte joasa frecventa (very low frequency), iar cele ale caror frecventa este mai mica de 3kHz nici nu sunt atribuite vreunei activitati civile. [1]
Terminologia utilizata in lucrarile stiintifice ce se refera la undele electromagnetice de joasa frecventa (si pe care o voi folosi in cele ce urmeaza) le clasifica in modul urmator:
-unde electromagnetice de foarte joasa frecventa (very low frequency sau pe scurt, VLF) cu frevente cuprinse intre 3kHz si 30kHz
-unde electromagnetice de ultra joasa frecventa (ultra low frequency sau ULF) cu frecvente cuprinse intre 300Hz si 3kHz
-unde electromagnetice de super joasa frecventa (super low frequency sau SLF) cu frecvente cuprinse intre 30Hz si 300Hz
-unde electromagnetice de extrem de joasa frecventa (extremely low frequency sau ELF) ale caror frecvente au valori sub 30Hz.
Redau mai jos impartirea spectrului undelor radio in benzi de frecvente:

2.IMPORTANTA STUDIERII ACESTEI CATEGORII DE UNDE ELECTROMAGNETICE
Dupa cum se stie, materialele conductoare sunt opace pentru undele electromagnetice si din acest motiv, comunicarea intre doua puncte aflate in medii conductoare ( de exemplu apa sarata din mari sau oceane sau subsolul Pamantului) nu se poate realiza cu echipamentele uzuale si folosind metodele clasice de comunicare radio.
Acest fenomen de "ecranare" impiedica asigurarea unei comunicari radio clasice intre o baza terestra si submarinele aflate in submersie. In aceasta situatie, doar undele electromagnetice din gama SLF pot asigura legatura radio. [2]
In situatia unor accidente miniere, cand echipamentele de telecomunicatii prin cablu sunt distruse, apare necesitatea asigurarii unei cai de comunicatie "fara fir" intre minerii blocati in subteran si echipele de salvare aflate la suprafata sau tot in subteran.
1/5
Undele electromagnetice din gama ULF pot penetra prin sol la adancimi de ordinul zecilor sau chiar sutelor de metri asigurand o legatura radio de urgenta.
Aparitia unor unde electromagnetice de joasa frecventa (ULF sau ELF) poate anunta un cutremur iminent, cu cateva zeci de minute inaintea unor miscari telurice de suprafata. [3] , [4] si [5]
Orice explozie nucleara care ere loc in spatiul atmosferic sau extraatmosferic apropiat, este insotita de o puternica emisie de unde VLF,ULF,SLF si ELF. Supravegherea si analiza atenta a acestui domeniu spectral duce la punerea in evidenta si localizarea oricarui eveniment de acest fel.
Furtunile tropicale (care sunt caracterizate prin descarcari electrice intense si frecvente) genereaza unde electromagnetice cu spectru foarte larg, iar cele de foarte joasa frecventa se propaga prin ghidul de unda format intre suprafata Pamantului si ionosfera pe distante foarte mari, ajungand uneori chiar sa inconjoare Pamantul. Analizarea acestor unde este importanta in climtologie deoarece se poate obtine o imagine la nivel global a fenomenelor meteorologice locale. Frecventele descarcari electrice ce apar in situatia unor furtuni puternice, creaza unde electromagnetice din domeniul ULF si ELF care, in cavitatea rezonanta formata (la nivel global) intre Pamant si ionosfera pot produce o rezonanta electromagnetica ce poate fi pusa in evidenta in mod experimental. Acest fenomen este cunoscut in literatura sub denumirea de "Rezonanta Schumann" [6]
Deasemenea asa-zisele "fenomene meteorologice din spatiul extraatmosferic" cum sunt exploziile solare, ploile de meteoriti, fluxurile importante de particule elementare sau radiatiile generate de surse extraterestre sau chiar extragalactice, genereaza unde electromagnetice din domeniile ULF, SLF sau ELF. Acestea pot crea furtuni electromagnetice , perturbari ale comunicatiilor radio sau chiar scoaterea din functiune a unor sateliti artificiali ai Pamantului sau a unor echipamente de radiocomunicatii aflate pe sol.
Importana acordata de NASA acestor aspecte stiintifice, tehnice sau militare legate de generarea si propagarea undelor electromagnetice de foarte joasa frecventa este subliniata prin lansarea proiectului "INSPIRE" (Interactive NASA Space Physics Ionosphere Radio Experiments) [7]
3.STADIUL ACTUAL AL CERCETARILOR SI DEZVOLTARII TEHNOLOGICE LEGATE DE UNDELE ELECTROMAGNETICE DE JOASA FRECVENTA ( VLF, SLF, ULF si ELF)In cadrul fortelor armate ale S.U.A. a fost dezvoltat un sistem de transmitere a informatiei catre flota de submarine aflate in submersie (numit SEAFARER iar mai tarziu PROJECT ELF) ce opera pe o frecventa de 76Hz cu doua antene de emisie, una
2/5
situata la Clam Lake,Wisconsin iar cea de a doua antena, langa localitatea Republic din statul Michigan. Din septembrie 2004, aceste proiecte au fost abandonate.
Sistemul de transmitere a informatiei catre submarinele fortelor armate ale Rusiei (cunoscut sub denumirea ZEVS) opereaza pe o frecventa de 82Hz si are antena de emisie situata in peninsula Kola, langa localitatea Murmansk, din nordul indepartat al Rusiei.
Fortele navale ale Regatului Unit al Marii Britanii si a Irlandei de Nord (Royal Navy) au avut intentia de a realiza un emitator de unde ELF amplasat in padurea Glengarry din Scotia dar proiectul a fost abandonat.
Comunicarea radio in banda ELF intre baza si submarinul aflat in submersie este simplex adica informatia este transmisa de la baza catre submarin, deoarece energia necesara si dimensiunile antenelor de emisie fac imposibila amplasarea unor emitatori ELF pe actualele submarine. Pentru a asigura feedback-ul acestei legaturi (de la submarin la baza), in cadrul U.S.Navy se utilizeaza un sistem de comunicatii prin satelit (dupa ce submarinul a iesit din submersie): Submarine Satellite Information Exchange Sub-System cunoscut sub acronimul "SSIXS".
In ceea ce priveste comunicatiile de urgenta in situatia unor accidente miniere, prin amplasarea unor antene tip "bucla" care sunt de fapt bobine a caror suprafata acopera proiectia la sol a galeriilor dintr-o mina , s-a ajuns la asigurarea comunicatiei radio pana la adancimi de cateva sute de metri. [8]
A fost pusa in evidenta o legatura indubitabila intre aparitia unor unde ELF cu cateva zeci de minute inaintea unor cutrmure de pamant majore [9]. Astfel, atat cutremurul de la Loma Prieta din zona faliei San Andreas [10] cat si cutremurul recent din 6 aprilie 2009 din localitatea Aquila din Italia au fost asociate cu emisii evidente de unde electromagnetice ELF, precursoare producerii cutrmurelor [11]. Un grup interdisciplinar de specialisti in electronica si geofizica au proiectat un sistem de monitorizare a faliei San Andreas printr-o retea de senzori ce pot detecta si inregistra undele electromagnetice asociate miscarilor telurice frecvente in acea regiune.
Asa cum am amintit mai sus, proiectul "INSPIRE" desfasurat sub coordonarea NASA are ca scop acumularea cator mai multe informatii legate de fenomenele atmosferice naturale ce genereaza unde ULF,SLF si ELF si se afla in desfasurare.
Au fost puse in evidenta in mod experimental frecvente ale fenomenelor de rezonanta Schumann la valori de 7,83Hz ;14,3Hz ;20,8Hz,27,3Hz si 33,8Hz.
In cadrul programelor spatiale ale tarilor ce lanseza rachete purtatoare in spatiul extraatmosferic, exista o preocupare continua in punerea in evidenta a fenomenelor meteorologice spatiale (space weather)
3/5
4.OBIECTIVE PROPUSE:-punerea in evidenta pe cale experimentala a unor unde VLF,ULF,SLF sau ELF, generate in mod natural de fenomenele meteorologice:
-analiza posibilitatilor de comunicare sol-subsol prin utilizarea undelor electromagnetice ULF:
-realizarea unui model experimental de receptie si analiza a undelor electromagnetice ELF.
Cluj-Napoca, 20 sept.2009
fiz. PAUL DOLEA
Nota:Nu am trecut bibliografia, ca sa nu incarc prea mult aceasta pagina

Mai bine mai tarziu decat niciodata...

Au trecut mai bine de 25 de ani de cand am iesit din bancile facultatii privind cu speranta spre viitor. Visam atunci ca voi reusi sa ajung intr-un institut de cercetare si sa am conditii adecvate de studiu, pentru a incerca sa patrund cat mai adanc in tainele Universului. Dar realitatea vietii cotidiene si o oarecare inclinatie si pasiune spre electronica aplicata, m-a dus treptat spre activitati ingineresti. Dar iata ca acum, dupa ani de framantari si cautari, am ajuns ca o parte din visurile din tinerete sa se implineasca. Iar pentru a avea un randament cat mai bun, m-am hotarat (ce-i drept, destul de tarziu) sa-mi duc creierul la "sala" sa faca un pic de gimnastica a mintii. Ca urmare, m-am inscris la Scoala doctorala a Universitatii Tehnice din Cluj, in domeniul Inginerie electromica si telecomunicatii. Colocviul de admitere l-am sustinut cu o prezentare a stadiului actual (la nivel mondial) al cercetarilor si al nivelului tehnologic la care s-a ajuns in detectarea si utilizarea undelor electromagnetice de ultra joasa frecventa. Se pare ca subiectul ales (pe care l-am si propus ca tema pentru teza de doctorat) a trezit interesul comisiei de admitere si... am fost admis. Acum va trebui sa scutur praful din sertarele memoriei, sa invart din nou vectori, sa inmultesc matrici, sa revad tehnicile de calcul tensorial. Dar dezvoltarea bazei de cercetare de la Marisel are nevoie si de sustinere teoretica adecvata asa ca voi lupta si pe acest plan. In articolul ce va urma (mai sus) va voi prezenta eseul pe care l-am pregatit pentru colocviul de admitere.

Au trecut 400 de ani...

In data de 25 august 2009 s-au implinit 400 de ani de cand Galileo Galilei si-a prezentat luneta astronomica oficialitatilor din Venetia. Se poate spune ca din acea data de 25 august 1609 a inceput era observatiilor astronomice moderne. Si ca sa sarbatorim cum se cuvine acest eveniment, am facut si noi primele observatii astronomice la Marisel, cu un telescop al Observatorului Astronomic al Academiei Romane, avand oglinda de 40 cm diametru. Am avut noroc de cer senin iar altitudinea de 1230m si distanta considerabila pana la sursele de poluare luminoasa au permis punerea in evidenta a performantelor optice ale unui astfel de telescop. Nu l-am mai instalat sub cupola, avand in vedere ca mai avem de lucru la automatizarea ei, iar telescopul urma sa se reintoarca in Feleac. Explicatiile competente ale d-lui Vlad Turcu au contribuit in plus la o seara deosebit de reusita. D-ul Traian Maris, primarul comunei Marisel a raspuns invitatiei noastre de a participa la acest eveniment, venind la Observator impreuna cu unul din copii sai. Speram ca pe viitor, cand se va finaliza acest proiect actiunile de acest gen (observatii cu invitati si popularizarea astronomiei) sa se faca mai des.

Am instalat o noua antena

In iunie si iulie 2009, am continuat lucrarile la Observatorul Astronomic Marisel. Am etansat imbinarile cu pasta siliconica.Aceasta lucrare este migaloasa dar de importanta deosebita, deoarece la altitudinea de 1250m clima este aspra si orice greseala facuta in aceasta etapa poate avea consecinte grave pentru cladire. Deasemenea, am finisat pardoseala interioara prin adaugarea unui strat de polistiren extrudat si doua straturi de OSB. Speram ca aceasta termoizolare sa-si arate eficienta in timpul iernii.

Am instalat o noua antena cu diametrul de 3m, pentru receptia semnalelor radio din intervalul 1-5 Ghz. Spre deosebire de antena Patriot, aceasta are reflectorul din plasa metalica si fortele
laterale cauzate de vant sunt mult diminuate. Dar ce este foarte important la aceasta antena este sistemul de comanda si motorizare ce permite pozitionarea antenei catre orice punct de pe bolta cereasca si deasemenea, poate urmari triectoria satelitilor de joasa altitudine.

Am ridicat cupola pe observatorul astronomic

In ultimele saptamani, in poligonul de telecomunicatii si observatii astronomice pe care firma Bitnet il dezvolta in localitatea Marisel, jud.Cluj, s-a desfasurat din nou, o activitate febrila. Imediat ce au trecut sarbatorile de Paste, cladirea ce urmeaza sa adaposteasca telescopul Observatorului astronomic a fost decopertata pentru ca sa putem demara lucrarile de adaptare a constructiei la cupola de 3m, adusa tocmai din SUA. Am realizat o trecere de la structura rectangulara a acoperisului la structura circulara a cupolei prin intermediul unui inel metalic fixat pe un octogon. Vremea a tinut cu noi si am putut lucra feriti de ploaie si vant.
Elementele cupolei realizate din fibra de sticla au fost ansamblate cu deosebita grija, astfel ca rotirea cupolei si miscarea obloanelor sa se faca lin, cu frecari cat mai mici.Au ramas de rezolvat finisajele, care necesita multa atentie si cheltuieli destul de serioase.In ritm de melc, ritm impus de reducerea fondurilor pe care le putem aloca acestui proiect, incercam sa facem cladirea cel putin functionala, astfel ca sa se poata face cat mai curand observatii astronomice. Rezultatele speram sa fie spectaculoase, avand in vedere ca acest observator va depasi cu aproape 500m, cel mai inalt observator astronomic aflat acum pe teritoriul Romaniei.

S-au blocat retelele de telefonie...

Daca vrei sa supraveghezi totul, ajungi sa nu mai supraveghezi nimic! Eu cred ca una din cauzele blocarii retelelor de telefonie la cutremurul din 25 aprilie a fost cauzata de modificarile aduse retelelor la implementarea numarului unic de urgenta 112. Aducerea tuturor apelurilor intr-un numar mic de noduri de telecomunicatii, ca sa se poata controla apelurile "false" la serviciul 112 (si nu numai pt. acest scop), avea consecinte previzibile. Mai ales ca blocaje apar si la evenimente deosebite cum se intampla de regula la revelion. Nu stiu de ce nu se trece serviciul 112 la S.T.S. ca si telefoanele mobile ale celor ce au atributii deosebite in caz de calamitati sau evenimente similare, separand astfel retelele si facand o ierarhizare in functie de importanta sociala a utilizatorilor. Pe de alta parte, exista posibilitati multiple de comunicatii prin satelit, care in astfel de cazuri isi dovedesc utilitatea. Exista proiecte de cercetare ce au aratat necesitatea asigurarii comunicatiilor prin satelit in zone izolate sau in situatii deosebite, dar importanta acordata cercetarii in Romania lasa de dorit...

Proiectul MARISEL

BITNET C.C.S.S. din Cluj este o firma privata ce a fost infiintata in 1993. De la infiintare si pana in prezent,firma noastra a participat direct la multe proiecte de cercetare dintre care amintim doar cateva:
GOLIAT - asigurarea legaturilor radio cu primul satelit experimental romanesc
PORTASAT- care a explorat aplicatiile satelitilor in domeniul constructiilor.
HOTSAT-studiul, realizarea si operarea unor hotspoturi satelitate destinate zonelor rurale.
COSMOS- realizarea unei platforme de comunicatii spatiale mobile in banda S pentru nano-sateliti.
Printre partenerii nostri in cadrul unor astfel de proiecte, amintim: Agentia Spatiala Romana, Filiala din Cluj a Academiei Romane si Universitatea Tehnica din Cluj.
Cu toate ca suntem un colectiv restrans, format din cativa fizicieni si ingineri, am reusit sa ne facem cunoscuti pe plan national ca specialisti in utilizarea civila a tehnologiilor satelitare si supraveghere spatiala adanca. Cele mai recente proiecte au fost orientate spre utilizarea tehnologiilor satelitare si cercetarea spatiului cosmic. In vederea crearii unor conditii optime de utilizare a echipamentelor , avem in dezvoltare un poligon radio cu suprafata de peste 4000mp in muntii Apuseni, la 1250m altitudine, intr-o zona cu poluare electromagnetica redusa, cu drum de acces si apa curenta (vezi foto1).

foto1.Amplasarea Observatorului astronomic in localitatea Marisel,jud.Cluj

Pe langa experimentele legate de emisia, receptia si propagarea undelor electromagnetice, tot in acest perimetru, vom realiza centrul de comunicatii radio cu primul satelit artificial romanesc, a carui lansare este preconizata pentru trimestrul IV 2009. Tot aici vrem sa punem bazele unui observator astronomic cu posibilitati de dezvoltare in doua directii: astronomie in spectrul vizibil si radioastronomie.
Chiar daca pe teritoriul Romaniei sunt mai multe observatoare astronomice, noi estimam ca rezultatele stiintifice ce se vor putea obtine in locatia noastra vor fi favorizate de altitudinea ridicata (1250m) si poluarea luminoasa redusa .
Al doilea aspect important al proiectului nostru este dezvoltarea unitara a unei platforme dedicate radioastronomiei, ceea ce constituie o premiera in Romania.
Am demarat proiectul in anul 2005, prin cumpararea terenului si rezolvarea problemelor legate de intabularea lui.Un an mai tarziu, am instalat o antena parabolica cu diametrul de 4m si posibilitati multiple de control a orientarii(foto 2)

foto2.Fundatia de 12 tone sustine o parabola cu care vom "asculta"…Universul.

In vara anului 2008, am inceput constructia cladirii (foto3) pe care va fi amplasata cupola observatorului, cupola ce a fost achizitionata din SUA si adusa deja in Romania.( foto 4)

foto3 Structura metalica din placi sandwich pe care va fi montata cupola observatorului


foto4. Coletul ce contine elementele cupolei.A traversat Oceanul Atlantic ca sa ajunga la Marisel, Romania.

O alta latura de dezvoltare a Proiectului si care nu este inca vizibila la Marisel, se desfasoara la Cluj,unde pregatim echipamentele achizitionate pana acum, in vederea punerii lor in exploatare.
In primul rand, pregatim echipamentul destinat comunicatiilor radio cu primul satelit romanesc, a carui lansare estre prevazuta pentru finele anului 2009.
In al doilea rand pregatim aparatura electronica destinata analizarii si procesarii semnalelor de radiofrecventa
In al treilea rand, pregatim experimentele stiintifice preconizate a se desfasura la Marisel, atunci cand baza noastra stiintifica va fi capabila sa le gazduiasca.
Speram ca in 2009 , cu toate conditiile financiare potrivnice, sa realizam o mare parte din ceea ce ne-am propus.
Dar care este scopul final al acestui proiect?
1)Realizarea unei statii pilot destinata comunicatiilor radio cu sateliti de joasa altitudine , cu aplicatie imediata in asigurarea legaturilor radio cu primul satelit romanesc.
2)Realizarea unui observator astronomic in spectrul vizibil.
3)Realizarea unui observator astronomic in spectrul radio (radiotelescop}.
4)Punerea bazelor unei posibile scoli de vara, destinata elevilor din clasele liceale, studentilor si tinerilor sau mai putin tinerilor cercetatori in domeniu.