Vremea spatiala

Pe scurt:

Dezvoltarea tehnologica care a caracterizat a doua jumatate a secolului XX si lupta acerba pentru cucerirea spatiului cosmic a avut ca efect extrapolarea multor activitati de cercetare in spatiul extraatmosferic. Au aparut astfel domenii noi de cercetare stiintifica si tehnologica. Explorarea spatiului cosmic a impus un nou domeniu de prognoza: “vremea spatiala”sau "meteorologia spatiala". Aceasta “vreme spatiala” poate influenta multe tehnologii terestre sau comportamentul uman.

De la prognoza meteorologica locala la “meteorologia spatiala”

Unul din domeniile cunoasterii mediului inconjurator in care au fost emise prognoze zilnice, din cele mai indepartate timpuri, este meteorologia. La inceputurile civilizatiei , mobilitatea zilnica a vanatorilor sau zona de interes a agricultorilor se limita la “o zi de mers pe jos”, asa ca si prognoza meteo se rezuma la o arie geografica restransa. In epoca transporturilor mecanizate, cand diligentele, caile ferate sau vapoarele au permis o mult mai mare mobilitate, prognoza meteo si-a marit arealul. Mai tarziu, cand liniile aeriene au permis deplasari zilnice de mii de kilometri, problema prognozelor meteo a devenit una transfrontaliera, ajungand de importanta globala. Dezvoltarea mijloacelor de comunicatii a permis schimbul de informatii intr-un timp extrem de scurt, putandu-se astfel obtine o imagine regionala sau chiar globala a unor marimi fizice ce definesc “starea vremii”.

In urma cu mai bine de cinicizeci de ani a inceput era spatiala, o data cu lansarea primului satelit artificial al Pamantului. Pentru prima data Pamantul a fost privit,“de sus”, din zone exterioare atmosferei. Au fost captate si transmise spre sol imagini reale si de ansamblu a unor zone intinse ce acopereau continente. Astfel, descrierile imaginate de cercetatori au putut fi verificate “pe viu”: uragane si cicloane ce afectau mari intinderi de pamant sau ape si formatiuni noroase ce acopereau continente. Iar spatiul extraatmosferic s-a dovedit a fi o lume daunatoare vietii, o lume de cosmar. Un adevarat laborator de particule aflate la energii inalte, un haos in care Soarele este singurul stapan.

Cu toate ca astronomii stiau de mult timp de existenta eruptiilor solare, cu toate ca se stia ca Soarele este o stea variabila, cu toate ca cercetatorii studiau de mult timp aurorele boreale sau australe, de-abia era spatiala a permis dezvoltarea unui nou domeniu al astrofizicii: meteorologia spatiala. Prin analogie cu “starea vremii”, ansamblului de fenomene fizice extraatmosferice ce au efecte imediate in atmosfera Pamantului i s-a atribuit termenul de “vreme spatiala”.

Care sunt fenomenele care determina “vremea spatiala”?

Eruptiile solare sunt insotite de degajari imense materie si energie. O parte din aceasta materie se va regasi in “vantul solar” care va ajunge pana dincolo de limitele Sistemului Solar.Fluxurile intense de particule elementare, vantul solar sau alte particule generate in indepartate zone ale Universului patrund in straturile superioare ale atmosferei terestre provocand ionizari ale atomilor, fenomene de excitare-dezexcitare a electronilor si generarea unor campuri electromagnetice secundare. Furtunile magnetice creaza un adevarat haos, prin modificarile imprevizibile ale directiei si marimii vectorilor de camp magnetic. Aceste modificari brutale induc in materialele conductoare curenti electrici ce de multe ori nu pot fi neglijati.

Care sunt efectele la sol ale perturbatiilor puternice din spatiul extraatmosferic?

Efecte perturbatoare sau chiar distructive in radiocomunicatii. Un puternic semnal perturbator va inrautati raportul semnal/zgomot al liniei de transmisie , aparand in acest fel, intreruperi. Se stie ca majoritatea echipamentelor de radiocomunicatii (mai ales cele destinate receptiei) sunt aparate sensibile, capabile sa puna in evidenta chiar si cele mai slabe semnale radio. Daca aceste echipamente sensibile sunt supuse unui camp electromagnetic intens, multe din elementele semiconductoare din etajele de intrare vor fi supuse unui camp electric puternic, ce va provoca de multe ori fenomene neliniare distructive.

Efecte distructive asupra retelelor de distributie ale energiei electrice. Un camp magnetic variabil va produce, prin inductie, o tensiune electromotoare perturbanta in retelele lungi de distributie ale curentului electric. Fluctuatiile ce pot sa apara vor fi greu de compensate, existand riscul aparitiei unor avarii majore.

Tot datorita tensiunilor electromotoare induse, furtunile electromagnetice puternice pot avea efecte distructive asupra conductelor de transport a gazului metan si a lichidelor petroliere. Descarcarile electrice necontrolate si coroziunea electrochimica in zonele de cuplaj a conductelor pot avea efecte catastrofale.

Perturbari ale traficului aerian, prin intreruperi ale comunicatiilor radio sau prin dereglarea . echipamentelor destinate navigatiei.

Nici efectele biologice, ce pot afecta comportamentul sau chiar sanatatea organismelor vii nu sunt de neglijat.

Importanta studierii “vremii spatiale” si a emiterii de prognoze in acest domeniu

In urma cu 151 de ani, in 1 septembrie 1859, o puternica furtuna electromagnetica a afectat liniile de telegraf si a provocat aurore boreale atat de intense incat la lumina lor rosie sau verde se puteau citi ziarele. Fenomenul a ramas in istorie sub denumirea "Carrington Event". Un raport recent al Academiei de Stiinte al Statelor Unite arata ca o furtuna similara ar produce societatii noastre ultratehnologizate pagube de peste 1000 de miliarde de dolari. Pentru refacerea completa a infrastructurii high-tech, in urma unui astfel de eveniment, se estimeaza un necesar de 4 pana la 10 ani. Pentru comparatie, pagubele produse de uraganul Katrina au fost evaluate la valori intre 80 si 125 miliarde de dolari.

Furtunile electromagnetice puternice pot avea efecte dezastruoase asupra echipamente lor de telecomunicaţii şi de navigatie sau asupra aeronavelor aflate în zbor. Deasemenea, variatiile mari ale campului magnetic pot induce în liniile de inaltă tensi une 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 intr-o mare parte a Statelor Unite si in sudul Canadei, timp de aproape nouă ore. Pagube serioase apar si datorita curentilor indusi in conductele lungi de transport a petrolului sau a gazelor naturale, provocand deteriorari sau chiar explozii.Furtunile electromagnetice acţioneaza nefast si asupra organismului uma n. 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 şi a presiunii arteriale.

Soarele este cea mai apropiata stea

Pentru Pamant, Soarele este cea mai apropiata stea. Imensa energie pe care o degaja si care, in parte, ajunge si pe Pamant, constituie un factor determinant in fenomenele fizice ce se desfasoara in atmosfera terestra.Radiatia solara acopera aproape intreg spectrul undelor electromagnetice, avand un maxim in zona spectrului vizibil. Iata cateva date semnificative:

Distanta medie de la Pamant la Soare:149.597.871 km (aceasta distanta este des utilizata in astronomie si se numeste “unitate astronomica”sau prescurtat 1AU ). Lumina strabate aceasta distanta in 499 secunde.

Diametrul Soarelui este de 1.392.000km si este de aproximativ 109 ori mai mare decat diametrul Pamantului.

Soarele se roteste ca un fluid, avand viteza unghulara mai mare la ecuator si mai mica la poli. Perioada de rotatie a Soarelui la Ecuator este de aproximatin 25.5 zile iar la poli depaseste 30 de zile.

Masa Soarelui este de 1.99x10exp 30 kg., de 332.900 ori mai mare decat masa Pamantului.

Energia medie generata de Soare si captata de Pamant, pe fiecare metru patrat si in fiecare secunda este de 1370J, adica o putere medie de 173 milioane de gigawatt pentru intreaga planeta.

Soarele este o stea variabila, avand o succesiune de periode de activitate intensa si perioade de acalmie.Aceasta ciclicitate este de aproximativ 11ani, urmatorul maxim al activitatii solare fiind in 2013, luna mai, conform estimarilor NASA .

Intensificarea activitatii solare se manifesta prin aparitia petelor solare si a eruptiilor solare .

Petele solare pot avea diametre de zeci de mii de kilometri. Petele solare indica zone cu temperatura mai redusa decat cea a zonelor invecinate. In aceste zone, campurile magnetice deosebit de intense franeaza miscarea de convectie a materiei dinspre interior spre exterior. Dar tot aceste pete indica zone in care se acumuleaza energie si unde declansarea unei eruptii solare este foarte probabila. Numarul de pete este strans legat de activitatea solara, fiind cu atat mai mare cu cat activitatea solara este mai intensa.

Suprafata Soarelui sau fotosfera este inconjurata de coroana solara. Aceasta poate fi pusa in evidenta in timpul eclipselor totale de Soare sau cu instrumente optice ce pot crea “eclipse artificiale”. Coroana solara este formata din particule cu energii inalte, temperatura coroanei solare fiind mai mare decat a suprafetei Soarelui (fotosfera). O parte din aceste particule ajung in heliosfera si prin intermediul “vantului solar” vor strabate distante imense, ajungand chiar si in afara Sistemului Solar.

In foto dreapta: o eruptie solara intensa in 2003 (credit NASA)

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. În zonele polare, unde campul magnetic se intensifica şi liniile de camp sunt deschise, multi electroni de mare energie patrund pana la altitudini de ordinul a 100km unde interactioneaza cu moleculele de gaz diu atmosfera mai putin rarefiata, printr-un mecanism de excitatre-dezexcitare ce duce la eliberarea unor cantitati mari de fotoni. Acest fenomen se intensifica în 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 zonă spatială destul de restransa. Dacă furtuna electromagnetica este foarte intensa, aurora polara poate sa apara chiar şi la latitudini mai mici, cum s-a observat în data de 15 iulie 2000 în sudul Franţei.

Concluzie

Activitatea solara este un factor determinant in evolutia "vremii spatiale". Atenta analiza a ciclurilor solare, supravegherea in timp real a evolutiei petelor solare si a eruptiilor puternice va permite prognozarea in timp util a unor fenomene catastrofale. Prin masuri de protectie adecvate se vor putea diminua pagubele ce pot fi provocate echipamentelor de telecomunicatii, a celor destinate transportului de energie electrica, a gzelor naturale sau a produselor petroliere.

Asa cum am aratat in prima parte a articolului, "vremea spatiala" este influentata si de alte fenomene ce se desfasoara la scara cosmica. Dar acest subiect il voi dezvolta intr-un alt articol...

INTERNET ORIUNDE, ORICAND

Romania este o tara in care gasesti toate formele de relief. Acoperirea cu servicii de telecomunicatii a intregului teritoriu al tarii nu este o problema simpla. In Delta si Lunca Dunarii infrastructura existanta si densitatea populatiei nu justifica investitii mari pentru retele terestre. Aceeasi problema apare si in zona montana, unde exista suprafete intinse in care lipsesc chiar si serviciile de telefonie mobila. Cum se poate asigura accesul la internet in aceste zone?

Internetul, o necesitate cotidiana

In ultimul timp, internetul a patruns adanc in viata noastra cotidiana. Asa cum azi este de neconceput ca unei persoane active sa-i lipseasca telefonul mobil, cei ce utilizeaza calculatorul au permanent nevoie de o conexiune la internet. Pentru simpla corespondenta electronica sau pentru orice activitati ce nu necesta un trafic intens, serviciile de telefonie mobila au rezolvat problema in zonele lor de acoperire. In marile aglomerari urbane se asigura chiar si o conectiune 3G, ce permite un trafic mult mai intens. Dar ce solutie imediata poate gasi cineva care are nevoie de trafic intens intr-o zona in care nu este acoperire 3G sau lipseste total serviciul unei retele mobile? Ce solutie poate gasi cel ce are un sediu de firma izolat in munti sau in Delta Dunarii? Retelele de telecomunicatii prin sateliti pot rezolva problema.

Accesul la Internet poate fi asigurat prin retele satelitare

In acest articol va voi prezenta una din variantele cele mai utilizate:
asigurarea unei cai de acces la internet printr-o legatura duplex cu un satelit geostationar al Pamantului, cu un echipament VSAT (Very Small Aperture Terminal).
Echipamentul este format dintr-o antena parabolica in focarul careia se gaseste un bloc de emisie-receptie in banda Ku (11-15GHz), avand frecventa de emisie diferita de cea de receptie. In ultimul timp, au aparut terminale ce au frecvente de lucru in banda Ka ( 20-30GHz). Sistemul de modulatie utilizat (QPSK sau 8PSK), este unul ce permite un trafic intens de date si o buna protectie impotriva perturbatiilor electromagnetice.
Acest bloc de emisie-receptie este conectat printr-un cablu coaxial la un modem, ce are rolul de a modula semnalul de emisie si a demodula semnalul receptionat. Totodata, acest modem realizeaza criptarea datelor de emisie si decriptarea datelor de receptie, pentru a asigura o cat mai eficienta utilizare a spectrului radio alocat si securitatea liniei de transmisie. Un al treilea rol al modemului este de a "individualiza" terminalul (cine-l opereaza, unde se afla situat si ce pachete de date ii sunt destinate din multitudinea de date transmise din satelit). Modemul unitatii VSAT este conectat prin cablu UTP sau wireless la un calculator sau la o retea de calculatoare.

Arhitectura retelei de Internet asigurata de un satelit geostationar

Arhitectura retelei internet prin satelit este reprezentata in figura alaturata. Conectarea la reteaua internet terestra este asigurata de NOC (Network Operations Center). Acest centru asigura si interconectarea intre doua echipamente VSAT, optimizeaza traficul, valideaza sau invalideaza terminalele din retea, verifica parametrii de calitate ai transmisiilor de date, etc. Pentru a se realiza de exempu, o legatura VPN (Virtual Private Network) intre doua echipamente VSAT, este necesar ca pachetele de date emise de un VSAT sa fie receptionate de un satelit geostationar iar de acolo sa fie transmise catre NOC (care este dotat cu parabole de dimensiuni mari pentru a asigura caliatea transmisiei, indiferent de conditiile meteo). NOC-ul prelucreaza pachetele de date ce urmeaza a fi retransmise, prin intermediul satelitului, spre VSAT-ul destinatar.
Daca se doreste conectarea terminalului VSAT la un server conectat direct, la o retea terestra de internet, tot NOC-ul asigura aceasta interconectare. Aceasta tehnologie asigura un inalt nivel de securitate, ata din punct de vedere al confidentialitatii informatiilor transmise, cat si la o foarte buna protectie impotriva virusilor informatici. Singurul inconvenient al acestui gen de servicii de date transmise prin satelit este timpul fizic necesar pentru ca unda radio purtatoare a informatiei sa ajunga la un satelit geostationar, apoi de acolo la NOC, de unde informatia solicitata revine pe acelesi drum. Orbita geostationara se afla la aproximativ 36000Km, iar aceasta distanta trebuie parcursa de 4 ori. Deci, in mod inerent, ping-ul conexiunii este de minim 0.48 secunde. In schimb vitezele de trafic sunt foarte mari si...garantate.
Acest gen de echipamente sunt utilizate si pe platforme maritime sau pe insule izolate din largul marilor sau oceanelor unde asigurarea unei cai de comunicatii de banda larga poate fi vitala.
Un astfel de echipament (pe care l-am instalat personal) permite ca un grup de chirurgi veterinari din Israel sa asiste si sa sprijine activ si in timp real operatiile ce se fac la o ferma de vaci din Dobrogea. Deasemenea, multe cabane au reusit sa obtina "o margareta in plus" pentru ca a rezolvat in acest mod conexiunea la internet.

Romania se pregateste sa adere la CERN

Romania se pregateste sa adere la CERN, un organism stiintific european infiintat in urma cu aproape saizeci de ani. Cam tarziu, dar mai bine mai tarziu decat niciodata. Intr-un articol din Vox Publica , Mircea Pentia subliniaza importanta semnarii de catre Romania a unui acord de preaderare la CERN. Poate ca stirea putea fi publicata pe paginile intai ale ziarelor din Romania, ca un eveniment de importanta deosebita, dar... Dezvoltarea exploziva a cailor de comunicare mass-media din ultimii 20 de ani a favorizat si in tara noastra poluarea informationala, umpland o naturala "sete de cunoastere" cu multe vorbe goale ce nu transmit de fapt...nimic. Multe din articole postate pe pagina intai a unor publicatii (si nu numai romanesti) daca le treci printr-un "ciur valoric" ramai in final cu sacul gol. Nu ziaristii sunt de vina, ei doar redacteaza informatiile primite, iar daca doar actorii politici, rapsozii sau manelistii stiu sa se faca auziti, nu ziaristii sunt de vina. Cei ce considera ca fac ceva important sau pot comunica presei informatii de valoare, trebuie sa "sune din goarna" pentru a-si anunta prezenta. Eu cred ca in acest mod poate fi educat "gustul informational" al telespectatorilor, al cititorilor sau al ascultatorilor, ajungand, incet-incet ca informatii valoroase sa-si faca loc in prima pagina a ziarelor.

DIN NOU, PROIECTUL MARISEL

In foto: Vedere partiala a Observatorului Astronomic aflat in constructie. In plan indepartat se vede antena Patriot de 3,8m diametru.

Pe scurt:

Cu zeci de ani in urma fiind la liceu, in pauze si dupa ore, discutam mereu cu colegii mei despre “fenomenele ciudate din Padurea Baciu”, OZN-uri,“efectul de piramida”, sau nemarginirea Universului. Acum, dupa mai bine de treizeci de ani, impreuna cu Tavi, ce mi-a fost coleg de liceu, de facultate si acum, de servici, am pornit o lupta cu timpul si cu…banii. Incercam sa punem bazele unui centru de initiere in comunicatii spatiale, astronomie si radioastronomie in localitatea Marisel din judetul Cluj, la peste 1100m altitudine.

Cateva cuvinte despre invatamant si educatie

Putem spune ca o societate se afla in progres daca un copil care se naste va deveni mai frumos, mai sanatos si mai educat decat parintii sai.
Multi dintre noi cauta sa transforme un ideal in realitate insa foarte putini reusesc. Cu zeci de ani in urma fiind la liceu, in pauze si dupa ore, discutam mereu despre “fenomenele ciudate din Padurea Baciu”(pe unde am umblat si noaptea facand sute de poze), OZN-uri, “efectul de piramida”, sau nemarginirea Universului. Eram atunci un grup de tineri care credeau ca vor gasi raspuns la toate intrebarile stiintei…si unii au devenit profesori universitari, doctori in stiinte, conducatori de facultati renumite in tara sau strainatate. Am studiat in liceu spectroscopie, defectoscopie nedistructiva, tehnica vidului,electronica industriala, tehnici de ecranare a surselor radioactive si multe altele. Faceam practica si laboratoare la Institutul de Tehnologii Izotopice si Moleculare din Cluj, indrumati de cercetatori a caror valoare era recunoscuta la nivel international

Se vorbeste acum ca programa scolara e incarcata. Cu ce e incarcata programa scolara si trebuie redusa? De ce nu se pot face niste “scurt-circuite” intre elevii pasionati de stiinta si centrele de cercetare (cate au mai ramas in tara) in asa fel incat sa pregatim asa cum trebuie generatia de maine? Acum de ce nu se poate? Vor spune unii ca net-ul rezolva tot. Gresit! O mana reala intinsa de cei mai in varsta catre cei tineri nu poate fi inlocuita de nici un sait, poate fi chiar si cel al lui NASA!

De ce am initiat proiectul Marisel?

In primul rand, firma BITNET a participat de multi ani (si sper sa mai participe si in anii care vor veni) la licitatii pentru atribuirea unor proiecte de cercetare stiintifica. Cu toate ca suntem o mica firma privata si avem un numar restrans de specialisti, rezultatele lucrarilor noastre au fost bine apreciate in tara si strainatate, fiind invitati in mod frecvent sa participam cu lucrari sau alte prezentari la diverse manifestari stiintifice din domeniu. Printre altele, suntem in evidenta NATO-Research and Technology Organization (NATO-RTO) ca specialisti in domeniul comunicatiilor spatiale si supravegherea adanca a spatiului extraatmosferic. Pentru a putea face cercetare in acest domeniu, in adevaratul sens al cuvantului, este bine sa dispui de o baza proprie , ferita de poluare luminoasa si electromagnetica. Deasemenea ea trebuie sa fie capabila sa gazduiasca senzori sensibili si echipamente optice performante iar accesul sa se poata face in tot timpul anului si pe orice vreme.

In al doilea rand vreau sa realizam un centru de supraveghere si analiza a spectrului electromagnetic de ultra joasa frecventa, pentru a crea conditiile necesare cercatarilor aferente unei tezei de doctorat in cadrul Universitatii Tehnice din Cluj (fostul Institut Politehnic Cluj-Napoca).

In al treilea rand, speram sa putem pune bazele unui observator astronomic performant, iar daca ne grabim, va fi cel mai “inalt” observator astronomic din Romania (1120m altitudine)

In al patrulea rand speram sa punem bazele unei “Scoli de vara” specializata pe astronomie, comunicatii spatiale si radioastronomie.

Acestea a fost motivele pentru care, impreuna cu Tavi, ce mi-a fost coleg de liceu, de facultate si acum, de servici, am pornit o lupta cu timpul si cu…banii. Tavi si-a pus firma si resursele ei financiare “la bataie” pentru a reusi sa dezvoltam acest proiect. Avem in Marisel doua terenuri alaturate a caror suprafata totala este de 4000mp. Avem si multe discutii cu sotiile noastre privind destinatia lor, din cauza “sarmelor” intinse si a parabolele ce nu receptioneaza programe Tv , dar “polueaza “ vizual peisajul idilic.

In ce stadiu ne aflam acum cu proiectul?

A mai trecut un an si suntem in plina iarna, o iarna adevarata ce ne face sa ne intrebam daca "incalzirea globala" se manifesta de fapt printr-o "generala racire locala".
Anul trecut a fost un an sarac, iar anul acesta pare la fel. Vom incerca totusi sa dezvoltam in continuare partea de senzori destinati spectrului radio. Lansarea rachetei Vega de catre ESA s-a amanat din nou, asa ca satelitul romanesc Goliat va mai ramane o perioada pe Pamant. Aceasta amanare imi va da timpul necesar ca sa dezvolt sistemul de senzori aferent undelor electromagnetice de foarte joasa frecventa. Cu toate ca terenul pare destul de mare (4000 mp), cand incepi sa-l acoperi cu antene de toate formele si marimile, trebuie sa te gandesti bine, luand in calcul si dezvoltarile ulterioare. Din cupola observatorului trebuie sa vezi cat mai mult din bolta cereasca. Parabolele si celelalte antene directive trebuie deasemenea sa aiba o cat mai buna vizibilitate iar cele de foarte joasa frecventa trebuie sa fie distantate unele de altele pentru a nu se perturba reciproc. Asa ca am facut o inventariere a echipamentelor, a constructiilor existente si a celor ce sper sa le putem executa si instala in acest an si am incercat sa le plasez pe plansa, respectand conditiile necesare unei exploatari corespunzatoare. Avem amplasate, fara a fi finalizata instalarea lor, urmatoarele:

• Anexa gospodareasca formata dintr-o incapere de 14mp si o terasa neacoperita de 24mp.
• Shelterul pe care este amplasata cupola telescopului, format din doua incaperi de cate 12mp fiecare : cea de sub cupola (camera rece) si cea care va adaposti echipamentele electronice aferente functionarii observatorului (camera calda).
• Parabola Patriot de 3,8m cu montura azimut/elevatie controlata de microcontroler si destinata domeniului de frecvente 3,5GHz-13GHz.
• Parabola mesh de 3m cu pozitionate automata H-H (horizon to horizon) destinata urmaririi si comunicarii in banda de 2,4GHz cu satelitii LEO

• Sistemul de antene cu pozitionare “Horizon to Horizon“ pentru comunicarea cu satelitii LEO in benzile de 144MHz si 432MHz

Urmeaza sa instalam urmatoarele echipamente:

• Sistemul de antene cu pozitionare “Horizon to Horizon“ pentru comunicarea cu satelitii LEO in benzile de 144MHz si 432MHz

• Senzorul optic pe care-l vom folosi in cadrul Proiectului LEOSCOPE
• Senzorul pentru monitorizarea componentelor Bx, By si Bz ale campurilor electromagnetice de ultra joasa frecventa
• Senzorul destinat monitorizarii componentei verticale a campului electric al undelor de ultra joasa frecventa.
• Senzorul de camp electric destinat monitorizarii fenomenului de rezonanta Schumann.
• Parabola cu montura “Horizon-to-Horizon” si pozitionare automata, de 4m, destinata radioastronomiei in benzile de 1,4GHz-1,7GHz si 4,6GHz-5,1GHz. Vrem deasemenea sa construim o sala de conferinte ce poate adaposti 14-15 persoane.

Pentru cei care doresc sa afle cum am amplasat pe plansa echipamentele existente si cele care urmeaza sa le instalam, dati click pe imaginea de mai sus . Planul topografic la scara de 1:500 l-am modificat si completat pentru a reda o imagine de ansamblu a bazei noastre de cercetare. Mazgaliturile colorate imi apartin.

Ce va urma?

S-a anuntat o noua amanare a lansarii rachetei europene Vega ce urmeaza, printre altele, sa plaseze pe o orbita circumterestra primul satelit artificial Romanesc, construit in cadrul proiectului Goliat. Daca aceasta lansare se va face peste un an, dupa cum am fost anuntati, la inceputul anului viitor vom intra la “proba practica”, deoarece pana acum am facut teste pe satelitii altor organizatii.

Mai tanarul meu coleg Vlad, a fost admis la Scoala Doctorala a Universitatii Tehnice Cluj cu o tema de cercetare legata de comunicatiile cu sateliti de joasa altitudine (LEO)

Urmez si eu aceeasi Scoala Doctorala, la “old boys”, cu o tema legata de transmiterea informatiei prin unde electromagnetice de ultra joasa frecventa, deci fac zilnic sarituri peste intreg spectrul undelor radio.

Avem in derulare mai multe contracte de cercetare, dar deconturile de cheltuieli se fac greoi si cu intarziere asa ca am redus si noi motoarele si ne-am concentrat fortele si resursele pe ceea ce am considerat mai important. Avem solicitari de colaborare cu institute si organizatii din strainatate, carora speram sa le dam curs. Dar cat de mult ne vom putea implica in aceste colabarari depinde in mare masura de veniturile pe care le vom putea obtine din activitatile noastre comerciale curente si de alte surse de finantare pe care speram sa le atragem in acest an si in anii care urmeaza in proiectele noastre de cercetare.

Paul Dolea

Cluj-Napoca, febr.2010

P.S. O prima varianta a acestui articol a fost publicata in Stiinta.info unde a generat un interesant dialog cu cititorii publicatiei. Puteti citi articolul si comentariile accesand acest link:

Puteti deasemenea citi articolul de mai sus si comentariile aferente in publicatia stiintaazi.ro

Romania de azi si misterul flacarii violet (pamflet...pseudostiintific)

In imagine: descarcari electrice obtinute cu ajutorul unor bobine "Tesla"(www. darkroastedblend.com)

Romania de azi si misterul flacarii violet

In ultimele zile, expresia “flacara violeta” a avut un impact mediatic de neimaginat. In general, cei ce poseda notiuni de baza de fizica sau chimie stiu  de ce o flacara este rosie, portocalie, galbena , verde, albastra sau de ce nu, violeta. Iata ca acum, aceasta expresie este repetata si interpretata in fel si chip de multe persoane care se cred sau chiar au si ajuns, personalitati.     

Pentru ca pe mine ma intereseaza in primul rand fizica si de-abia in al doilea rand metafizica,  si stiu ca acesti termeni se refera la activitati destul de diferite, voi incerca sa explic pe scurt de ce o flacara este rosie, portocalie, albastra , sau chiar violeta.

Una din metodele fizice de baza utilizate pentru a determina compusii unei substante este asa-numita “analiza in flacara”. Cum se face aceasta analiza? Se ia o proba din substanta necunoscuta si se introduce in zona cea mai fierbinte a unei flacari. Flacara este de fapt formata din plasma, adica un amestec de electroni , ioni si molecule neutre , dar care au energie foarte mare. Atomii substantei necunoscute vor primi energie datorita interactiunii cu particulele constituente ale plasmei  si o parte din electroni vor ajunge intr-o stare excitata, de energie inalta, dar instabila. Revenirea acestor electroni pe un nivel energetic stabil este insotita de emisia unei radiatii electromagnetice de o anumita frecventa. Aceasta frecventa depinde de atomii substantei necunoscute si este          cu atat mai mare, cu cat “saltul energetic” este mai mare. Si pentru cei care nu stiu, voi spune aici (citandu-l pe Planck) ca o cuanta de “lumina rosie” are energie mai mica decat una de culoare portocalie, galbena, verde, albastra sau violeta (in aceasta ordine crescatoare din punct de vedere energetic) . Iar culoarea flacarii depinde de substata analizata prin aceasta metoda. Astfel, calciul coloreaza flacara in rosu, , sodiul in galben, fierul produce o flacara galben-aurie, cuprul coloreaza flacara in verde, plumbul in albastru iar potasiul o coloreaza in violet. Si iata cum am gasit o firava legatura intre fizica si …metafizica.

Ascunse ramanand pentru multi dintre noi “meandrele concretului”, ma voi agata putin de “metafizica”, incercand sa-i deformez   aspectul si s-o imping,                usor-usor, spre fizica.

Am avut nu demult alegeri prezidentiale si rezultatele scrutinului au desemnat un nou presedinte de tara. “Alea iacta est “  dar      “vox populi, vox dei” (sper ca nu va inchipuiti ca         v-am injurat intr-o limba necunoscuta). Am afirmat mai sus ca in acest articol voi incerca sa imping metafizica spre o stiinta exacta . Voi incerca de asemenea sa explic de ce cred unii politicieni ca sunt manipulati cu campuri necunoscute si pot  fi   determinati sa   ia  decizii contrare vointei lor.

Se stie ca prin retelele neuronale ale corpului    uman trec impulsuri electrice, controland si influentand functionarea intregului organism.   Aceste impulsuri genereaza unde electromagnetice de foarte joasa frecventa care pot fi puse in evidenta. In mod cert, un camp perturbator poate influenta negativ functionarea creierului si chiar a intregului organism.  De multe ori am intalnit persoane ce s-au plans de migrene, ameteli sau stari de neliniste inaintea sau in timpul unor furtuni cu dese descaracari electrice. O posibila explicatie ar putea fi chiar perturbarea impulsurilor neuronale de catre campurile electromagnetice din timpul furtunii. O diminuare a efectelor poate fi obtinuta prin ecranare, cu ajutorul unor suprafete conductoare. Dar la joasa frecventa ecranarea este extrem de dificila .

Eu nu cred ca in viata politica s-a ajuns la utilizarea unor tehnici subversive bazate pe campuri electromagnetice de foarte joasa frecventa.  Pe de alta parte, un astfel de camp nu poate selecta tintele actionand doar asupra anumitor indivizi. Cei care au notiuni de baza referitore la campurile electromagnetice se pot gandi la uti   lizarea unor “spire in scurt-circuit” sau alt gen de protectii metalice, care pot diminua sau chiar anihila campurile perturbatoare. Eu cred    ca obiceiul stramosilor de a purta lanturi si bratari de aur sau de argint, are pe undeva o motivatie stiintifica. Poate ca in vechime, regii si imparatii (fara sa stie de ce ) purtau coroane de aur ca pe niste spire in scurt-circuit asezate la nivelul creierului, pentru a putea gandi liber, neperturbat . Multe lacase de cult sunt acoperite de cupole groase de cupru, ca niste adevarate    ecrane  protectoare.

Dar nu am vazut nici un candidat care sa poarte pe cap ceva asemanator care sa-l apere de perturbatii si sa-l avantajeze. Si sper sa nu vedem,    la viitoare mitinguri electorale, alegatori      purtand turbane impletite din cablu UTP iar cei din prezidiu, jobene facute din galeti de tabla zincata.

Post scriptum:

In urma unui comentariu foarte interesant la articol, in revista Stiinta.info mi-am dat seama ca ar trebui sa mai aduc cateva completari:

Pentru ca chiar fenomenul de dezexcitare a electronilor sa poata crea un camp puternic, ar trebui ca foarte multi electroni sa se dezexcite in acelas moment (precum la LASER) iar in flacara este foarte multa dezordine... Dar cel mai sensibil receptor de unde electromagnetice pe care-l are corpul uman sunt ochii, care mai au si o foarte mare selectivitate, putand sa faca analize spectrale calitative mult mai performante decat multe spectrometre de laborator. Se cunosc efectele psihologice ale diverselor culori, nuantele de verde spre albastu calmeaza, nuantele de rosu, portocaliu, galben, agita, nuantele cenusii-intunecate deprima... Iar daca o anumita lungime de unda din zona violet a spectrului vizibil are o influenta extrem de puternica, este foarte posibil si chiar ar merita verificat.

In urma unei atentionari din partea d-lui Sergiu Sima si caruia ii multumesc si pe aceasta cale, am verificat si corectat informatiile din articol referitoare la culorile diverselor substante supuse analizei in flacara. Culoarea albastru-violet este produsa de potasiu, nu de crom cum credeam eu... Puteti gasi un tabel cu diverse elemente chimice si culorile lor in flacara aici.

Cerul noptii la inceput de saptamana

Cerul noptii 28 februarie-01 martie 2010 vazut din Cluj si zonele invecinate (dati click pentru a o mari)

Multumesc si pe aceasta cale d-lui Chris Peat de la Heavens-Above GmbH, ce intretine o parte din paginile web ale Agentiei Spatiale a Germaniei (DLR) pentru acordul de a utiliza unele date de pe paginile lor web, in blogul meu.Conform predictiilor Agentiei Spatiale a Germaniei, (DLR) cerul noptii vazut din Cluj in data de 01 martie 2010 ora 00:01:00 arata ca in imaginea de mai sus. Atentie! punctele cardinale sunt corespunzatoare doar daca "tineti" harta deasupra capului si priviti spre ea in sus.

Asteroidul 2010AL30

In imaginea de mai sus se poate vedea orbita asteroidului 2010AL30 si orbitele planetelor Mercur, Venus, Pamant si Marte precum si pozitiile lor in data de 13 ianuarie 2010. (credit:JPL Small-Body Database). (Pentru a vedea detalii, dati click pe imagine)

Conform NASA, asteroidul 2010AL30 trece foarte aproape de Terra, azi, 13ianuarie 2010. Distanta minima dintre Pamant si asteroid, la aceasta trecere este de 0.0008624AU (unitati astronomice) 1 AU= 149 598 000 km si reprezinta distanta medie dintre Pamant si Soare. Facand un calcul simplu, distanta minima estimata este de aproximativ 129000km. Amintesc aici ca satelitii geostationari de televiziune se afla la aproximativ 36000Km de suprafata Oceanului Planetar.Viteza relativa a asteroidului in raport cu Pamantul la aceasta trecere este de aproximativ 10km/s. In imaginea de mai sus se poate observa desenata cu alb orbita Pamantului si in doua culori, albastru inchis si albastru deschis, orbita asteroidului 2010AL30. Mai multe detalii gasiti accesand baza de date :JPL Small-Body Database (NASA)

Alte informatii:

Asteroidul a fost descoperit in data de 10 ianuarie 2010 de Lincoln Laboratory ETS din New Mexico, prin metode radar. El face parte din categoria obiectelor mici, avand diametrul estimat intre 11m si 25m.

99942 Apophis si efortul concertat al cercetatorilor de diminuare a pericolelor catastrofale pentru actuala civilizatie

La nivel mondial se desfasoara mai multe proiecte de monitorizare a obiectelor spatiale ce pot pune in pericol Pamantul, asa numitele NEO (Near_Earth Objects) Au fost create mai multe scale pentru a caracteriza astfel de obiecte ceresti, din punct de vedere al pericolului pe care-l reprezinta pentru umanitate, cum este "Torino Scale" sau "Palermo Scale".Aceste scari de risc reflecta probabilitatea coliziunii si amploarea distrugerilor posibile in urma unui astfel de eveniment.La aceste proiecte participa Agentii Spatiale, colective de astronomi (inclusiv din Romania),si cercetatori si baze de cercetare militare din intreaga lume. Deoarece aceste obiecte nu emit unde radio, ele pot fi supravegheate doar cu metode radar sau de detectie optica extrem de dificila si care necesita prelucrarea unor imense baze de date. La conferintele internationale dedicate supravegherii optice a spatiului extraatmosferic, este acordata o importanta deosebita detectarii optice si predictiilor legate de acest gen de obiecte periculoase.Unul dintre proiectele romanesti de cercetare din domeniul Spatiu si securitate incearca sa puna la punct o metode de detectare optica si prelucrare computerizata a datelor obtinute, pentru punerea in evidenta a unor astfel de corpuri ceresti. Proiectul a fost prezentat in "abstract" la a X-a conferinta internationala AMOS ( Advanced Maui Optical Space Surveillance Techologies Conference) desfasurata in septembrie 2009 la Maui, Hawaii.Acelasi grup de cercetatori a fost invitat sa participe si la un proiect international de supraveghere optica a NEO, prin utilizarea unor sateliti artificiali ai Pamantului. Actualele predictii ale NASA referitoare la corpurile ceresti catalogate, deci cunoscute, sunt linistitoare pentru urmatorii zeci de ani. Dar exista posibilitatea aparitiei unor obiecte ce nu au fost pana acum detectate si catalogate. De aceea detectarea din timp a unor astfel de pericole este extrem de importanta. Posibilitatile actuale de distrugere sau deviere a lor de la traiectoria actuala sunt discutabile, mai ales ca orice eroare poate avea efecte catastrofale. Parerea mea este ca varianta de risc minim este "spargerea" unor astfel de obiecte in fragmente mici care, chiar daca ajung in atmosfera, vor arde ca micii meteoriti.Poate ca astfel armele nucleare sa fie folosite pentru prima data, in folosul omenirii. Dar pentru a putea pune in practica o astfel de metoda, mai avem nevoie de cercetari in domeniu care sa aduca progresul tehnologic asteptat. Este adevarat ca "Multe flori sunt, dar putine/Rod în lume o sa poarte"...Dar tocmai de aceea, in statele dezvoltate, sunt finantate multe proiecte legate de aceasta tema. Sa speram ca, in pofida crizei ce inca se mai simte la nivel mondial se vor mai gasi cativa arginti pentru acest gen de cercetare stiintifica.

P.S. Revenind la asteroidul Apophis, pe una din paginile NASA dedicate acestui asteroid (vezi linkul de la finele paragrafului), veti putea urmati o simulare JAVA a pozitiei in timp a acestui asteroid si de unde se poate deduce ca este putin probabil ca intr-un viitor apropiat sa aiba loc o coliziune cu Pamantul (conform JPL Small-Body Database )

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