Whistlers
Algemeen: Whistlers zijn radiosignalen die in het audio-gebied liggen (VLF-golven). Ze ontstaan door radiogolven, die geproduceerd worden door bliksemontladingen. Deze golven maken een lange refs door de ruimte langs de magnetische krachtlijnen van de aarde. Tengevolge van de dispersie die optreedt in de ionosfeer worden de langere golven het meest vertraagd. Dit veroorzaakt een fluittoon of whistler in het registrerende ontvangsttoestel. Deze whistlers verstrekken ons gegevens over de toestand van de ionosfeer, elektronendichtheid in de ruimte en zonne-aktiviteit.
Geschiedenis: De eerste whistlers zijn gehoord in de tijd van de telegraaf, omstreeks 1850. Omdat men nog geen last had van de door de mens veroorzaakte storingen, zoals auto's, 50 Hz brom, zenders enz., kon men tijdens een telefoongesprek diverse kraakstoringen, fluittoontjes en andere onverklaarbare geluiden horen. Eerst wist men geen raad met deze geluiden en er werd zelfs gesproken over signalen van Mars en zelfs over vliegende schotels! Tegenwoordig weten we dat de signalen van aardse oorsprong zijn en ons van nut kunnen zijn, omdat ze informatie bevatten over de elektronendichtheid, zonne-aktiviteit enz.
'Tweeks': Vele whistlers maken een geluid als een schakelklik, die Atmospherics of kortweg Spherics genoemd worden. Ze worden veroorzaakt door onweersbuien die zich op vele duizenden kilometers afstand kunnen bevinden. Als de radiogolven van een spheric vele malen weerkaatst worden tussen de aarde en de ionosfeer, wanneer deze een hoog reflekterend vermogen heeft, dan zijn ze te horen als een sjirpend geluid en worden Tweeks genoemd.
Whistlers, die zich voordoen als echte fluittonen, worden veroorzaakt door een krachtige stoot van elektromagnetische golven in het VLF-gebied, ten gevolge van bliksemontladingen.
Deze golven reizen door de ionosfeer been, langs de magnetische krachtlijnen van de aarde en buigen weer naar de aarde toe, waar men het signaal kan opvangen. Ten gevolge van de dispersie in de hogere lagen van de dampkring worden de langere golven van het signaal het meest vertraagd, wat een dalende toon tot gevolg heeft. (Fig. 1 en 2) Tijdens een zonnevlekken maximum is de dispersie hoger dan tijdens een minimum.
Fig. 1.
Fig. 2.
Whistlers zijn te verdelen in twee soorten: Ten eerste de korte whistlers. Deze ontstaat ten gevolge van een bliksemontlading op het zuidelijk halfrond (Fig. 3). Op de tweede plaats de lange whistlers. Deze ontstaat na een ontlading op het noordelijk halfrond. De radiogolf reist dan helemaal naar het zuidelijk halfrond en kaatst weer terug. Hij passeert dan meerdere malen de ionosfeer en de dispersie is daardoor groter, vandaar dat de whistler Langer duurt, ong. 2 sec. (fig. 4).
Fig. 3 - Korte whistler.
Fig. 4 - Lange whistler.
Men hoort Whistlers beter 's avonds en 's nachts dan overdag. Dit is te wijten aan de absorptie in de D-laag, die overdag wordt gevormd door de zon, en die de signalen verzwakt. Het is ook interessant te vermelden dat er satellieten rond de aarde draaien, die whistlers waarnemen en gegevens hierover naar de aarde sturen (satelliet LOFTI-1). Men stuurt dan vanaf de aarde een puls van bijv. 18 kHz naar de satelliet.
Deze puls komt dan bij de satelliet aan als een fluittoontje. In de satelliet wordt dit toontje op een draaggolf van hoge frequentie weer naar de aarde gezonden, waar men het signaal ontleedt.
Het aantrekkelijke voor de amateur is dat Whistlers met zeer eenvoudige apparatuur zijn te ontvangen. Omdat de radiogolven in het audio-gebied liggen heeft men geen afstemkringen of MF- en HF-kringen nodig. Een doodsimpele LF-versterker is al voldoende, mits de ingang weinig ruis produceert. Wij zelf gebruiken een 3-transistor versterkertje, voorzien van een pi-filter dat alle frequenties boven 20 kHz afsnijdt. De antenne bestaat uit een raam van 150 cm doorsnede, bewikkeld met 100 windingen koperdraad van 0,5 mm. (Fig. 5). Het voordeel van een raam-antenne is dat men eventuele storingsbronnen sterk kan verminderen, dankzij de richtingsgevoeligheid. Verder moet men altijd met batterijen werken, omdat transformatoren hinderlijke brom veroorzaken.
Fig. 5.
De eerste avond dat er met het ontvangertje werd gewerkt hoorden we tientallen korte en enkele Lange Whistlers. Een volgende stap is nu het omzetten van het geluidssignaal in een grafiek of op een oscilloscoop. Hierbij wordt gedacht aan een panoramische ontvanger. Resultaten van dit onderzoek zullen we in ieder geval altijd publiceren en ervaringen van lezers stellen we altijd zeer op prijs.
Literatuur
- Geofysika, Veldkamp
- Whistlers and related ionospheric phenomena, Stanford University Press 1965
T Vermeesch. Volkssterrenwacht Simon Stevin.