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Radioastronomia a scuola

E' possibile fare radioastronomia a scuola? In generale, le attività che molte scuole sviluppano in astronomia sono solitamente fatte con telescopi ottici in quanto gli strumenti per le altre bande dello spettro elettromagnetico sono ritenuti troppo costosi o difficili da usare. Questo, spesso, si traduce in singole visite serali con gli studenti presso gli osservatori pubblici e quindi non è possibile effettuare uno studio continuativo. Grazie ai radiotelescopi amatoriali è però possibile effettuare realmente radioastronomia a scuola in quanto, a differenza di un telescopio ottico, possono essere usati anche di giorno e quindi anche durante il normale orario di lezione!

 

Il radiotelescopio Spider230 installato presso il Museo del Balì (Saltara -PU) Radioastronomia a scuola: il radiotelescopio Spider230 installato presso il Museo del Balì (Saltara -PU)

 

Chiunque sia dotato di una parabola satellitare con un LNB e un SatFinder può puntare il Sole e verificare che emette onde radio. PrimaLuceLab ha però voluto creare un vero radiotelescopio completo con migliori prestazioni (quindi più risultati) e con una maggiore facilità d'uso. Infatti Spider230, grazie alla sua grande parabola, al preciso sistema di puntamento e alla maggiore stabilità e sensibilità dell'apparato ricevente prodotto da RadioAstroLab, è in grado di captare onde radio provenienti da più sorgenti dell'Universo. Inoltre, grazie al particolare sistema di controllo, può essere comandato in remoto. E' possibile quindi installarlo (protetto dalla cupola SHELL che va aperta durante l'uso dello strumento) in un'area libera, ad esempio un prato di fronte al laboratorio della scuola, e poi controllarlo dal computer posto all'interno.

 

Radioastronomia a scuola: il radiotelescopio Spider230 controllato a distanza Radioastronomia a scuola: il radiotelescopio Spider230 controllato a distanza con il software RadioUniverse

 

Le attività di radioastronomia a scuola sono molte e riguardano sia l'astronomia che la fisica. Un radiotelescopio amatoriale infatti consente non solo di captare le onde radio in arrivo dallo spazio ma anche di studiare come queste vengono generate nell'Universo e poi come vengono raccolte dallo strumento stesso. È così possibile unire i concetti di fisica delle onde elettromagnetiche a quello dei fenomeni astronomici che le generano. Anche se è più piccolo (ma per questo alla portata economica di molti!) di un radiotelescopio professionale, un radiotelescopio amatoriale può essere usato per dimostrare agli studenti che diversi oggetti dell'Universo emettono non solo luce visibile ma anche onde radio. Registrando dati sotto forma di transiti o radio-immagini, è poi possibile introdurre concetti di corpo nero per poi arrivare alla teoria dei quanti, dei fotoni e dei vari modelli atomici. Per dimostrare la legge dello spostamento di Wien, potete puntare il radiotelescopio verso una piastra che potrete riscaldare. Noterete che emette luce visibile attorno ai 700° ma che il radiotelescopio ne cattura già l'emissione radio a temperature molto inferiori.

 

Radioastronomia a scuola: la legge dello spostamento di Wien Radioastronomia a scuola: la legge dello spostamento di Wien

 

Il Sole è una sorgente di onde radio molto forte che può essere studiata anche con cielo coperto dalle nuvole. È quindi possibile integrare anche la fisica dell'atmosfera spiegando agli studenti perché le onde radio penetrano le nuvole mentre quelle del visibile ne vengono bloccate (o fortemente attenuate). Inoltre a volte il Sole si trova vicino a satelliti artificiali che inviano il segnale satellitare TV a terra e che sono visibili se si usa Spider230 con il ricevitore RAL10-C in banda Ku (11,2 GHz). È interessante fare studiare agli studenti un modo per identificarlo rispetto al segnale televisivo: introducendo i concetti di fisica di polarizzazione delle onde, potranno verificare che il segnale artificiale è polarizzato mentre quello del Sole non lo è. Potete quindi studiare i fenomeni che spiegano la nascita delle onde radio provenienti dal Sole e il perchè non sono polarizzate.

Anche gli oggetti intorno a noi emettono onde radio. Puntando ad esempio il radiotelescopio verso un palazzo vicino, sarà possibile notare l'aumento del valore di onde radio. Confrontando questo valore con quello rilevato puntando il Sole o la Luna sarà possibile determinare la temperatura superficiale della nostra stella o del nostro satellite naturale!

Grazie alla possibilità di calibrare il segnale, il software di controllo di Spider230 consente di monitorare l'emissione di una radio sorgente per lungo tempo. Ad esempio, puntando il Sole è possibile fare una misurazione al giorno per l'arco di tempo necessario a sua rivoluzione (circa 25 giorni) e quindi sarà possibile correlarlo con altri fenomeni come il numero di macchie solari visibili con un telescopio ottico (dotato di apposito filtro per protezione!).

 

Radioastronomia a scuola: il flusso solare a 10cm (da: Spaceweather.com) Radioastronomia a scuola: il flusso solare a 10cm (da: Spaceweather.com)

 

Infine, ricordiamo che il radiotelescopio utilizza una particolare radio, il ricevitore radioastronomico, che può essere utilizzato e analizzato per far comprendere agli studenti i fenomeni fisici legati alla generazione e alla cattura delle onde elettromagnetiche. Sarà possibile studiare come una corrente elettrica genera un'onda elettromagnetica e come una parabola consente di focalizzare e amplificare le onde radio.