Radioastronomie
Meteore zählen, die Milchstraße vermessen, die Sonne hören
Meteore werfen beim Verglühen ein Radarsignal zurück. Wasserstoffwolken verraten, wie schnell sich die Milchstraße dreht. Sonne und Jupiter senden Radiostürme. Wir bauen Empfangsstationen, binden frei zugängliche Teleskope an und machen aus den Rohdaten Auswertungen, mit denen Schulen, Sternwarten und Vereine arbeiten.
Für wen wir Radioastronomie bauen
Radiowellen kennen weder Wolken noch Tageslicht. Wer hinhört, beobachtet auch dann, wenn das optische Teleskop in der Kuppel bleibt.
Schulen und Schülerforschungszentren
Physik mit echten Messwerten: Dopplereffekt, Spektren, Rotationskurve der Milchstraße. Dazu Informatik mit Signalen, die tatsächlich aus dem All kommen.
Sternwarten und Planetarien
Programm bei bedecktem Himmel und am Tag. Ein Echo-Zähler im Foyer zeigt Besuchern live, wie viele Meteore gerade über Europa verglühen.
Vereine, Makerspaces und Funkamateure
Bauanleitungen, fertige Software-Abbilder und ein gemeinsames Stationsnetz, in dem jede neue Station die Daten aller anderen besser macht.
Gemeinden und Betriebe mit Funkstörung
Dieselbe Empfangstechnik findet auch irdische Störer: Wechselrichter, LED-Treiber und Netzteile, die Funk, Sprechfunk oder Messtechnik verrauschen.
Drei Wege zum Signal
Vom Unterrichtspaket ohne jede Hardware bis zur festen Station mit Schüssel. Jede Stufe läuft für sich und baut auf der vorherigen auf.
Stufe 0 · ohne Antenne
Frei zugängliche Teleskope und offene Archive reichen für echte Radioastronomie. Sie brauchen dafür nur einen Browser.
Fernbeobachtung mit offenen Teleskopen (öffnet in neuem Tab)
Beobachtungen der Wasserstofflinie mit Teleskopen, die sich über das Netz steuern lassen, etwa PICTOR oder die SALSA-Schüsseln in Onsala. Wir planen die Messung, holen die Daten ab und liefern das Unterrichtspaket mit Aufgaben und Lösungen.
Sonnen-Radiowächter (öffnet in neuem Tab)
Aus den offenen Spektrogrammen des weltweiten e-CALLISTO-Netzes erkennt der Wächter Radioausbrüche der Sonne und meldet sie per E-Mail. Für Funkamateure, Sternwarten und Unterricht zum Weltraumwetter.
Meteorstrom-Radar (öffnet in neuem Tab)
Die großen Ströme mit Radiant, Höhepunkt und erwarteter Rate, daneben die gemeldeten Zählungen von Amateurstationen. Zeigt auf einen Blick, wann sich das Hinhören lohnt.
Milchstraße im Browser (öffnet in neuem Tab)
Ein Klick auf einen Punkt der Milchstraße zeigt das Wasserstoffspektrum aus der Himmelsdurchmusterung HI4PI und rechnet daraus Geschwindigkeit und Abstand. Ein Radioteleskop-Praktikum ohne Teleskop.
Stufe 1 · kleines Budget
Ein SDR-Empfänger, ein Kleinrechner und eine selbst gebaute Antenne. Bauteile aus dem Funkzubehör, Software und Anleitung von uns.
Meteor-Station
SDR-Empfänger am Raspberry Pi und eine Yagi- oder Drahtantenne, ausgerichtet auf das französische Radar GRAVES. Die Software erkennt jedes Echo rund um die Uhr und schreibt Stundenwerte, bei jedem Wetter.
Wasserstoff-Horn
Hornantenne aus Blech oder kaschierter Pappe, Filter-Vorverstärker für 1420 MHz, SDR-Empfänger. Genug, um die Spiralarme der Milchstraße als Buckel im Spektrum zu sehen.
Sonnen-Radiometer mit Sat-Schüssel
Eine ausgediente Satellitenschüssel mit LNB misst die Radiostrahlung von Sonne und Mond. Driftscans zeigen, wie die Sonne durch die Antennenkeule wandert und wie breit diese Keule ist.
Jupiter- und Sonnen-Dipol
Zwei Drahtdipole und ein Kurzwellenempfänger für die Dekameter-Stürme von Jupiter, ausgelöst durch die Stellung seines Mondes Io. Nachts, mit Vorhersagekalender und etwas Geduld.
Stufe 2 · feste Station und Ausbau
Für Einrichtungen, die über Jahre messen wollen, und für alle, die ihre Station in ein gemeinsames Netz einbinden.
Wasserstoff-Teleskop mit Schüssel
Parabolspiegel mit rauscharmem Vorverstärker und Nachführung in Azimut und Elevation. Für Rotationskurve, Karten der Milchstraße und Beobachtungsreihen über Jahre.
Stationsnetz mit Live-Karte
Jede Station meldet ihre Echos an das gemeinsame Portal. Karte, Zähler und Vergleich zwischen Standorten, dazu eine Meldung, wenn eine Station schweigt.
Auswertung für eigene Stationen
Messdatei hochladen, Spektrum, Wasserfall, Echo-Statistik oder Driftscan zurückbekommen. Für Stationen, die schon laufen, egal wer sie gebaut hat.
Funkstörungen finden
Wechselrichter, LED-Treiber und Schaltnetzteile verrauschen Funk und Radioastronomie. Wir zeichnen das Störspektrum über Tage auf, grenzen die Quelle ein und dokumentieren den Befund.
Wo am Himmel gefunkt wird
Unterhalb von etwa 15 MHz wirft die Ionosphäre alles zurück, oberhalb von einigen zehn Gigahertz schluckt der Wasserdampf. Dazwischen liegt das Radiofenster, und darin vier Ziele für kleine Stationen.
Jupiter und Sonne
- Quelle
- Elektronen im Magnetfeld von Jupiter, angetrieben von Io; Ausbrüche der Sonnenkorona
- Antenne
- zwei Drahtdipole
- Klang
- Rauschen, Prasseln, Wellen wie Brandung
Meteore
- Quelle
- Ionisationsspuren verglühender Meteore, beleuchtet vom Radar GRAVES bei Dijon
- Antenne
- Yagi oder Drahtdipol
- Klang
- kurzes Pfeifen, bei hellen Meteoren sekundenlang
Wasserstofflinie
- Quelle
- neutraler Wasserstoff in den Spiralarmen der Milchstraße
- Antenne
- Horn oder Parabolspiegel
- Ergebnis
- Spektrum mit Dopplerbuckeln, daraus die Rotation
Sonne mit LNB
- Quelle
- thermische Radiostrahlung der Sonne, schwächer auch des Mondes
- Antenne
- Satellitenschüssel mit LNB
- Ergebnis
- Driftscan, Antennenkeule, Sonnenaktivität
Wasserstofflinie: von der Frequenz zur Rotation
Ruhefrequenz 1420,405752 MHz. Was darunter ankommt, entfernt sich, was darüber ankommt, nähert sich. Mit der Tangentenpunkt-Methode wird daraus die Bahngeschwindigkeit der Milchstraße.
Beispielprofil aus einem einfachen Modell mit flacher Rotation: Jeder Buckel ist ein Spiralarm entlang der Sichtlinie, die rechte Kante liegt am Tangentenpunkt.
Orange: Erwartung, wenn nur die sichtbaren Sterne im Zentrum zögen. Messungen zeigen eine flache Kurve, einer der Hinweise auf dunkle Materie. Mit IAU-Werten R₀ = 8,5 kpc und V₀ = 220 km/s, gültig für 0° < l < 90°.
Mit welchen Teleskopen und Archiven wir arbeiten
Für Stufe 0 greifen wir auf Instrumente und Datensätze zu, die ihre Betreiber für Bildung und Forschung öffnen.
PICTOR (öffnet in neuem Tab)
Offenes Radioteleskop in Griechenland für die Wasserstofflinie. Beobachtungen werden über die Website angemeldet, die Ergebnisse kommen als Spektrum mit Messdaten zurück.
SALSA Onsala (öffnet in neuem Tab)
Kleine Parabolspiegel am Onsala Space Observatory in Schweden, eingerichtet für Schulen und Studierende. Gesteuert über das Netz, gemessen wird die Wasserstofflinie.
e-CALLISTO (öffnet in neuem Tab)
Weltweites Netz von Sonnen-Radiospektrometern, koordiniert in der Schweiz. Die Spektrogramme aller Stationen sind öffentlich abrufbar, rund um die Uhr irgendwo auf der Tagseite der Erde.
HI4PI (öffnet in neuem Tab)
Durchmusterung des ganzen Himmels in der Wasserstofflinie, zusammengesetzt aus Effelsberg und Parkes. Die Datenwürfel sind frei zugänglich und Grundlage für die Milchstraße im Browser.
Dazu Meteorzählungen aus dem Radio Meteor Observation Bulletin und Jupiter-Aufnahmen aus dem Archiv von Radio JOVE. Wir nutzen alle Quellen nach den Bedingungen ihrer Betreiber und nennen sie in jeder Auswertung. Eine Partnerschaft mit den Betreibern besteht nicht; ob ein Teleskop zum Wunschtermin frei ist, entscheidet der Betreiber.
So kommt das Signal zu Ihnen
Schriftlich, planbar und mit festem Umfang.
Ziel festlegen
Was soll gemessen werden, für wen, wie lange? Unterricht, Ausstellung, Vereinsprojekt oder Störungssuche. Dazu Standort und vorhandene Technik.
Plan und Stückliste
Stufe, Antenne, Empfänger, Datenquelle und Auswertung. Bei einer festen Station vorher eine Probemessung am geplanten Standort.
Station oder Fernbeobachtung
Die Station kommt vorkonfiguriert mit Anleitung, die Antenne stellen Sie auf. Bei Stufe 0 buchen wir die Beobachtung und bereiten die Daten vor.
Messen und auswerten
Spektren, Echo-Statistik und Driftscans in einer Form, mit der eine Klasse oder ein Verein weiterarbeitet. Auf Wunsch mit laufender Auswertung.
Was mit kleinen Antennen messbar ist
Radioastronomie begann mit Rauschen. 1932 suchte Karl Jansky bei den Bell Labs nach Störquellen für den transatlantischen Funkverkehr und fand bei 20,5 MHz ein Zischen, das sich mit den Sternen bewegte und aus Richtung des Milchstraßenzentrums kam. Seitdem gilt: Was im Radiobereich leuchtet, ist oft unsichtbar für das Auge, aber erstaunlich gut zu hören.
Die Wasserstofflinie
Neutraler Wasserstoff strahlt bei 1420,405752 MHz, einer Wellenlänge von 21 Zentimetern. Ein einzelnes Atom tut das im Mittel nur etwa alle elf Millionen Jahre, doch in der Milchstraße gibt es so viel davon, dass schon eine Hornantenne ein deutliches Signal sieht. 1951 haben Harold Ewen und Edward Purcell die Linie erstmals gemessen. Weil sich die Gaswolken bewegen, ist die Linie per Dopplereffekt verschoben. Aus diesen Verschiebungen entsteht die Rotationskurve der Milchstraße, und die verläuft weiter außen flach statt abzufallen, einer der klassischen Hinweise auf dunkle Materie.
Meteore per Radar
Das französische Weltraumradar GRAVES bei Dijon sendet dauerhaft auf 143,050 MHz in den Himmel. Verglüht ein Meteor in rund 100 Kilometern Höhe, ionisiert er für Sekundenbruchteile bis Sekunden die Luft und wirft einen Teil des Signals nach Deutschland zurück. Ein Empfänger hört dann ein kurzes Pfeifen. Das funktioniert am Tag und bei geschlossener Wolkendecke, und es zeigt auch Meteorströme, die nur am Taghimmel aktiv sind.
Sonne und Jupiter
Die Sonne ist die hellste Radioquelle am Himmel. Bei rund 11 GHz reicht ein LNB aus dem Satellitenfernsehen, um sie zu messen. Jupiter sendet bei 15 bis knapp 40 MHz kräftige Stürme, deren Auftreten von der Stellung seines Mondes Io abhängt. Beide Ziele sind ideal für Driftscans und Vorhersagen, die Schülerinnen und Schüler selbst überprüfen.
Warum Software den Unterschied macht
Die Antenne ist schnell gebaut. Den Wert erzeugt die Kette danach: Echos sicher von Störungen trennen, Spektren mitteln und kalibrieren, Zeitreihen über Wochen führen, Ausfälle bemerken. Genau dort setzen wir an, mit Stations-Software, Auswertung und einem Portal, das die Daten mehrerer Standorte zusammenbringt.
Was wir machen und was nicht
Das machen wir
- Planung, Stückliste und bebilderte Aufbauanleitung
- Vorkonfigurierte Stationen mit Software, gepflegt remote
- Fernbeobachtungen mit offenen Teleskopen und Unterrichtspakete
- Auswertung, Portal, Stationsnetz und Ausfallmeldung
- Messung und Dokumentation von Funkstörungen
Das machen wir nicht
- Keine Sendeanlagen, wir bauen ausschließlich Empfänger
- Keine Montage von Masten und Antennen am Gebäude
- Keine amtliche Funkstörungsbearbeitung, die liegt bei der Bundesnetzagentur
- Keine Zusage über Beobachtungstermine an fremden Teleskopen
Weiterführend
Verwandte Leistungen
Werkzeuge und Daten
Womit möchten Sie starten?
Eine Auswahl genügt, sie wird in Ihre Anfrage übernommen.
Ihr Projekt am Himmel beschreiben
Nennen Sie Einrichtung, Ziel, möglichen Antennenstandort und vorhandene Technik. Was Sie noch nicht wissen, lassen Sie einfach offen. Wir melden uns per E-Mail mit Rückfragen oder einem Vorschlag.
Häufig gestellte Fragen
Braucht man für Radioastronomie eine Funklizenz?
Für reine Empfangsanlagen ist keine Amateurfunkgenehmigung und keine Frequenzzuteilung nötig. Unsere Stationen senden nicht, sie hören nur zu: auf natürliche Radiostrahlung von Sonne, Jupiter und Wasserstoffwolken und auf die Echos, die Meteore von einem bestehenden Radar zurückwerfen.
Was lässt sich ganz ohne eigene Antenne machen?
Eine ganze Menge. Frei zugängliche Teleskope wie PICTOR oder die SALSA-Schüsseln in Onsala lassen sich für Beobachtungen der Wasserstofflinie nutzen, und offene Archive liefern Sonnenspektrogramme und eine komplette Himmelskarte des Wasserstoffs. Wir planen die Beobachtung, holen die Daten ab und bereiten sie so auf, dass eine Klasse oder ein Verein damit rechnen kann.
Welche Hardware braucht eine eigene Station?
Für den Einstieg reicht wenig: ein SDR-Empfänger, ein Raspberry Pi oder ein vorhandener Rechner und eine passende Antenne. Für Meteore ist das eine Yagi- oder Drahtantenne für 143 MHz, für die Wasserstofflinie eine Hornantenne mit Filter-Vorverstärker, für die Sonne eine ausgediente Satellitenschüssel mit LNB. Die Stückliste stellen wir nach Ziel und Standort zusammen.
Wer stellt die Antenne auf?
Die Antenne stellen Sie, Ihr Hausmeister oder Ihr Verein nach unserer bebilderten Anleitung auf. Die Station kommt vorkonfiguriert, meldet sich selbst beim Datenportal und wird remote eingerichtet, ganz ohne Zugriff auf Ihre Rechner.
Funktioniert das auch in der Stadt?
Meteor-Echos sind robust und klappen auch im Wohngebiet. Bei der Wasserstofflinie und am Kurzwellen-Dipol stören Netzteile, Wechselrichter und LED-Treiber stärker. Vor dem Bau einer festen Station steht deshalb eine Probemessung mit dem kleinen Empfänger, die zeigt, wie ruhig das Spektrum am geplanten Standort ist.
Eignet sich das für den Unterricht?
Ja, und zwar über mehrere Fächer. In Physik geht es um Dopplereffekt, Spektren, Keplerbahnen und die Rotationskurve der Milchstraße, die ohne dunkle Materie nicht zu erklären ist. In Informatik um Signalverarbeitung, Fourier-Transformation und Datenauswertung mit echten Messwerten. Die Unterrichtspakete enthalten Aufgaben, Lösungen und die passenden Datensätze.
Was passiert mit den Messdaten?
Die Rohdaten liegen auf Ihrer Station. Wer am Stationsnetz teilnimmt, schickt Zählwerte und Spektren an unser Portal auf Servern in Deutschland. Auf der öffentlichen Karte erscheint eine Station nur, wenn Sie das freigeben, und dann mit dem Ortsnamen, den Sie wählen.
Können Sie die Quelle einer Funkstörung finden?
Wir stellen einen Messempfänger mit Antenne bereit, Sie stellen ihn auf, wir zeichnen das Störspektrum über Tage auf und werten remote aus. Daraus ergibt sich, wann und auf welchen Frequenzen die Störung auftritt und welche Geräteart sie wahrscheinlich verursacht. Die amtliche Bearbeitung von Funkstörungen liegt bei der Bundesnetzagentur, für die Meldung dort liefern wir die Messdokumentation.
Was kostet das?
Das hängt vom Weg ab: Unterrichtspaket mit Fernbeobachtung, Bausatz-Anleitung, fertige Station oder Ausbau mit Schüssel. Wir trennen im Angebot Hardware, Aufbauanleitung, Einrichtung und laufende Auswertung und nennen den Festbetrag nach der Planung.
Die Netzhandwerker