#04 – Dein DIY-Radioteleskop: So „hörst“ du ins All

Bauanleitungen und Materialien

Der Bau eines eigenen Radioteleskops kann ein faszinierendes
Projekt sein, das Einblicke in die Funkastronomie ermöglicht. Es
gibt verschiedene Ansätze, je nachdem, welche Materialien zur
Verfügung stehen und welches Budget eingeplant ist. Grundsätzlich
besteht ein Radioteleskop aus einer Antenne, die Radiowellen
einfängt, einem Empfänger, der die Signale verarbeitet, und einer
Möglichkeit, die Daten darzustellen.


1. Upcycling: Radioteleskop aus gebrauchten Gegenständen

2. Radioteleskop aus Baumarkt-üblichen Teilen

3. Das günstigst mögliche Radioteleskop

4. Mögliche Messergebnisse und Erkundungen

5. Einschränkungen und was nicht möglich ist (Vergleich mit
Effelsberg)

6. Quellen

1. Upcycling: Radioteleskop aus gebrauchten Gegenständen

Upcycling ist eine kostengünstige und nachhaltige Methode, um ein
Radioteleskop zu bauen. Oft können bereits vorhandene oder
günstig erwerbbare Komponenten genutzt werden.
Materialien und Aufbau:


SAT-Schüsseln: Eine handelsübliche
Satellitenschüssel dient hervorragend als Parabolantenne, um
Radiowellen zu bündeln. Sie leitet die Signale zum LNB (Low
Noise Block Converter).


LNB (Low Noise Block Converter): Dieses
Bauteil, das normalerweise an einer Satellitenschüssel montiert
ist, empfängt die gebündelten Signale und wandelt sie in eine
niedrigere Frequenz um, die leichter zu verarbeiten ist.


DVB-T Sticks (RTL-SDR): Viele moderne DVB-T
Empfänger, die auf dem RTL2832U-Chip basieren, können als
Software Defined Radios (SDR) verwendet werden. Diese Sticks
sind günstig und können ein breites Frequenzspektrum empfangen.
Sie werden an einen Computer angeschlossen, wo die eigentliche
Signalverarbeitung stattfindet.


Konservendosen / Haushaltsmaterialien: Für
einfachere Hornantennen oder zur Abschirmung können
Konservendosen oder Materialien wie Schaumstoffplatten und
Alufolie verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist eine
Hornantenne aus Styropor oder Hartschaumplatte, die mit
Aluminiumfolie ausgekleidet ist. Ein solcher Aufbau erfordert
zusätzlich einen rauscharme Verstärker (LNA) und einen
SDR-Dongle.


Weitere Komponenten: Koaxialkabel (zum
Verbinden von LNB/Antenne mit dem Empfänger), eine
Stromversorgung für das LNB (12-18V DC, oft über den Receiver
bereitgestellt oder ein externes Netzteil), und eine stabile
Halterung (Stativ oder feste Montage) zur Ausrichtung der
Antenne.

Budget (Upcycling):

Das Budget für ein Upcycling-Radioteleskop kann sehr niedrig
sein:


Eine gebrauchte SAT-Schüssel und ein gebrauchtes LNB sind oft
für wenige Euro (ca. 3-5 € pro Stück) oder sogar kostenlos
erhältlich.

Ein einfacher DVB-T (RTL-SDR) Stick kostet ca. 20-30 €.

Koaxialkabel, Stecker und Kleinteile schlagen mit weiteren
5-10 € zu Buche.


Gesamt: Ein sehr einfaches Setup kann so für
unter 50 € realisiert werden, im besten Fall sogar für unter 20
€ wenn viele Teile bereits vorhanden sind.

Ein spezieller SDR-Receiver für Radioastronomie, wie der
SDRplay RSP1B für das Radio Jove Projekt, kostet um die 150-250
US-Dollar. Ein komplettes Radio Jove Antennen-Kit liegt bei etwa
133 US-Dollar (ohne Stützstruktur).

Ein RTL-SDR-basiertes 21cm Wasserstofflinien-Teleskop mit
WiFi-Parabolgitter-Antenne, LNA und Adaptern kann etwa 180
US-Dollar kosten (ohne PC).

2. Radioteleskop aus Baumarkt-üblichen Teilen

Einige Komponenten eines DIY-Radioteleskops können auch aus dem
Baumarkt stammen, insbesondere für die Antennenstruktur oder die
Montage.
Materialien und Aufbau:


Strukturmaterial: Für die Trägerstruktur oder
eine selbstgebaute Antenne (z.B. Hornantenne) können
Holzlatten, PVC-Rohre oder Aluminiumprofile aus dem Baumarkt
verwendet werden.


Reflektoren: Aluminiumfolie oder dünne
Aluminiumbleche sind ideal als Reflektorflächen für
parabolische oder Hornantennen.


Befestigungsmaterial: Schrauben, Muttern,
Kabelbinder und Schellen sind standardmäßig im Baumarkt
erhältlich.


Kabel und Anschlüsse: Koaxialkabel,
elektrische Leitungen und passende Stecker (z.B. F-Stecker,
BNC-Stecker) sind ebenfalls dort zu finden.



Das Bauprinzip ähnelt dem Upcycling, wobei hier die Möglichkeit
besteht, die Antennenform (z.B. eine präzisere Hornantenne) von
Grund auf selbst zu konstruieren, anstatt eine fertige
Satellitenschüssel zu verwenden. Dies kann jedoch komplexer sein
und erfordert genaue Berechnungen.
3. Das günstigst mögliche Radioteleskop

Das absolut günstigste Radioteleskop kann oft aus einer
Kombination von Upcycling-Materialien und sehr einfachen, leicht
erhältlichen Komponenten gebaut werden.
Materialien und Aufbau:


Antenne: Eine alte Satellitenschüssel mit LNB
ist die Basis.


Empfänger: Ein gebrauchter
Satelliten-Signalstärkemesser (oft ab 10-20 € online
erhältlich) ist der einfachste Empfänger. Alternativ, falls
vorhanden, ein alter DVB-T (RTL-SDR) Stick.


Anzeige: Bei einem Signalstärkemesser direkt
am Gerät (Zeigerausschlag/LEDs). Bei einem SDR-Stick ein Laptop
oder PC mit geeigneter Software (z.B. SDR# oder Gnu Radio).


Energieversorgung: Batterien oder ein altes
Netzteil für das LNB.


Kabel: Kurzes Stück Koaxialkabel mit
F-Steckern.

Budget (Günstigst möglich):

Mit viel Glück und dem Einsatz von bereits vorhandenen oder
geschenkten Teilen ist ein Grund-Setup für unter 20
€ realisierbar.
4. Mögliche Messergebnisse und Erkundungen

Mit einem DIY-Radioteleskop lassen sich faszinierende Phänomene
des Kosmos untersuchen:



Kosmisches Rauschen: Das Grundrauschen aus dem
Weltall ist immer vorhanden und kann detektiert werden.


Die Sonne: Die Sonne ist eine sehr starke
Radioquelle. Man kann ihre normalen Emissionen und sogar
Ausbrüche wie Flares oder koronalen Massenauswürfe als Anstieg
im Radiosignal registrieren. Dies erfordert jedoch Vorsicht, um
den Empfänger nicht zu übersteuern.


Der Mond: Der Mond ist eine thermische
Radioquelle. Seine Wärmestrahlung kann je nach Frequenz und
Empfindlichkeit des Teleskops detektiert werden.


Jupiter: Jupiter ist eine sehr interessante
Radioquelle. Durch die Wechselwirkung seines starken
Magnetfeldes mit seinem Mond Io erzeugt er intensive
Radiostrahlung im Dezimeter- und Dekameterbereich. Das „Radio
Jove“ Projekt ist speziell darauf ausgelegt, Jupiters
Radiostrahlung zu empfangen. Die Beobachtung ist am besten
nachts möglich, wenn die Erde die Sonne abschirmt.


Wasserstoffmoleküle (21cm-Linie): Dies ist ein
fortgeschrittenes, aber erreichbares Ziel für Amateure. Die
21-Zentimeter-Linie des neutralen Wasserstoffs (HI) ist ein
wichtiges Signal aus unserer Milchstraße. Die Detektion
erfordert einen empfindlichen LNA (Low Noise Amplifier) für
diese Frequenz und die Verwendung eines SDR-Sticks mit
spezieller Software (z.B. SDR# mit dem IF Average Plugin oder
GNU Radio), um die schwachen Signale aus dem Rauschen
herauszufiltern. Man kann damit die Rotation unserer Galaxie
und die Verteilung von Wasserstoffgas kartieren
(Drift-Scan-Methode).


Supernova-Überreste: Objekte wie Cassiopeia A,
ein heller Supernova-Überrest, können unter guten Bedingungen
mit größeren DIY-Antennen detektiert werden.


Meteore: Durch die Reflexion von Radiowellen
an den ionisierten Spuren von Meteoren in der Atmosphäre können
Meteorschauer indirekt beobachtet werden. Dies erfordert
spezifische Frequenzen und Software wie RadioSkyPipe.


Pulsare: Die Detektion von Pulsaren ist für
Amateure extrem anspruchsvoll, aber nicht unmöglich. Es
erfordert sehr große Antennen (3-6m Durchmesser), extrem
rauscharme Verstärker, hohe Bandbreiten und anspruchsvolle
Software zur Datenanalyse (z.B. Faltung der Signale über lange
Zeiträume, De-Dispersion). Man kann typischerweise nur ein
„Ansteigen des Rauschens“ durch die integrierten Impulse über
längere Zeiträume detektieren, nicht jedoch die einzelnen,
extrem schwachen Pulse in Echtzeit „hören“.

5. Einschränkungen und was nicht möglich ist (Vergleich mit
Effelsberg)

Während DIY-Radioteleskope spannende Einblicke bieten, gibt es
klare Grenzen im Vergleich zu professionellen Sternwarten wie dem
Radioteleskop Effelsberg:



Atmosphärenzusammensetzung: Die Analyse der
Atmosphärenzusammensetzung von Planeten oder anderen
Himmelskörpern ist mit DIY-Radioteleskopen nicht möglich. Dies
erfordert extrem hohe spektrale Auflösung, sehr empfindliche
Detektoren und oft Beobachtungen in spezifischen
Frequenzbändern (z.B. Millimeterwellen), die von
Amateurausrüstung nicht erreicht werden können. Große
Observatorien wie Effelsberg sind zudem oft an sehr trockenen
Standorten angesiedelt, um Interferenzen durch Wasserdampf in
der Erdatmosphäre zu minimieren.


Geringe Signalstärke und Detailgrad:
DIY-Teleskope haben eine wesentlich geringere Empfindlichkeit
und Winkelauflösung als professionelle Instrumente. Das
bedeutet, dass sehr schwache Radioquellen nicht detektiert und
feine Strukturen nicht aufgelöst werden können.


Größe und Komplexität: Das Radioteleskop
Effelsberg des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie ist mit
100 Metern Durchmesser eine der größten vollbeweglichen
Radioteleskope der Welt. Es wiegt 3200 Tonnen und ist in der
Lage, das gesamte Spektrum von 300 MHz bis 90 GHz zu
beobachten. Seine spezialisierten Instrumente ermöglichen unter
anderem hochauflösende Kartierung von Galaxien, detaillierte
Pulsarbeobachtungen und die Untersuchung von Moleküllinien in
Gas- und Staubwolken. Solche technischen Spezifikationen und
die damit verbundenen Forschungsmöglichkeiten sind mit
Amateurmitteln nicht annähernd zu erreichen.


Interferenzen: Amateurstandorte sind oft
stärker von terrestrischen Funkstörungen (Mobilfunk, WLAN,
Rundfunk) betroffen, was die Beobachtung schwacher
astronomischer Signale erschwert.



Trotz dieser Einschränkungen bieten DIY-Radioteleskope eine
hervorragende Möglichkeit, die Grundlagen der Funkastronomie zu
erlernen und eigene Entdeckungen zu machen.
6. Quellen

Building a 21cm Hydrogen Line Radio Telescope with a $180
Budget

Radio Jove

Radio Astronomy by Hamilton RASC

Build a Radio Telescope from a TV Satellite Dish

Das Radioteleskop Effelsberg

Essential Radio Astronomy – Chapter 1: Basic Radio Astronomy

How to Make a Radio Telescope From Household Materials

Pulsar Detection for Amateurs by I1NDP

Pulsars in Amateur Radio Astronomy (AAVSO)

Small Aperture Pulsar Detection (Peter East)



 


Source: https://g.co/gemini/share/f6bb7b69fa27