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Thema: Gedanken über ein Amateur Optical SETI Experiment

  1. #1
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    Standard Gedanken über ein Amateur Optical SETI Experiment

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    Ich habe mich mit diesem Thema in letzter Zeit immer mal wieder auseinander gesetzt. Wohl auch weil sich da in letzter Zeit bei den Profis viel getan hat.

    OSETI sucht nach Informationsübertragung per Lichtpulsen (Laserpulsen).
    Motivation ist, dass sowieso über diese Frequenzen mehr Informationen übertragen werden können als im Radiobereich.
    Außerdem werden wir selbst, Sender von solchen Signalen sein, die dann von anderen OSETI Experimenten andere intelligenter Zivilisationen empfangen werden können. ( sozusagen ETI-OSETI ) Link
    Prinzipiell können Lichtpulse weiter empfangen werden als Radiopulse, da sie stark gebündelt sind. Man spricht in der Literatur von mindestens 100Lj, andere Quellen sagen sogar 1000 Lj Reichweite voraus. Grund für die Grenze: Licht dispergiert durch interstellares Medium, die Strahlbündelung geht verloren.

    Profi OSETI Geräte verwenden oft Optiken im Bereich unter 1m Durchmesser. Dann wird das Signal noch gedrittelt um auf 3 Sensoren detektiert werden zu können. Die Sensoren sind Photomultiplier Tubes. Die haben die erforderliche zeitliche Auflösung im Bereich 0,5ns um hohe Datenraten "zu erkennen".
    Die 3 Signale der PMTs werden kreuzkorreliert um statistische Fehler zu minimieren.
    Dann folgt die Hardware, die im Wesentlichen aus 2 Komponenten besteht: Einem ADC, der das Signal in ein digitales umwandelt (aktuelle Technik hier: 1,5 Ghz- ADC Preis 700US$) und ein FPGA mit DSP möglichkeiten (Preis 1500US$), der also das Signal FFT-analysiert. Von dort geht es dann weiter über 10GBit Ethernet an normale Rechner, die die Daten loggen und nach tatsächlichen Signalen suchen.

    Warum gebe ich hier so genaue Spezifikationen an? Benutzt nicht jedes Team andere Hardware?
    Nein, momentan findet ein sehr interessanter Prozess statt. Die gesamte Hardware und Software ist Open Source und wird für viele wissenschaftliche Zwecke, wie Radioastronomie usw., verwendet. Das ganze nennt sich CASPER. Link Sehr viele der bekanntesten und größten Radioteleskope basieren mittlerweile auf dieser Hardware, die ständig weiterentwickelt wird aber immer abwärtskompatibel bleibt.

    Ich schätze, mit 10.000€ (ohne Optik) könnte man ein professioneles OSETI System aufbauen, ohne wirklich Entwicklung betreiben zu müssen.

    Was können Amateure mit eingeschränkten finanziellen Mitteln tun?
    Nunja, man könnte anstatt 1,5Ghz ADC, einfach 200Mhz ADCs verwenden, die nur 10€ kosten. Damit könnte man immerhin bis zu Datenraten von vielleicht 100MBit suchen. Der FPGA muss dann auch nur einen Bruchteil können, also ein 100€ FPGA für das FFT sollte reichen.
    Optik?
    Mehr Sammelfläche ist besser.
    Der Vorteil bei OSETI ist der, dass man nur 1-Pixel Sensoren nämlich die PMTs hat. Es reicht also, wenn alles Licht auf eine Fläche von ein paar cm² gebündelt wird. Es müssen also keine optical-grade Spiegel verwendet werden. Es bieten sich bspw. Hohlspiegel an, wie sie für Sonnenkollektoren verwendet werden. Alternativ Fresnel Linsen. Link1 Link2 Link3(mit Preisen) Link4(Fresnel Linse bei ebay)

    Photomultiplier Tubes?
    Sucht man nach niedrigeren Datenraten, braucht man folglich auch keine High-Speed-PMTs, sondern "normale". Findet man auch gebraucht für teilweise 10€ bei ebay.

    Ich denke, mit etwa 2000€ plus etwas Entwicklung, könnte man ein Amateur OSETI auf die Beine stellen, welches sogar mehr Sammelfläche haben könnte als viele prof. Projekte, denn man kann einfach für jede der 3 PMTs, einen eigenen Spiegel nehmen. Da diese auch sehr leicht sind, sollte eine mittelmäßige automatische Teleskopmontierung ausreichen.

    Ich plane jetzt nicht morgen oder übermorgen, mir so ein Gerät zu bauen. Aber möglich ist es.
    Dieser Beitrag ist nur als Ideensammlung zu verstehen.

    Ich hoffe auf mehr Ideen, Kritik, und allgemein vielleicht auch eine Diskussion über OSETI an sich.

    Stefan
    Geändert von SRMeister (27.09.2011 um 16:17 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  2. #2
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    Standard

    Leider konnte ich mit OSeti noch nicht beschäftigen, glaube aber da sPrinzip verstanden zu haben...
    Da ich gerade von Planethunters komme frage ich mich, ob man für die Auswertung der Keplerdaten vielleicht einen zusätzlichen Button einbauen sollte.
    In der Regel werden nur die Ausreißer nach unten als Transits markiert...vielleicht sollte man ja auch mal auf die Ausreißer nach oben achten.
    Wahrscheinlich ist dafür aber die Auflösung noch nicht hoch genug oder?
    Gruß
    CAP

  3. #3
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    Prinzipiell sollte die Sammelfläche ausreichen. Die zeitliche Auflösung ist zwar zu gering um Datenraten oder gar Daten aufzuzeichnen. Aber prinzipiell könnte jeder Ausreiser nach oben, ein ETI Signal sein.
    Allerdings, ohne Untersuchungen mit anderen Instrumenten kann man die dann schlecht/garnicht von irgendwelchen natürlichen Phänomenen unterscheiden und es sollte vieele davon geben. Sonneneruptionen wäre nur eine Möglichkeit.
    Wenn ETI uns gezielt kontaktieren will, also ständig einen Laser auf uns gerichtet hat, findet auch keine Änderung in der Intensität statt, die Kepler ja sucht.
    Geändert von SRMeister (27.09.2011 um 17:30 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  4. #4
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    Moin, Stefan,
    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Wenn ETI uns gezielt kontaktieren will, also ständig einen Laser auf uns gerichtet hat, findet auch keine Änderung in der Intensität statt, die Kepler ja sucht.
    In deinem Eingangspost bist du aber von Laserpulsen ausgegangen. Dann gäbe es ständige Intensitätsänderungen.
    Oder habe ich dich missverstanden?
    cs, Frank
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  5. #5
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    Ja hab mich da jetzt nicht so deutlich ausgedrückt.
    Kepler misst ja nur "ab und zu" die Intensität, keine Ahnung, alle 60sec oder so.
    Lasercom ist natürlich ein moduliertes Lichtsignal - aber moduliert im Bereich von Nanosekunden. Bei 60sec Belichtungszeit sieht man das ja nicht.
    Wenn Kepler jetzt einen kurzen Ausschlag registriert, und falls es ein ETI Signal war, dann ist das Signal nur kurz sichtbar gewesen, also wahrscheinlich nicht für uns bestimmt.
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  6. #6
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    2 Dinge möchte ich noch anmerken:

    1. Das von mir vorgeschlagene optische System würde logischerweise von der optischen Auflösung her nicht genau genug sein um einzelne Sterne zu untersuchen sondern immer einen gewissen relativ großen Bereich untersuchen. Nichtsdestotrotz geht dadurch kein Licht dem Sensor verloren - die Sensitivität bleibt gleich - oder ist sogar durch große optische Elemente - erhöht gegenüber professionellem OSETI.

    2. Das System kann auch für andere Wissenschaft benutzt werden: Man könnte ebenfalls nach Planetentransits suchen, zumindest bei kleinen Sternen mit großen Planeten.
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  7. #7
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    Punkt 1 verstehe ich nicht ganz.
    Wäre doch garnicht schlimm, wenn man nicht direkt weiß von welchem Stern genau das Signal kommt, solange man den "Quadranten" (oder wie man das nennt) kennt.
    Für die genaue Bestimmung könnte man dann ja die professionellen heranziehen.
    Oder befürchtest du, dass durch die vielen Sterne garkein klares Signal heraus gefiltert werden könnte?

  8. #8
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    Naja Punkt 1 ist ja nicht direkt negativ gemeint. Wollte nur ausdrücken dass es eben so ist. Ich finde das sogar sehr positiv, da mehr Fläche gleichzeitig untersucht wird.
    Und nein, die PMTs sind so genau, auch bei sehr vielen Photonen, kann man noch einzelne erkennen. Also das Signal sollte genau so klar sein, wie bei den Geräten der Profis, die ja nur einzelne Sterne beobachten
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

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