Moonbounce mit dem 10 m-Spiegel

“Die Radioastronomie ist ein Teilgebiet der Astronomie, bei der astronomische Objekte mittels der Radiowellen, die von ihnen ausgesendet werden, untersucht werden. – Mit Erde-Mond-Erde (EME), englisch auch Moonbounce genannt, bezeichnet man eine Funkverbindung, bei der der Mond als passiver Reflektor verwendet wird.” (Wikipedia)

Der astronomische Bezug einer passiven Funk-Mondreflektion ist eindeutig. Daher bietet sich gerade die Sternwarte auf der Höhenlage der Eifel mit seinen Spiegeln als Experimentierfeld für anspruchsvolle Mond-Funkverbindungen an, denn neben den funkbetrieblichen Fähigkeiten sind besonders astronomische Kenntnisse erforderlich. Die Möglichkeiten des Amateurfunkdienstes verbinden sich somit mit den Themen der Radioastronomie. Eine gewollte Verbindung – ein Plus für den Lernort Astropeiler.

Auf der Radiosternwarte werden mit dem astronomischen 10 m-Spiegel im Erde-Mond-Erde-Funkbetrieb 10 GHz-Funksignale in der klassischen Morsetelegrafie (A1A), in Einseitenband-Sprachmodulation (SSB) oder digitalen Computer-Übertragungsarten (Digital) zum Mond gesendet. Die schwachen Echos, die durch die Reflektion der Signale an der Mondoberfläche entstehen, können wieder auf der Erde empfangen werden. Der Vorteil dieser besonderen Betriebsart ist, dass auch mit sehr hohen Frequenzen weltweiter Funkverkehr möglich ist, zumindest, so lange für beide Stationen der Mond über dem Erdhorizont steht.

Die größte Schwierigkeit bei EME sind jedoch immer die extrem schwachen Signale, die nach der Reflektion am Mond (der für einen Reflektor “falsch herum” gekrümmt ist und dessen steinige Oberfläche Radiowellen sehr schlecht reflektiert) und der langen “Reise” von ca. 750000 km, die in einer deutlichen Echoverzögerung spürbar wird, noch auf der Erde ankommen. In der Regel kommen nur wenige Zehnmillionstel der abgestrahlten Energie zurück. Moderne Techniken (SDR) mit ihren empfangsempfindlichen, optischen Wasserfalldarstellungen unterstützen dabei den anspruchsvollen Funkbetrieb.
Für den 10 GHz-EME-Betrieb ist auf dem Stockert besonders der 10 m-Spiegel geeignet. Bei einer maximal zugelassenen Sendeleistung von 75 Watt und einem Antennengewinn von ca. 57 dBD sind die reflektierten Signale ein funkerischer Genuss. Der Öffnungswinkel der Antenne ist mit seinen 0,19° kleiner als die sichtbare Mondgröße von ca. 0,55°. Daher ist es kein Wunder, dass sich der Astropeiler Stockert mit seiner scharf bündelnden Idealantenne in die Reihe der stärksten 10 GHz-Amateurfunkstationen der Welt einreihen darf.

Neben der genauen Punktfindung und Bahnbegleitung des Mondes sind besondere Ausbreitungseffekte und sogar das terrestrische Wetter zu beachten. Ein flacher Funkweg zum Mond bei dickstem Regenwetter dämpfen die Signale so stark, dass nur “Big Guns”, also besonders starke Stationen eine Chance haben. Ist das Wetter dagegen klar und trocken, sind auch Kontakte mit schwachen Stationen möglich. Die Beachtung des Dopplereffekts (±25 kHz) und die Libration (bis 240 Hz) ergänzen den 10 GHz-Mondfunk.

Die Signalverbreiterung der Libration begründet sich in der Eigenbewegung des Mondes. Sie ergibt dabei ein typisches, raues Empfangssignal, eine zusätzliche Herausforderung für den Funker. Faszinierend ist einhergehend das eigene Radioecho als Bewusstwerdung der Lichtgeschwindigkeit, welches je nach Entfernung des Mondes 2,3 bis 2,8 Sekunden beträgt.

Mondechos vom Stockert (DLØEF)

Morsetelegrafie (CW – .wav/1,6MB)

Sprechfunk (SSB – .wav/2,3MB)

Der EME-Betrieb verbindet die Radioastronomie mit dem Amateurfunk. Astronomische Grundkenntnisse, spezielle Antennen, außergewöhnliche Frequenzbereiche, besondere Empfangshilfen und die Kunst der korrekten Steuerung geben einen Hauch von den professionellen Ansprüchen moderner Astronomie.

Daneben ist der 10 m-Spiegel auch für (Regen-)Scatter-Versuche (Rückstreuungen in der Troposphäre) und die Beobachtung von 10 GHz-Baken (“Funk-Leuchttürme“) geeignet, und nicht zu verschweigen, auch für eine zunehmende Anwendung in seiner Ursprungsfunktion – der Beobachtung astronomischer Radioquellen.