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Experiência de radar lunar (Zoltán Bay, 1946)

Experiência de radar lunar (Zoltán Bay, 1946)

O cientista húngaro foi o primeiro a detetar ecos de radar da Lua, em 1946.

História

Palavras-chave

radar, Zoltán Bay, sinal de radar, antena, frequência de rádio, freqüência, estação de radar, eco do radar, onda, sinal, instrumento de medição, reflexão, determinar a distância, recetor, transmissor, Lua, Terra, velocidade da luz, mecânica, experimento, física

Extras relacionados

Perguntas

  • A que velocidade viajaram os sinais transmitidos?
  • Quanto tempo demorou o sinal a chegar à Lua?
  • Onde é que Zoltán Bay morreu?
  • Em que intervalo de tempo foram os sinais transmitidos durante a famosa experiência?
  • Onde é que Zoltán Bay nasceu?
  • Quantos sinais foram transmitidos durante 50 minutos, isto é, a duração da experiência?
  • Qual destas afirmações não é verdade para\nZoltán Bay?
  • Qual foi a distância entre a Terra e a Lua determinada pela equipa liderada por Zoltán Bay?
  • Quanto tempo demoraram os sinais a chegar até à Lua e regressarem à Terra?
  • Onde é que decorreram as famosas experiências de Zoltán Bay?
  • Quando é que as famosas experiências de Zoltán Bay ocorreram?
  • A experiência resultou na criação de um novo ramo da ciência. Qual?
  • qual destes NÃO é verdade sobre a estação de radar usada durante a experiência?
  • No laboratório de investigação de que empresa decorreu a famosa experiência?
  • De acordo com a lenda, de onde é que Bay queria tocar a lua na sua infância?
  • Que equipamento foi usado para registar e guardar os sinais?
  • Em que século nasceu Zoltán Bay?
  • Em que século Zoltán Bay desenvolveu o seu trabalho?
  • A equipa de Bay mediu a distância entre a Terra e que outro corpo celestial?
  • É verdade de Zoltán Bay trabalhou no desenvolvimento de tubos de gás e luz?
  • Quem NÃO foi contemporâneo de Zoltán Bay?
  • Quem foi contemporâneo de\nZoltán Bay?

Cenas

Estação de radar experimental

Estação de radar

A estação de radar é uma estrutura de aço com 6 m x 8 m, fixada a uma grande base rotativa. O ângulo de elevação do radar é ajustável e a estrutura possui 36 antenas de dipolo. O radar foi instalado no teto do laboratório de investigação, e os instrumentos foram colocados em duas salas do 2º andar do laboratório, por baixo do radar.

Antena de radar

  • estrutura em metal 6x8m
  • placa giratória
  • ângulo de elevação ajustável
  • 36 antenas dipolo

Instrumentos de medição

  • gaiola protegida eletricamente
  • unidade recetora
  • unidade transmissora
  • fonte de energia
  • coulómetro
  • interruptor

Instrumentos de medição

Os sinais eram enviados para a Lua pelo transmissor e detetados pelo recetor. No entanto, a deteção foi um desafio, porque os sinais refletidos pela Lua eram muito fracos, por isso eram suprimidos pelas fontes de ruído elétrico externas. Apesar disso, Bay e os seus colegas foram capazes de encontrar uma solução creativa para este problema.

Cada ciclo de medição durou 3 segundos. Primeiro, transmitiram um sinal de radar para a Lua, depois armazenaram os sinais refletidos em intervalos de aprox. 0,3 segundos. O ciclo de medição foi repetido e os sinais detetados nas fases correspondentes foram somados. Como a soma do ruído arbitrário, que alterna continuamente, aumentou mais devagar do que a do sinal útil, que tinha uma força constante, o sinal útil refletido pela Lua podia ter sido distinguido do ruído de fundo integrando um número suficiente de ciclos de medição. (Este método ainda hoje é utilizado.)

O inteiro processo foi sincronizado por um interruptor que estava a rodar a uma velocidade constante. Enviou os sinais, depois direcionou os sinais refletidos pela Lua em 10 coulómetros com uma diferença de tempo de 0,3 segundos. Um ciclo de medição durou 3 segundos e o interruptor funcionou durante 50 minutos. Isto significava um total de 1.000 medições.

A integração de sinais foi realizada por meio de coulómetros. Os sinais elétricos recebidos pela antena foram amplificados e a corrente foi utilizada para decompor a água em hidrogénio e oxigénio por meio de eletrólise. O hidrogénio produzido foi introduzido em tubos finos, cheios de líquido (um para cada fase) onde fez aumentar o nível das colunas de líquido. O nível do líquido mostrou o valor dos sinais integrados. Finalmente, tinham que observar qual era o tubo com o mais alto nível de líquido. Este mostrou o tempo quando a onda de radar refletida regressou.

Sinal refletido pela lua

  • 2.5 s

Medição da distância

O equipamento foi instalado perto do final de dezembro de 1945. As experiências ocorreram, principalmente, durante o período noturno, porque nessa altura menos ruído elétrico interferiu com o funcionamento da máquina. Finalmente, no dia 6 de fevereiro de 1946, o medidor de corrente mostrou sinais acima do nível de ruído.

Medição de distância com ondas de rádio

  • 375 000 km

Animação

Narração

O ilustre físico húngaro Zoltán Bay nasceu no último ano do século XIX. A partir de 1936, em Budapeste, ele realizou várias experiências científicas tanto no laboratório de investigação do Tungsram Trust como na Universidade Técnica. Os seus interesses científicos principais estavam centrados no estudo de vácuos, gases e tubos de luz, tendo também conduzido numerosas experiências relacionadas com a tecnologia de rádio.

Foi neste último campo de investigação em que atingiu resultados extraordinários. Ele liderou uma equipa de investigação cuja missão era a de determinar a distância entre a Terra e a Lua usando ondas de rádio. As experiências começaram em 1945 e foram concluídas com sucesso no ano seguinte.

Em 6 de fevereiro de 1946, a equipa anunciou oficialmente que sinais de radar tinham sido enviados para a Lua, e também que sinais refletidos pela superfície da Lua haviam sido igualmente detetados. A chave para o sucesso das experiências de Bay foi a implementação da fórmula para a recorrência e soma de sinais. A experiência permitiu o desenvolvimento de uma técnica radicalmente nova para a determinação de distâncias e levou à criação de um novo ramo da ciência, a radioastronomia.

Os sinais de microondas produzidos pelo gerador de impulsos, localizado no edifício, foram transmitidos, via um tubo de transmissão, para a antena instalada no telhado. O coulómetro, desenvolvido por colegas de Bay, tornou possível armazenar e somar os sinais.

Foram transmitidos 1000 sinais durante um período de 50 minutos, isto é, um sinal a cada 3 segundos. De acordo com as medições, os sinais regressaram passados 2,5 segundos. Portanto, os investigadores calcularam que a distância entre a Terra e a Lua é de 375 000 km.

Esta experiência bem-sucedida foi uma resposta a uma das perguntas de infância de Bay. Eu vi a Lua a passar por trás da torre e perguntei aos adultos: Se eu subir à torre, vou conseguir tocar na Lua?

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