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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 detectar 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

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Questôes

  • A que velocidade viajaram os sinais transmitidos?
  • Quanto tempo demorou o sinal para chegar à Lua?
  • Onde é que Zoltán Bay morreu?
  • Em que intervalo de tempo os sinais foram 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 equipe liderada por Zoltán Bay?
  • Quanto tempo demoraram os sinais para chegar até a Lua e regressar 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 do 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 do radar

A estação do 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 do radar

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

Instrumentos de medição

  • gaiola protegida eletricamente
  • unidade receptora
  • unidade transmissora
  • fonte de energia
  • coulômetro
  • interruptor

Instrumentos de medição

Os sinais eram enviados para a Lua pelo transmissor e detectados pelo receptor. 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 criativa 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 aproximadamente 0,3 segundos. O ciclo de medição foi repetido e os sinais detectados 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 processo inteiro foi sincronizado por um interruptor rodando a uma velocidade constante. Enviou os sinais, depois direcionou os sinais refletidos pela Lua em 10 coulômetros 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 coulômetros. Os sinais elétricos recebidos pela antena foram amplificados e a corrente foi utilizada para decompor a água em hidrogênio e oxigênio por meio de eletrólise. O hidrogênio produzido foi introduzido em tubos finos, cheios de líquido (um para cada fase), o que 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 no final de dezembro de 1945. As experiências ocorreram, principalmente, durante o período noturno, porque nessa altura menos ruídos elétricos interfeririam com o funcionamento da máquina. Finalmente, no dia 6 de fevereiro de 1946, o medidor de correntes 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 detectados. 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 coulômetro, 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 passar por trás da torre e perguntei aos adultos: Se eu subir à torre, vou conseguir tocar na Lua?

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