Стакан воды вместо антенны: как японец поймал сигнал с МКС

Поймать сигнал с Международной космической станции при помощи стакана воды? Вы можете подумать, что это бред, но такой трюк недавно проделал радиолюбитель из Японии. Ему не понадобились ни километры медного провода, ни спутниковый тарелки, ни дорогие приемники. Он налил воду в колбу высотой 14 сантиметров и просто принял сигнал. Да таким способом, кажется, можно даже послушать музыку, которую слушают астронавты на МКС!

Японец доказал, что поймать сигнал Международной космической станции можно даже при помощи стакана воды

Как поймать сигнал с МКС подручными средствами

Автор эксперимента, энтузиаст из префектуры японской Миэ. Согласно посту в социальной сети X, он настроился на частоту 51 МГц — одну из тех, на которых вещает МКС. К приемнику вместо обычной антенны он подключил колбу с водой из-под крана, налитой примерно на 14 сантиметров.

Сигнал он не только поймал, но и демодулировал, то есть извлек из него звук. На записи были различимы переговоры астронавтов. И это при том, что станция летает на высоте около 400 километров!

Одно уточнение, которое здесь принципиально: речь только о приеме. Энтузиаст ничего не передавал в ответ, он только слушал.

А что об этом думаете вы? Присоединяйтесь к дискуссии в нашем Telegram-чате!

Почему вода может работать как антенна

Антенна — это, по сути, проводник, в котором радиоволны наводят электрический ток. Обычно для этого используют металл: медь, алюминий, сталь. Но вода тоже проводит электричество, пусть и значительно хуже металла. Водопроводная вода содержит растворенные соли и минералы, которые делают ее слабым, но всё-таки проводником.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Однако главный фокус не в проводимости. У воды очень высокая диэлектрическая проницаемость, примерно в 80 раз больше, чем у воздуха. Если перевести на бытовой язык, радиоволна внутри воды «сжимается» и ведет себя так, будто антенна гораздо длиннее, чем кажется со стороны.

Посчитаем. Для 51 МГц четверть длины волны это около 1,5 метра. Такой и должна быть классическая четвертьволновая антенна, чтобы нормально работать. А колба — всего 14 сантиметров, почти в десять раз меньше. Но из-за диэлектрических свойств воды для радиоволн она «выглядит» крупнее, чем есть физически. На этом и держится весь эффект.

Чем водяная антенна из стакана отличается от металлической

Металлическая антенна — это проводник с очень низким сопротивлением. Она эффективно преобразует энергию радиоволн в электрический сигнал и наоборот. Водяная антенна работает по другому принципу: вода выступает скорее как диэлектрический резонатор, а не как классический проводник.

На практике разница огромна:

• Металлическая антенна работает и на прием, и на передачу с высокой эффективностью;
• Водяная антенна теряет значительную часть энергии сигнала, но для приема мощного источника вроде МКС этого хватает;
• Металлическую антенну легко рассчитать и настроить под конкретную частоту, с водой все сложнее.

Сам автор эксперимента предположил, что с соленой водой результат, скорее всего, был бы похожим. И это логично, потому что проводимость у морской воды выше, но сам механизм, диэлектрическое «укорачивание» волны, никуда не девается.

Почему поймать сигнал МКС водой проще, чем передать его обратно

Это, собственно, и есть та деталь, на которой держится весь трюк. Прием и передача радиосигнала — задачи разного класса сложности.

Когда мы принимаем сигнал, антенна просто собирает энергию волн, которые и так летят в ее сторону. МКС излучает несколько ватт во все направления. Даже посредственная антенна что-нибудь да уловит, а дальше дело за приемником, который усилит этот слабый сигнал до слышимого.

Радиоволны с МКС достигают поверхности Земли и улавливаются даже нестандартной антенной

С передачей все ровно наоборот: антенна должна эффективно преобразовать электрический сигнал в радиоволны и направить их в нужную сторону. Любые потери в антенне означают, что сигнал просто не долетит до адресата. Водяная антенна теряет слишком много энергии, чтобы работать как передатчик.

Именно поэтому автор эксперимента отдельно подчеркнул, что чтобы попробовать передавать через водяную антенну, нужно серьезное измерительное оборудование, в частности, векторный анализатор цепей ,прибор для точной настройки антенн. Да и тогда успех никто не гарантирует.

Можно ли самому поймать сигнал с МКС

МКС регулярно пролетает над большинством населенных районов Земли и передает сигналы на открытых частотах. Радиолюбители по всему миру их ловят, и это довольно популярное хобби. Чаще всего берут простую направленную антенну и недорогой SDR-приемник. Это программно определяемое радио — штука, которая превращает компьютер в радиоприемник.

Японский опыт лишь показывает, что при удачном стечении обстоятельств вместо антенны может сработать и обыкновенный стакан воды. Только надеяться на стабильный прием с такой антенной не стоит, ведь это все-таки демонстрация принципа, а не рабочий способ слушать орбиту.

Если все же захочется попробовать, минимальный набор такой:

• SDR-приемник (стоит от нескольких тысяч рублей);
• Простая антенна на нужную частоту;
• Программа для отслеживания пролетов МКС;
• Немного терпения, ведь окно связи длится всего несколько минут за пролет;

Что эксперимент со стаканом воды говорит о свойствах жидкостей

На первый взгляд, это просто забавный трюк. Но за ним стоит важный физический принцип: антенной может быть не только металлический стержень. Любой материал с подходящими электромагнитными свойствами способен взаимодействовать с радиоволнами.

Водяные антенны — это не совсем новая идея. Военные исследователи изучают их уже несколько десятилетий. Главное преимущество водяных антенн в том, такую антенну можно быстро «включить» и «выключить», просто наполнив или опустошив емкость. Для металлической антенны это невозможно.

Колба с водой, подключенная к радиоприемнику

Ценность японского эксперимента в простоте условий: вода из-под крана, никакой спецтехники, реальный сигнал с расстояния в сотни километров. И на этом простом примере видно, что физика радиоволн устроена богаче и гибче, чем привычная картинка с металлическими антеннами на крышах.

О других экспериментах энтузиастов вы можете своевременно узнавать, подписавшись на наш канал в MAX. Присоединяйтесь к нам прямо сейчас!

Конечно, заменять классические антенны стаканами воды в обозримом будущем никто не станет. Но когда 14-сантиметровый столбик воды ловит голоса людей с орбиты, поневоле начинаешь иначе смотреть на привычные вещи — и на воду, и на радиоволны, которые нас окружают.