R07 in der CQDL 6-2022
Der OV R07 findet sich auch in der Juni Ausgabe der CQDL. Unser OVV war wieder fleißig, aber lest selbst:
ARM-Prozessor lief 6 Monate über Photosynthese
Forscher der Abteilung für Biochemie der Universität Cambridge haben eine ARM-CPU sechs Monate lang mit Algen als Energiequelle betrieben. Wie in einem Skript mit dem Titel „Powering a microprocessor by photosynthesis“ (Stromversorgung eines Mikroprozessors durch Photosynthese) erläutert, haben die Biochemiker ein Gerät in der Größe einer AA-Batterie gebaut, das eine Alge namens Synechocystis beherbergt, die „auf natürliche Weise durch Photosynthese Energie von der Sonne erntet“.
ARM gibt an, dass es sich bei diesem Prozessor um seine energieeffizienteste Architektur handelt, das nur 3,8 µW/MHz benötigt. Ideal für Geräte des IoT, des Internets der Dinge.
Professor Christopher Howe von der Abteilung für Biochemie in Cambridge ist der Meinung, dass viele dieser Geräte am besten funktionieren, wenn sie ihre eigene Energie erzeugen können, anstatt sich auf gespeicherte Energie zu verlassen. Der Professor wies darauf hin, dass Batterien und Solarzellen diese Aufgabe zwar erfüllen können, aber auch seltene Metalle und einige unangenehme Chemikalien verwenden und schließlich verschleißen.
Ein Fachbeitrag wurde in einem wissenschaftlichen Fachmagazin veröffentlicht.
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)
Tesla-Klau leicht gemacht dank Bluetooth
Moderne „Keyless Entry“-Systeme für Autos erleichtern das Aufsperren – nicht nur für den rechtmäßigen Besitzer. Oft sind die Schlüssel-Codes zu leicht zu knacken und innerhalb von 45 Minuten kann ein BMW geöffnet und weggefahren werden. Teils sind die Funksysteme auch zu empfindlich und erlauben Öffnen und Start auf mehrere Meter Entfernung. Damit haben sich auch bereits rechtmäßige Besitzer vergiftet.
Diese Gefahr besteht bei einem E-Auto zwar nicht, aber eine andere Schwäche der Funkschlüssel tritt auch hier zutage: Ein ordnungsgemäß nach mehr als einem Meter zu schwaches Signal kann über Relayeinrichtungen so verstärkt werden, dass das Auto auch auf 20 m Entfernung zum Schlüssel geöffnet werden kann.
Bluetooth Low Energy sollte hier über die Signallaufzeiten und Latenzen eine Entfernungsmessung möglich machen und bei zu großer Entfernung auch bei starkem Signal das Öffnen verweigern. Diverse Tesla-Modelle nutzen diese Technologie.
Die von Forschern der NCC Group entdeckte und demonstrierte Technik besteht darin, die Bluetooth Low Energy-Signale von einem mit einem Tesla gekoppelten Smartphone an das Fahrzeug weiterzuleiten. So lässt sich nicht nur die Tür entriegeln, sondern auch das Auto starten und wegfahren.
Zum Tesla-Klau werden zwei weitere Smartphones benötigt: Eins in der Nähe des gekoppelten Telefons des Besitzers und ein weiteres Gerät in der Nähe des Autos. So wird direkt auf der Verbindungsebene des Bluetooth-Protokolls gekoppelt und so die „Entfernungsmessung“ umgangen. Diese Sicherheitslücke betrifft alle Produkte, die über ein Smartphone und Bluetooth Low Energy etwas öffnen lassen, auch Haustüren.
Die Bluetooth-Kernspezifikation hat im Übrigen nie die Sicherheit dieser Entfernungsbestimmungen garantiert. In den Aktualisierungen der Proximity-Profil-Spezifikation aus dem Jahr 2015 erklärte die Bluetooth Special Interest Group (SIG), dass das Proximity-Profil nicht als einziger Schutz für wertvolle Güter verwendet werden sollte und dass es derzeit keine bekannte Möglichkeit gibt, sich gegen solche Angriffe mit Bluetooth-Technologie zu schützen.
Diese Zugangstechnik, bei Tesla heißt sie „Passiver Zugang“, sollte also wo möglich abgeschaltet werden
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)
Solar Orbiter sendet Bilder von der Sonne
Messdaten wurden jetzt veröffentlicht
Neue Messdaten der ESA-Raumsonde Solar Orbiter zeigen die äußere, heiße Atmosphäre der Sonne, die Korona, in bisher unerreichter Detailschärfe. Die Aufnahmen lassen hochaufgelöste koronale Bögen sowie eine kuriose strahlenförmige Struktur erkennen und bieten einzigartige Ansichten der Polregion unseres Sterns.
Etwa anderthalb Monate nachdem die Sonde den bisher sonnennächsten Punkt ihrer Umlaufbahn um die Sonne passiert hat, veröffentlichen die Teams aller zehn wissenschaftlichen Instrumente erste Ergebnisse und Bilder aus dieser Missionsphase. Dabei zeigt sich die besondere Stärke der Sonde: der gleichzeitige Blick in verschiedene Schichten unseres Sterns. So wurde die Raumsonde in den Tagen um den Vorbeiflug gleich mehrfach Zeuge solarer Teilchen- und Strahlungsausbrüchen. Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen ist an vier Instrumenten von Solar Orbiter sowie an der Auswertung der Daten beteiligt.
Auf einen Abstand von nur etwa 48 Millionen Kilometern hatte Solar Orbiters Flugbahn die Sonde am 26. März an die Sonne herangeführt. Das entspricht weniger als einem Drittel der Entfernung zwischen Erde und Sonne und markiert einen vorläufigen Höhepunkt der Mission. Nur drei Raumsonden sind der Sonne jemals nähergekommen; keine davon allerdings mit abbildenden Instrumenten, die auf die Sonne schauen. Solar Orbiter hingegen blickt mit sechs wissenschaftlichen Instrumenten auf Oberfläche, Atmosphäre und Umgebung der Sonne; vier weitere, die so genannten in situ-Instrumente, vermessen die Teilchen und elektromagnetischen Felder, welche die Raumsonde umströmen.
Solares Feuerwerk
Einen genauen Blick werfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch auf das „Feuerwerk“ aus Strahlung und Teilchen, das die Sonne in der Zeit um den Vorbeiflug bot. Die in-situ Instrumente fingen Hinweise auf einen Ausbruch energetischer Teilchen und drei Strahlungsausbrüche ein. Den Strahlungsausbruch vom 31. März haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der höchsten Kategorie, genannt X, zugeordnet. Ausbrüche dieser Vehemenz treten selbst in Phasen hoher Sonnenaktivität nur selten auf.
Die Messdaten der abbildenden Instrumente können helfen aufzuspüren, wo diese Ausbrüche auf der Sonne ihren Ursprung und welche Prozesse sie ausgelöst haben. So zeigen sich etwa in EUI-Aufnahmen frühe Anzeichen des beobachteten Teilchenausbruchs. Aktuelle Fotos hat die ESA online gestellt.
Im Oktober dieses Jahres soll Solar Orbiter der Sonne noch näherkommen. Dann werden Raumsonde und Stern nur noch 42 Millionen Kilometer trennen.
Quelle: funkamateur.de (MPS Red. FA/-joi)
„Digitale Dividende“: Nun wollen Behörden die DVB-T2-Frequenzen
Seit über 20 Jahren sehen sich öffentlich-rechtlicher Rundfunk und Telecom-Unternehmen als Konkurrenten. Zunächst in Sachen Internet, das nach Ansicht mancher Intendanten dem Rundfunk dienen sollte und nicht der Telekommunikation, doch dann konkret bei den UHF-Fernsehfrequenzen: Die oberen Kanäle wurden durch die frequenzsparende Digitalübertragung frei („digitale Dividende“) und neu dem Mobilfunk zugewiesen für LTE.
Doch mit der Weltfunkkonferenz 2023 (WRC-23) stehen nun auch die Frequenzen des UHF-Band IV von 470 bis 694 MHz zur Verhandlung, die den Rundfunksendern noch zur terrestrischen Fernsehübertragung (DVB-T2) verblieben sind. Und inzwischen [DWDL.de] wollen auch Polizei/Feuerwehr/Katatstrophenschutz (BOS) und Militär ins bisherige Fernsehband.
Ende 2021 haben sich ARD, ZDF, Deutschlandradio und die im Vaunet organisierten Privatsender mit Sennheiser, Media Broadcast, der Initiative SOS – Save Our Spectrum, dem Zentralverband der Elektroindustrie und den Landesmedienanstalten zur Allianz für Rundfunk- und Kulturfrequenzen zusammengeschlossen: Die drahtlosen UHF-Mikrofone, wie sie auf Konzerten, Kongressen und in Kirchen genutzt werden, senden in den Lücken zwischen den Fernsehkanälen. Sie mussten schon einmal umziehen bei der Umstellung auf DVB-T2 und der Preisgabe von Band V, mit dem Verlust von Band IV wäre für sie endgültig Sendeschluss. Auch für 5G-Broadcast werden die klassischen Fernsehfrequenzen benötigt. Doch während einige Teile der Politik zum Rundfunk halten, sehen andere die innere Sicherheit ohne die Freigabe der DVB-T2-Frequenzen gefährdet.
Auf der Branchenmesse Anga Com wurde im Panel „Die Zukunft der Rundfunk- und Kulturfrequenzen“ der bisher im Verborgenen schwelende Streit öffentlich. Die Rundfunksender beklagen [cablevision-europe.de] dabei, dass BOS und Militär ihre Bedarfsanmeldung nicht einmal begründen wollen, weil „geheim“ und so alle Bemühungen um eine Lösung blockieren.Die Bundesnetzagentur will eine kooperative Nutzung – nur wie sähe die dann aus? Wenn in Notsituationen wie dem Hochwasser in der Eifel Rundfunkfrequenzen den Mobilfunk- und/oder Hilfsdiensten übertragen würden, wäre dies ja keine für die Bevölkerung wirklich hilfreiche Lösung, die genau dann plötzlich von Rundfunkdiensten abgeschnitten wäre, wo diese besonders wichtig würden.
Quelle: funlamateur.de (DL2MCD)
Vorbereitungen für Sunrise III
Ballongetragenes Sonnenobservatorium startet im Juni
Wenige Wochen vor Beginn seines Forschungsflugs in der Stratosphäre hat das Sonnenobservatorium Sunrise III an seinem Startplatz am Polarkreis bei einem Test zum ersten Mal auf die Sonne geschaut. Im Juni wird es vom Esrange Space Center, der Ballon- und Raketenbasis der Schwedischen Weltraumagentur SSC im nordschwedischen Kiruna, mithilfe eines mit Helium gefüllten Ballons auf eine Höhe von etwa 35 Kilometern steigen und während eines mehrtägigen Fluges Messdaten von der Sonne aufnehmen.
Startpunkt Kiruna
Seit Anfang April ist Esrange Space Center im nordschwedischen Kiruna Schauplatz der letzten Vorbereitungen für den Flug von Sunrise III. In Einzelteile zerlegt ist die gesamte Hardware einschließlich Gondel, Sonnenteleskop und wissenschaftlicher Instrumente in Lastwagen vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen dorthin gereist; das MPS leitet die Mission. Seitdem sind die eisigen Temperaturen von bis zu -15 Grad Celsius und das Schneetreiben, das bei der Ankunft herrschte, verträglicheren Bedingungen gewichen. Das so genannte „First Light“, der erste Blick auf die Sonne, fand Anfang Mai bei Temperaturen um den Gefrierpunkt statt.
Der Start vom Polarkreis ist mit einem beträchtlichen logistischen Aufwand verbunden. Doch für den wissenschaftlichen Erfolg der Mission ist der abgelegene Startplatz im hohen Norden von entscheidender Bedeutung. Da die Sonne jenseits des Polarkreises im Sommer nicht untergeht, kann Sunrise III während des Fluges rund um die Uhr Messdaten aufzeichnen. Am Erdboden finden Sonnenforscherinnen und -forscher die besten Sichtbedingungen etwa auf Hawaii, auf den Kanarischen Inseln oder im US-amerikanischen Südwesten. Doch selbst während der besten Beobachtungssaison, üblicherweise im Frühsommer, sind dort die Messungen typischerweise auf wenige Stunden am Tag begrenzt.
Fahrt nach Westen
Ein weiterer Vorzug von Sunrise III ist die Beobachtungshöhe. Ein riesiger, mit Helium gefüllter Ballon hebt das etwa sechs Meter hohe Observatorium beim Start bis in die Stratosphäre. In etwa 35 Kilometern Höhe trägt der Wind Observatorium und Ballon nach Westen. In dieser Höhe, die beinahe schon den Übergang zum Weltall markiert, ist die Atmosphäre so dünn, dass Luftturbulenzen die Sicht nicht trüben. Zudem hat das ballonfahrende Forschungsobservatorium dort Zugang zur ultravioletten Strahlung der Sonne, deren Großteil die Erdatmosphäre absorbiert. Bessere Beobachtungsbedingungen bieten nur Raumsonden im Weltall.
Der Flug dauert nur einige Tage. Je nach Windgeschwindigkeit erreicht Sunrise III den unbewohnten Nordosten Kanadas nach etwa fünf bis sieben Tagen. Dort landet das Observatorium an einem Fallschirm. Den genauen Starttermin Anfang Juni bestimmt das Wetter: Bei Niederschlag kann Sunrise III nicht starten; zudem ist Windstille erforderlich.
Quelle: funkamateur.de (MPS Red. FA/-joi)
Flachlautsprecher mit hohem Wirkungsgrad
Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology haben aus einer Kunststofffolie und einer piezoelektrischen Schicht Flachlautsprecher hergestellt. Die Arbeit wird in einem kürzlich in der Fachzeitschrift IEEE Transactions on Industrial Electronics veröffentlichten Artikel mit dem Titel An Ultra-Thin Flexible Loudspeaker Based on a Piezoelectric Micro-Dome Array beschrieben. Ein YouTube-Video zeigt den Lautsprecher in Aktion.
Heutige Lautsprecher wandeln elektrische Signale üblicherweise in ein Magnetfeld um, das eine Lautsprechermembran bewegt, um hörbare Vibrationen zu erzeugen. Die MIT-Wissenschaftler benötigen keine Drahtwicklung. Sie verwenden piezoelektrisches Material, um eine Mikroanordnung von Kuppeln zu bewegen, die den Klang erzeugen.
Die Konstruktion basiert auf einer Kunststofffolie aus PET (Polyethylenterephthalat), die perforiert und mit einem dünnen Film aus piezoelektrischem Material, PVDF (Polyvinylidenfluorid), überzogen ist.
In einer Entfernung von 30 cm können diese Dünnfilm-Lautsprecher durch das Anlegen von 25 V bei 1 kHz eine Lautstärke erzeugen, die der eines typischen Gesprächs (66 dBa) entspricht. Bei 10 kHz erreicht die Lautstärke das Niveau des Stadtverkehrs (86 dBa). Die Folienlautsprecher benötigen angeblich nur 100 mW/m² Lautsprecherfläche, weniger als ein Zehntel heutiger Lautsprecher. Von 100 Hz bis 100 kHz sollen die Lautsprecher funktionieren, allerdings steigt der Schalldruck mit der Frequenz, weshalb der Klang ohne Korrektur sehr spitz und plärrend ist. Dafür können die Lautsprecher leicht in vorhandene Gegenstände wie einen Fahrzeuginnenraum integriert werden – die Forschung wurde zum Teil von der Ford Motor Company finanziert. Auch die Nutzung als Mikrofon ist angedacht. Ultraschall und Echolote sind eine naheliegende Anwendung.
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)
Astra Satelliten sollen nun auch von Schottland starten
Traditionell startet man Satelliten und Raumflüge lieber aus niedrigen Breiten wie Cape Canaveral in Florida oder Kourou in Französisch-Guayana wegen der höheren Startgeschwindigkeit in Äquatornähe und dem Anpeilen eines geostationäen Orbits. Russland musste mit Baikonur allerdings immer schon aus höheren Breiten starten und bei anderen Umlaufbahnen als der geostationären kann dies ohnehin sinnvoll sein.
Astra hat bereits Satelliten aus Alaska gestartet, nun sollen auch die schottischen Shetland-Inseln hinzukommen:
Astra Space, Inc. und der SaxaVord UK Spaceport haben am 10. Mai bekanntgegeben, dass sie eine Partnerschaft eingehen, um den Zugang zum Weltraum zu verbessern, indem sie spezielle Orbitalstartdienste für einen wachsenden Satellitenmarkt anbieten. Vorbehaltlich des Abschlusses endgültiger Vereinbarungen und behördlicher Genehmigungen werden die Raketenstarts voraussichtlich im Jahr 2023 beginnen.
Mit seinem flexiblen, mobilen Ansatz kann Astra ein voll funktionsfähiges Startsystem transportieren und mit einer einfachen Betonplatte für Starts verbinden. SaxaVord UK Spaceport würde die Kapazität von Astra bei wichtigen Neigungen erweitern. Zusammen sollen sie den Zugang zum Weltraum für Kunden, die im Vereinigten Königreich starten, beschleunigen.
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD nach PI)
SOFIA fliegt dieses Jahr zum letzten Mal
Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie SOFIA ist ein Teleskop, das nicht am Boden steht oder wie das Weltraumteleskop Hubble in einer Umlaufbahn die Erde umrundet, sondern in einer umgebauten Boing 747 bis in die Stratosphäre fliegt, oberhalb von 12 km Höhe, um zumindest die Infrarot-Absorption in der Troposphäre zu 99% zu umgehen.
SOFIA ist seit dem 30. November 2010 im Einsatz und war für eine Nutzungsdauer von 20 Jahren konzipiert. Doch das Flugzeug ist alt, von 1977, die Betriebskosten sind hoch, und die Notwendigkeit besteht dank Alternativen wie Hubble nicht mehr. Spätestens am 30. September 2022 soll SOFIA deshalb außer Betrieb gehen.
SOFIA, ein gemeinsames Projekt der NASA und der Deutschen Raumfahrt-Agentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), hatte nur eine begrenzte Zeit zur Verfügung. Die Entwicklung begann 1996, das „erste Licht“ wurde 2010 erblickt und die Plattform 2014 für voll funktionsfähig erklärt. Die fünfjährige Hauptmission wurde 2019 beendet, eine dreijährige Missionsverlängerung läuft in diesem Jahr aus.
Die Instrumente des Teleskops arbeiten im nahen, mittleren und fernen Infrarot, und da die Boeing 747 nach jedem Flug landet, hatten die Ingenieure die Möglichkeit, die Nutzlast zu warten und zu aktualisieren. Doch auch dies lohnt nun den Betrieb nicht mehr – Hubble übertrifft seit langem die Leistung von SOFIA.
Erfolglos war SOFIA jedoch nicht; zu den Entdeckungen der Mission gehört der Nachweis von Wasser auf der sonnenbeschienenen Oberfläche des Mondes im Jahr 2020. Bis zum Ende der Mission sind weitere Flüge für das Observatorium geplant, darunter auch ein Abstecher nach Neuseeland.
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)
Wie fotografiert man ein schwarzes Loch?
Gerade geht es wieder durch die Presse, ein Bild eines Schwarzen Lochs. Das erste „Foto“ dieser Art entstand vor drei Jahren von einem Schwarzen Loch in der elliptischen Riesengalaxie M87 im Virgo-Galaxienhaufen. Das „neue“ schaut zwar ähnlich aus, ist aber nun aus unser eigenen Milchstraße.
Natürlich kann man ein Schwarzes Loch nicht direkt aufnehmen: „Wie Sie sehen, sehen Sie nichts!“ Wohl aber das, was es in seinem Umfeld anrichtet. Dort herrscht nämlich erhöhte Strahlung, weil die Materie ins schwarze Loch gesaugt und dabei beschleunigt wird. Tatsächlich handelt es sich auch um kein Foto, sondern um ein errechnetes Bild, denn die Beobachtung erfolgte durch ein Array von Radioteleskopen, dem Event Horizon Telescope. Es folgten teils bis zu 5 Jahre Rechenarbeit auf Hochleistungscomputern, um hieraus ein für unsereins erkennbares Bild zu erzeugen.
Das neue Bild ist der erste direkte visuelle Nachweis für die Anwesenheit dieses Schwarzen Lochs. Es wurde vom Event Horizon Telescope (EHT) aufgenommen, einem Netzwerk, das acht bestehende Radioobservatorien auf der ganzen Welt zu einem einzigen virtuellen Teleskop von der Größe der Erde verbunden hat. Das Teleskop ist nach dem Ereignishorizont benannt, der Grenze des schwarzen Lochs, hinter der kein Licht mehr entweichen kann.
Obwohl wir den Ereignishorizont selbst nicht sehen können, weil er kein Licht aussenden kann, zeigt glühendes Gas, das um das schwarze Loch kreist, eine verräterische Signatur: eine dunkle zentrale Region (Schatten genannt), die von einer hellen ringförmigen Struktur umgeben ist.
Zu dem EHT-Netzwerk von Radioobservatorien, das dieses Bild ermöglicht hat, gehören neben anderen Einrichtungen auch das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) und das Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in der Atacama-Wüste in Chile, an dem die ESO im Namen ihrer europäischen Mitgliedsstaaten als Partner beteiligt ist und mitarbeitet.
Das Schwarze Loch, dessen Bild vor drei Jahren entstand, befand sich sogar noch zweitausend Mal weiter entfernt im All als das Schwarze Loch in der Milchstraße. Doch es war auch tausend Mal schwerer als unser „eigenes“ Schwarzes Loch – und damit sitzt es ruhiger im All und war leichter abzubilden. Zudem ist das Schwarze Loch in der Mitte unserer Heimatgalaxie von der Erde aus eigentlich gar nicht zu sehen. Für die Radioteleskope spielte dies jedoch keine Rolle.
Quelle: funkamateur.de (DL2MCD)