středa 18. února 2015

ZÁHADY ŠÍŘENÍ RÁDIOVÝCH VLN - Fyzika, nebo mystika?




Záhady šíření rádiových vln
Fyzika nebo mystika?

V tomto příspěvku se budeme věnovat tématu jen velmi volně souvisejícímu s oblastí C4ISR, nicméně zajímavému. Již dříve byli radioamatéři postaveni před zajímavý problém. Proč může jedna rádiová stanice regulérně přijímat dálkové rádiové signály v pásmu velmi krátkých vln (VKV) a druhá nedaleká, vzdálená třeba jen kolem sta metrů, nemůže? Proč jeden radioamatér, který při soutěži používá samodělný rádiový vysílač s malým výkonem a jednoduchou drátovou anténu (LW) uskuteční více vzácných dálkových spojení (získá víc radioamatérských lístků QSO) než jeho kolega ve vzdálenosti dva až tři kilometry od něho, který pracuje s technicky velmi pokročilým 1 kW rádiovým vysílačem a směrovými anténami? Proč při prakticky stejné používané výbavě přijímá jeden amatér signály prvotřídní kvality a druhý, nedaleko od něho, přijímá signály sotva slyšitelné? Jakou roli v tom hraje místo kde se stanice provozuje?

Mýtus rádiového vysílání s malým výkonem

Mnozí radioamatéři se zaměřili na uskutečňování dálkových rádiových relací s nízkým vysílacím výkonem (v řeči amatérských tzv. Q-kódů provoz při QRP). Ne všichni však byli úspěšní. Často po řadě neúspěšných pokusů ztráceli víru v možnost provozu QRP. Rubriky radioamatérských časopisů přitom byly plné zpráv o úspěších s provozem QRP. Zklamaní radioamatéři tomu odmítali věřit a tvrdili, že je to nesmysl, mýtus a podvod.
A opravdu, provede-li se výpočet trasy pro rádiové spojení podle vzorců z teorie šíření rádiových vln, je možné učinit závěr, že získat lístky QSO za spojení přes oceán není při provozu s výkonem 1-5 W možné. V praxi se však taková spojení uskutečňují! A není to mýtus, což může značný počet radioamatérů, kteří za to získali cenné lístky QSO potvrdit. Tak co vlastně některým radioamatérům umožňuje uskutečňovat úspěšné relace QRP? S největší pravděpodobností je to místo, kde se jejich stanice provozuje.

Spřažené body na zemském povrchu

Opravdu, v mnoha případech je možné díky geografické poloze rádiové stanice vést provoz se značně sníženým vysílacím výkonem (QRP), a to i při použití velmi jednoduchého zařízení. Podívejme se jak je to možné. K tomu trochu odbočíme od radioamatérského spojení k lidskému tělu.
Analogie s akupunkturou
Je všeobecně známé, že lidské tělo je pokryté akupunkturními body. Když se tyto body (často umístěné na naprosto neočekávaných místech) nějak excitují, pak mohou léčivě působit na lidské orgány umístěné v nejrůznějších jiných místech těla. Přitom body pomocí nichž se působí na týž orgán, mohou být na těle umístěny v různých místech. I metody excitace akupunkturních bodů mohou být různé, nejčastěji to bývá vpichem malých jehliček. Léčení člověka působením na jeho akupunkturní body malými jehličkami bylo v Číně rozšířené už před dvěma tisíci let.
Akupunktura země-00.jpg
Ilustrace k akupunkturním bodům na lidském těle
Akupunktura Země
Ve 20. století se zjistilo, že naše planeta Země je rovněž pokryta podobnými body. Říká se jim “spřažené” body. Charakterizují se tím, že působí-li se na ně v jednom bodě nějakým vzruchem (ať již gravitačním, elektromagnetickým, nebo třeba seismickým), toto působení se projeví v dalších spřažených bodech. Síla a rychlost jakou se toto působení projeví je taková, že tento jev nemůže být vysvětlen nějakým obyčejným způsobem proniknutí vzruchu z bodu aktivace do jiných bodů, které jsou s ním spřaženy. Takový jev se prakticky odehrává v zemské magnetosféře.
Akupunktura země-11.jpg
Ilustrace ke spřaženým bodům na zemském povrchu
Například při provádění pokusných jaderných výbuchů se zjistilo, že v bodech spřažených s bodem místa výbuchu došlo k zesílení radioaktivity, zvětšení teploty a seismickým jevům charakteristickým pro jaderný výbuch. Tyto efekty přitom byly pozorovány prakticky současně s provedením daného výbuchu, ke kterému došlo ve vzdálenosti mnoha tisíc kilometrů od pozorovaných míst. Obyčejným mechanizmem šíření v silových polích to stěží lze vysvětlit. Jistě, síla projevu těchto jevů ve spřažených bodech byla dosti slabá. Nicméně pomocí existujících měřících přístrojů je bylo možné zcela jasně zaznamenat.
V rádiovém spojení se spřažené body na Zemi projevují tak, že i když se při vysílání v daném bodě použije malý výkon vysílače, ve spřažených bodech bude úroveň přijímaného rádiového signálu dostatečně vysoká, v každém případě vyšší, než by teoreticky měla být. V místech  takových spřažených bodů často bývá stále slyšitelné vysílání vzdálené rádiové stanice provozované v místě, které je vzdáleno tisíce kilometrů. Přitom ve vzdálenosti pouhých několika kilometrů taková rádiová stanice již normálně není slyšitelná. Radioamatéři, kteří sídlí v místech spřažených bodů mohou stále uskutečňovat dálkové relace s příslušnými extrémně vzdálenými protějšky.

Spřažené body v zemské ionosféře

Další projevy spřažených bodů, a to v zemské ionosféře, jsou dnes radioamatérům pracujícím na krátkých vlnách dobře známé. Při vypouštění kosmických lodí na oběžnou dráhu Země vznikne v ionosféře plazmová stopa projevující se v ionosféře nejen v místě vypuštění kosmické lodi, ale i ve stovkách dalších míst, která jsou od místa vypuštění velmi vzdálená. Následkem toho nastane prudké krátkodobé zlepšení rádiového spojení v amatérských mezilehlých VKV pásmech 6-10 m (30-50 MHz). Je to projev spřažených bodů v zemské ionosféře, který v současnosti ještě zůstává prakticky neprozkoumaným jevem.

Odkud se vzaly spřažené body?

Věda se již dlouho snaží dát odpověď na otázku původu akupunkturních bodů na těle člověka. Odkud se však vzaly, a jak vznikly analogické spřažené body na povrchu Země?
Zde se musíme dotknout struktury naší planety Země. Není zde cílem vnikat hlouběji do teorie, která souvisí s tím, že naše planeta je svým způsobem ‘živým’ tělesem. K tomu, abychom mohli odhalit řadu dosud dosud nevyřešených záhad, plně postačují reálná fakta o struktuře planety Země. Podívejme se do jejího nitra (obrázek níže).
Vnitřní část jádra země.jpg
Schématický pohled do jádra planety Země
Pod zvenku klidným a stabilním povrchem Země (zemskou kůrou) probíhají bouřlivé procesy. Tečou tam podzemní řeky, z nichž mnohé jsou nesrovnatelně větší než řeky na povrchu Země, šplouchají tam gigantická moře z vody a ropy, a pohybují se proudy plynů. Ještě níž, pod podzemními řekami a moři vody a ropy běsní bouře žhavého magmatu, na kterém (podle vědeckých předpokladů) plavou obrovské “kry” našich kontinentů. Pro nás je těžké si představit prasklý a rozdělující se kontinent jehož části, pro člověka nepozorovaně, plavou do různých stran.
Struktura Země.jpg
Dynamické procesy v “živém” nitru Země
V místech tektonických zlomů ker našich kontinentů probíhají svérázné “magnepády” a řádí bouře z rozžhaveného magmatu. Ozvěnou těchto bouří a ”rozhoupání” kontinentů jsou zemětřesení a erupce sopek. Projevem zbytkových jevů spojených s působením podzemních sil bývají naleziště rud, případně i ložisek zlata a diamantů. Místa tektonických prasklin zaplavuje voda, následkem čehož např. vzniklo nejhlubší jezero na světě - Bajkalské (hloubka přes 1600 m).
Je ovšem možné konstatovat, že znalosti o podrobnostech složení planety Země jsou stále velmi nedostatečné. Kosmické lodě poslaly na Zemi fotografie až z okrajů sluneční soustavy.
Magnetosféra Země.jpg
Ilustrace magnetosféry Země
Nyní víme jak vypadají planety vzdálené od nás mnoho set milionů kilometrů, přitom ale nevíme přesně jak vypadá naše planeta Země pod našimi nohami v hloubce 10 km.
Astronomové mohou sestrojit mapy hvězdného nebe na mnoho desítek tisíc let dopředu, mohou třeba předpovědět kdy nastane zatmění Slunce a Měsíce na tisíce let dopředu. Nikdo z nyní žijících lidí je nebude moci vidět a potvrdit správnost výpočtů. Pro 99,9999% obyvatel Země nepředstavují tyto předpovědi žádný praktický přínos. Přitom však nemůžeme s jistotou předpovědět zemětřesení aspoň jeden den předem, což by mohlo zachránit životy mnoha a mnoha lidí. Stále dosud nemáme přesné mapy mnoha míst na Zemi. Lidstvo musí vydávat gigantické finanční prostředky na vyhledávání ložisek podzemních nerostů a nejspíš je bude muset vydávat i po mnoho let v budoucnu.
Vrátíme-li se k tématu tohoto příspěvku musíme konstatovat, že málo prozkoumané jsou i spřažené body Země. Je účelné uvést, že o spřažených bodech se také pojednává ve fyzice geomagnetického pole (magnetické pole zeměkoule). Tam se za spřažené body považují dva body zemského povrchu, které jsou propojeny siločarami magnetického pole Země. Fenomén sdružení tam zahrnuje všechny jevy vznikající na bázi aktuálního propojení míst siločarami magnetického pole Země mezi severní a jižní polokoulí. Zde popsaný fenomén sdružení a sdružených bodů, se však týká specifiky jevů v šíření vln rádiových komunikací.
Existence mapy sdružených bodů a s tím souvisejícího popisu charakteru jejich projevů by mohla být velkou pomocí v řešení mnoha záhad naší planety. Podívejme se nyní na to, co z hlediska problematiky tohoto příspěvku, prozkoumáno je.

Druhy spřažených bodů Země

Při zkoumání spřažených bodů Země se zjistilo, že na povrchu Země jsou dva základní druhy bodů (obdobné je to na lidském těle v případě akupunkturních bodů, kde jsou dvěma body bod s vysokou a bod s nízkou vodivostí). Na zemském povrchu jsou základními druhy spřažených bodů body označované jako “bílá skvrna” (BS)”černá skvrna” (ČS). Podíváme se, čím jsou tyto “skvrny” charakterizovány a čím jsou jako spřažené body zajímavé pro oblast rádiového spojení.
Bílé skvrny
V místě BS se projevuje silné zlepšení podmínek pro spojení. Na určitých úsecích pásem rádiových kmitočtů lze pozorovat zvýšení éterického šumu, často je možný kvalitní příjem i při použití improvizované antény. Éterický šum registrovaný přijímačem působí často ve vlnách (jako hluk pravidelného mořského příboje) a plynule se stěhuje po vlnových rozsazích. Právě “bílé skvrny” představují spřažené body na povrchu Země.
Černé skvrny
V místě ČS  se naopak projevuje zřetelné zhoršení rádiového příjmu. Zkušenost ukazuje, že dokonce i člověk se v tom místě necítí dobře (např. bolest hlavy). Často bylo pozorováno i selhání počítače, špatně pracují i mikrovlnné přístroje, údajně dokonce i některá složitá mechanická zařízení (např. se projevuje nepravidelný chod mechanických hodinek). Například poslední uváděný jev se zdá být spíš z oblasti něčeho “mezi nebem a Zemí”...
Předpokládá se, že “černé skvrny” jsou spřažené nikoli s místy, která jsou na povrchu Země, ale s body, které jsou v nitru Země. Proto se v místě kde leží projevuje negativní působení související se surovými přirozenými podmínkami v nitru planety Země, tj. vysokými teplotami, zvýšenou úrovní gravitace, vysokým tlakem a dalšími, pro nás možná dosud neznámými přírodními jevy. Působení takových faktorů jsou samozřejmě nejvíce náchylné “jemné” přístroje. Proud v současných integrovaných obvodech představuje nikoli miliony elektronů, jak tomu bylo např. v elektronkách, ale pouze stovky, nebo dokonce desítky elektronů. Tím je možné vysvětlit to, že zařízení s integrovanými obvody (s vysokou hustotou integrace) jsou značně citlivá na působení různých vzruchů.
A tím, že jeden radioamatér, který provozuje svou stanici v místě kde je BS, a druhý v místě s ČS, je možné vysvětlit to, že jeden má výsledky v uskutečňování náročných relací v éteru velmi dobré, a druhý, byť třeba mnohem lépe technicky vybavený, má výsledky mnohem horší.

Jak objevit bílé a černé skvrny?

Jak ale zjistit kde na zemském povrchu jsou BS a ČS? Skutečnost, že v místě s BS je i s improvizovanou anténou a rádiovou stanicí, která vůbec neodpovídá poslednímu slovu techniky výtečný příjem, zatímco v místě s ČS je slabý signál, který se takřka nedá přijímat, ještě neznamená způsob jak je lze zjišťovat, ani důkaz jejich existence. Skeptici mohou uvést mnoho různých příčin, které budou vysvětlovat dobrý a špatný příjem rádiových signálů v různých místech jinak.
Existuje však velmi jednoduchý způsob zjištění a dokázání existence obou druhů skvrn. Nejjednodušší je obvyklá meteorologická mapa. Uvádí se na ní teplota, stálé větrné “růžice”, průměrné množství srážek během určité doby v daném místě (může to být konkrétní měsíc nebo roční období) apod. Jistě mnozí z nás zaregistrovali, že jsou místa, kde je vždy tepleji nebo chladněji než v jiných místech.
V ”teplých” a ”suchých” místech (podle meteorologické mapy) se nejčastěji projevují ČS, zatímco v “chladných” a ”mokrých” místech jsou zřetelnější projevy BS. Na černo-bílých satelitních a leteckých snímcích terénu, pořízených s využitím pásma infračerveného záření se tato místa skutečně jeví jako bílé nebo černé skvrny v porovnání s celkovým šedým pozadím snímku (odtud jejich název). Rozměry takových skvrn (vzato jako průměr) mohou být od desítek metrů do několika kilometrů, což lze na snímcích zřetelně vidět.
Inverzní skvrny
Existují také tzv. inverzní skvrny. Ty jsou nejzáhadnějším druhem spřažených bodů. “Inverzní místo” je charakterizováno tím, že i když je všude chladno, v tomto místě lze registrovat zřetelné teplo. A naopak, když je všude teplo, je v tom místě možné registrovat zřetelné chladno. Když všude prší, v tom místě je sucho. A navíc, tyto povětrnostní jevy mají stabilní charakter, projevují se z roku na rok, od jedné generace k druhé.
V “inverzním místě” dochází k mezním variantám projevů BS a ČS. Buď je vynikající příjem (ještě lepší než v místě BS), nebo není slyšet nic (ještě horší než v místě ČS). “Inverzní místa” se mohou projevovat v závislosti na sezóně (období) a být buď BS nebo ČS. Například mohou být BS v létě a ČS v zimě. Mohou se dokonce měnit v souladu s rytmy měsíčního kalendáře (lunárními rytmy). Inverzní skvrny se mohou objevovat a mizet, údajně se mohou plynule přesouvat po povrchu Země. Soudí se, že inverzní skvrny nějak souvisejí s určitými procesy v nitru naší planety. S jakými - to dosud zůstává záhadou. Není také jasné s jakými body planety jsou “inverzní místa” spřažená, jelikož místa spřažená s nimi se také mění.
Stav ionosféry a magnetické bouře nemají na “inverzní místa” vliv a zpravidla neovlivňují ani šíření rádiových vln v místech BS a ČS.
Mimochodem, pro určení místa vhodného pro rádiový provoz z hlediska možného působení negativních vlivů, není od věci vzít v úvahu zeměpisné názvy míst (zejména pak místní nebo lidové názvy vycházející z moudrosti a zkušenosti místních obyvatel) vyjadřující bezútěšný charakter míst tím, že mají v názvu přídavná jména jako černý, čertův, hrůzný, tajemný apod.

Rádiový provoz v spřažených místech

Zjistí-li radioamatér provozující stanici že je v jeho místě (v místě ČS) zjevně špatný příjem, nebo mu protější stanice při relacích špatně odpovídají a přitom kus vedle jsou výborné podmínky pro dálkové spojení, pak je nutné změnit stanoviště. Nepomůže ani vyšší kvalifikace, ani lepší zařízení, ani dokonalejší anténa.
Jestli se mu zdá, že je v místě BS, snadno se o tom může přesvědčit. Je dobré si analyzovat svá dosažená spojení. K tomu je účelné zobrazit si je na mapě. Pokud se ukáže, že převládají spojení se vzdálenými místy při kvalitním provozu a možnost uskutečňování rádiových relací v různých dobách (projevy BS i ČS mohou být spojeny s dojmem jako by signál přicházel ve vlnách), pak jde o provoz v místě BS.
Má se za to, že úsek kmitočtového spektra rádiových vln, ve kterém se projevují vlivy BS a ČS pokrývá pásmo od několika desítek Hz do několika stovek MHz. V konkrétních místech BS a ČS se přitom mohou vyskytovat špičky na určitých hodnotách kmitočtů tohoto pásma kmitočtů. Provedením analýzy svého rádiového provozu (podle slyšitelnosti různých rozhlasových a radioamatérských stanic) z hlediska pásma kmitočtů, je možné najít “kmitočtová okna” s vysokou pravděpodobností kvalitního příjmu v místě daného stanoviště. Je dobré vědět, že existují jednostranná (či jednosměrná) místa BS a ČS. V těch místech se vyskytuje zřetelné zhoršení buď jen příjmu, nebo jen vysílání. Taková místa jsou však řidší, než místa s ”klasickými” BS a ČS.
Je tedy možné shrnout, že při uskutečňování relací amatérského rádiového spojení hraje velkou roli geografická poloha rádiové stanice, zejména pokud je umístěna v místě spřažených bodů. V tom případě je plně možné s použitím i jednoduchého zařízení a jednoduché antény uskutečňovat dálková rádiová spojení s mnoha místy na Zemi, zejména tehdy, je-li rádiová stanice zřízena v místě spřažených bodů.
Při klasické variantě projevu BS operátor rádiové stanice po několik let zaznamenává to, že s určitými místy na Zemi uskutečnil velký počet úspěšných relací rádiového spojení, zatímco s jinými místy nikoli. Použití směrových antén, dokonalejších zařízení a vyššího výkonu vysílače nepřináší žádný efekt. A najednou se ukáže, že provozuje stanici v místě ČS. Nebo to, že jeho místo BS se změnilo na “inverzní místo” a po určité době nabylo charakter ČS. Veškerá snaha zakoupit drahé kvalitní zařízení a zřídit nové antény je zbytečná. V takovém případě má operátor jedinečnou možnost prozkoumat vlastnosti dosud neprozkoumaných míst (i když už je 21. století).
Doporučuje se pozorně vnímat signály z éteru, srovnávat vlastnosti svého provozu s provozem jiných radioamatérských stanic a zaznamenávat zákonitosti, které se projevují v provozu z různých míst. Může se stát to, že právě takový pozorný operátor odhalí dosud neznámé vlastnosti spřažených skvrn. Byl by to jistě větší přínos k rozluštění stále ještě existujících záhad na naší planetě, než honba za velkými počty uskutečněných rutinních rádiových relací.
ooooooooo
V příspěvku popsané jevy byly nezávisle ověřeny a potvrzeny při vedení rádiových komunikací v rámci  provádění několikaletého geofyzikálního výzkumu oblastí za Severním polárním kruhem ruskou expedicí ARKTIKA. Byla zkoumána a dlouhodobě sledována souvislost měřených geofyzikálních parametrů různých míst na povrchu Země s podmínkami šíření rádiových vln a kvalitou rádiového spojení v různých pásmech kmitočtového spektra.
Van Allenovy radiační pásy.jpg
Van Allenovy pásy kolem Země (ilustrační obrázek)
Při zjišťování uvedených souvislostí byly předem známé objektivně naměřené údaje ve zkoumaných místech jako vodivost půdy, struktura vrchních vrstev zemské kůry, klimatické podmínky, geomagnetické parametry apod. Ověřila se vysoká pravděpodobnost existence spřažených míst a jejich působení na rádiové komunikace, jak je popsané v daném příspěvku.
(Zpracováno s využitím materiálu: Igor Grigorov, Earth Accupuncture: Feedback on the Problem…, http://www.antentop.bel.ru)