(fuente: osbiocos.com)
Edición especial AstroGalicia 2024
Colaboramos en la nueva edición de AstroGalicia realizando un Taller de iniciación a la radioastronomía. Para este evento hemos hemos desarrollado un práctico diseño de todo un clásico: un receptor de galena, o mas bien de germanio. Como se puede ver en los bocetos y en las imágenes que ilustran este artículo, todo el receptor se monta sobre un tubo de cartón impermeabilizado, empleando clips sujetapapeles para las conexiones exteriores. Una vez verificado su correcto funcionamiento en la banda de radiodifusión de Onda Media, procederemos a modificar su banda de recepción para conformar un sencillo radiotelescopio.
Además, segun avanzamos en la construcción del receptor, podemos repasar los fundamentos esenciales de la radio.
La radio es la base de la radioastronomía. Si hablamos de radioastronomía amateur, el primer paso lógico consiste en una aproximación a la radio y sus principíos básicos. Una manera muy didáctica de llevarlo a la práctica es construir nuestro propio receptor de radio. El receptor de radio mas simple que podemos construir es un "receptor de galena". Si estuviésemos hablando de una actividad de “iniciación a las matemáticas” la aproximacion natural seria comenzar con un taller práctico de sumas y restas. 
Pero para esta ocasión, en lugar de una “galena” típica, vamos a rediseñar el concepto clásico y construiremos un receptor con los minimos componentes electrónicos específicos, empleando en su lugar materiales de uso común. Aunque un minimo de elementos electrónicos si necesitaremos, claro. Así como también algunas herramientas básicas.
Además, una vez terminado el receptor y comprobado su buen funcionamiento (lo cual es realmente sencillo, pues vamos a sintonizarlo la banda de radio difusión de Onda Media, alrededor de la frecuencia de 1 MHz) lo vamos a modificar ligeramente para armar nuestro primer radiotelescopio y monitorizar la actividad de nuestra estrella favorita: el sol. 
Comencemos por las herramientas
Y ahora los componentes y materiales
Ahora viene lo verdaderamente interesante..
Lo primero que haremos sera cortar el tetrabrick para elaborar un tubo de cartón de unos 40 mm de diámetro. Dejamos el la cara interior del tetrabrick (recubierta de polietileno aislate) hacia el exterior del tubo. Las dimensiones finales serán de aproximadamente 40 mm de diámetro por 150 mm de longitud.
Una vez realizado el tubo, y asegurado con cinta adhesiva o pegamento caliente, fijamos en un extremo dos de los clips sujetapapeles, y en el otro extremo los tres clips restantes, tal y como vemos en las imágenes. Este será el “cuerpo” de nuestro receptor. El paso siguiente es realizar los bobinados de antena y de resonancia.
El primer bobinado (el de antena) estará formado por unas 25 vueltas, o espiras, de hilo de cobre, tal y como vemos en las fotografía. Este primer bobinado lo realizaremos en el extremo del tubo donde hemos fijado los dos clips sujetapapeles. Para fijar el principio y el final del hilo de cobre del bobinado podemos usar una gota de pegamento caliente. Una vez realizado el bobinado, debemos raspar cuidadosamente los extremos del hilo de cobre, para eliminar el barniz que lo recubre, y poder asi soldarlos. Cada uno de ambos extremos del bobinado irá soldado a su correspondiente clip.
Dejando un espacio de unos 5 mm desde el bobinado de antena, comenzaremos ahora el bobinado de resonancia, también llamado bobinado de sintonia.
Dejamos unos 12 cm de hilo de cobre antes de comenzar con las espiras. Usamos un punto de cola caliente para fijar el inicio de las vueltas y comenzamos a bobinar las espiras. Debemos bobinar unas 85 espiras en total. Una vuelta arriba o abajo no es un factor crítico.
Una vez terminados los bobinados, hemos comprobado en el laboratorio sus inductancias y medimos 39 uH y 185 uH, respaectivamente para el bobinado de antena y el bobinado de sintonía
(…)
La teoría, para el final…
Un receptor de galena representa, sin duda, el receptor de radio mas simple que podamos construir. El hehco de que funcione tan solo recuperando la enenrgia de radio que se propaga a través del éter lo convierte ademas en un aparato realmente fascinante. No precisa de ninguna fuente de energía adicional, funciona siempre sin “gastar” energía.
Este es el esquema típico de un receptor de este tipo. Y así es el que acabamos de construir.
La onda de radio es energia que se propaga a traves del espacio. Cuando esa energia alcanza un conductor eléctrico, induce en el una pequeña corriente eléctrica. Esa corriente es realmente muy, muy pequeña, pero ahí está.
Cuando la onda de radio se propaga sobre la superficie terrestre, conforma un campo electromagnético que crea una diferencia de potencial eléctrico entre el suelo y el aire. Podríamos comparalo a una minúscula “pila”eléctrica virtual. Si introducimos una sonda eléctrica en la parte aérea del campo (la antena) y otra sonda eléctrica en el suelo (la toma de tierra), cada una de ellas se pondrá a un potencial eléctrico diferente. Si las unimos con un conductor, se producirá una circulación de corriente a través del mismo, para descargar esa diferencia de potencial eléctrico que se produce entre la antena y la toma de tierra.
Es esa pequeña corriente que circula entre la antena y la toma de tierra la que nos permite detectar la señal de radio y, a fin de cuentas, recibir y escuchar las estaciones de radiodifusión.
La corriente que circula entre la anttena y la tierra es tan chiquita, casi nunca resulta factible su detección directa, pero podemos amplificarla hasta que resukte audible empleando los recursos que nos proporciona el elctromagnetismos clásico.
En primer recurso consiste en elevar la tensión electrica de la señal detectada. Esto lo logramos mediante el transformador eléctrico que se forma entre la bobina de antena y la bobina de sintonía. Debido a su proximidad, se produce un acoplamiento magnético que transfiere energía entre ambas bobinas. Como la bobina de sintonía tiene un mayor número de vueltas, o espiras, que la bobina de antenas, aparece entre sus terminales una tensión eléctrica de valor mas elevado.
El segundo recurso que nos permite amplificar naturalmente la señal recibida es el fenómeno de resonancia. En nuestra radio logramos producir resonancia electrica en la bobina de sintonía mediante la conexión de una codensador apropiado. La resonancia producida mediante la interconexioan de la bobina y el condensador amplificará la debil señal recibida hasta un valor suficiente para poder detectar la señal mediante el diodo de germanio.
¿Y esto es un radiotelescopio?
¡Pues claro que si!. Y además un radiotelescopio muy bueno que, a pesar de su engañosa sencillez, nos va a servir, por ejemplo, para iniciarnos en la monitorización de la actividad solar.
Una vez comprobado el correcto funcionamiento de nuestro receptor de germanio en la banda de radiodifusión, escuchando las emisiones de AM, resintonizaremos nuestro receptor en una frecuancia mucho mas baja, en el límite inferior de la banda de onda media. Esto lo logramos aumentando el valor del condensador de sintonia. Ya sea reemplazandolo por otro i conectando condensadores adicionales en paralelo al que ya tenemos conectado en el circuito de sintonía.
En punto de simtonía no es crítico, basta con que no coincida con ninguna estación de radiodifusión próxima. Lo que vamos a monitorizar con nuestro radiotelescopio es el ruido de fondo en esa parte de la banda de radio. Ese nivel de ruido va a depender principalmente de las condiciones de ionizacion atmosférica producida por al radiación solar. Cualquier variación en la actividad solar producirá cambios detectables en la ionización de la atmósfera terrestre. Detectar cambios en el ruido de fondo requeire un recptor muy sensible y una muy buena antena. En nuestro caso emplearemos un pequeño truco para solventar esta dificultad. El aumento o disminución de ionización atmosféica determina la propagación a larga distancia de las emisiones de radiodifusión. En la practica, el efecto que todas esas señales lejanas de radio van a producir en nuestra antena va a depender del nivel de actividad solar.
Despues del diodo detector de germanio, y gracias al condensador de filtrado, ya disponemos de una señal audible, proporcional a la señal captada por la antena. Aunque esta señal es realmente minúscula, puesto que no estamos utilizando mas energia que aquella que la antena capta directamente del éter.
Necesitamos amplificar la débil señal detectada por nuestra radio, para disponer de un radiotelescopio realmente efectivo. Como al fin y al cabo se trata de una señal de audio, podemos emplear casi cualquier amplificador de baja frecuancia (BF) o amplificador de sonido que tengamso a mano. Incluso podemos llevar la señal de nuestra radio directmante a la entrada MIC de nuestro ordenador, y emplear ya un software adecuado para ir registrando la y monitorizar el nivel de señal detectado.
