1月3日，一起去听流星雨！
你准备怎么看？
是裹紧棉袄，凝视深邃的星空？
还是架好相机，记录流星雨的盛况？
又或是足不出户，线上观看各种直播？
图片来源：Pixabay
而在同一时间，有那么一群人同样因为流星雨的来临感到兴奋，但他们不用目视，也不用相机拍摄，而是架起天线，对准流星来临的方向，打开电台，抓住短暂的机会去“听”——
听流星余迹反射来的无线电信号的声音。
高增益天线阵
（图片来源：BG7XWF 摄）
一起去听流星雨，落在这大气中
大家或许听说过“短波通信”，短波通信能借助电离层中被紫外线电离的大气，让3MHz-30MHz电磁波在地面与电离层之间反射。在不需要中继设备的情况下，大大增加了电磁波的传播距离，也就意味着扩大了电台与电台间的通信范围。关于电离层，在之前的文章中我们也有介绍过哦，点进来看看~（这个离我们最近的太空圈层，让人又爱又恨）
电离层反射无线电波
与短波通信类似，“流星余迹”通信同样需要借助被电离的大气的反射，但与短波通信不同的是，所借助的反射体不再是被紫外线电离的大气，而是距离地面80km-120km处的流星余迹。
几种通信方式的原理图
（图片来源：流星余迹通信理论与应用）
在流星坠落过程中，流星体与大气作用产生了剧烈的热量，这些热量电离了大气，增大了低层电离层的电子、离子密度，从而产生了流星余迹。这些流星余迹就是挂在天空中的“通信中继”，就像是镜子能反射光线一样，流星余迹则能反射特定频段的无线电。本来从地面射向天空的无线电信号，经流星余迹的反射，传播方向被改变，又射向地面，于是增加了电磁波的传播距离。
特殊情况下的最低通信能力
这种依靠流星坠落过程中产生的流星余迹来进行的通信方式，自然也就跟流星的出现一样具有突发性、间歇性，需要通信双方赶在流星余迹消失前完成通信。因此，其通信速率较小，仅有16kb/s。
但从另一个角度来看，流星余迹通信不像短波通信一样容易受到电离层骚动与核爆等电子攻击手段的影响，从而保障了特殊情况下的最低限度通信能力。想象一下，在受到电子攻击时，常用的通信手段崩溃，短波通信也已经瘫痪，而流星余迹通信依然可靠，维持着人们在极端环境下保持远距离通信的能力。
西安电子科技大学流星余迹南极实验点
（图片来源：流星余迹通信理论与应用）
打个“流星电话”试试
而在不那么极端与紧急的情况下，也有一群人在流星雨来临时架起天线，尝试着进行流星余迹通信，这群人被称为业余无线电爱好者。他们趁着漫天流星的机会，尝试与有着同样目标的未曾谋面的其他爱好者，借助不知哪一颗流星余迹产生的反射效果，进行一次短暂而令人激动的流星余迹通联。
为了进行流星余迹通信，爱好者们除了需要像本文开头所说的那样，将高增益天线的波束对准流星雨的方向（或是使用方向性较弱的全向天线），还要准备具有50MHz或144MHz收发能力的电台（如图），以及一台安装了特殊调制解调软件（例如WSJT-X）的电脑，这台电脑需要在通联过程中实现音频信号与文字信息的调制解调。
BI1GK的电台及相关设备
（图片来源：BG6WRI 摄）
一台IC-9100
（图片来源：BI6MHT 摄）
通联过程操作手册
1. 操作者A使用调制解调软件将预设好的文字信息，根据指定的协议（通常使用MSK144）调制成一段或长或短的音频（长短取决于通信链路的特征，例如在流星余迹通信这样具有随机性且不稳定的通信过程中，应尽量把文字信息调制成持续时间更短的音频）。
标准信息的格式
（图片来源：Work the World with WSJT-X）
2. 这段音频通过音频线被输入到操作者A的电台中，电台将音频信号调制到无线电信号上，利用天线发射到空中。
3. 被发射到空中的无线电信号，在传播过程中遇到了流星余迹，被流星余迹反射，成功抵达了离发射天线几百公里甚至上千公里的操作者B的天线，进入操作者B的电台中。
流星余迹通信的原理图
（图片来源：www.electronics-notes.com）
4. 收到信号的操作者B的电台将无线电信号解调成音频信号，再将音频信号输入到电脑中。
流星余迹反射的信号的频谱
（图片来源：www.astrosurf.com)
5. 操作者B使用同一款调制解调软件的同一个协议（通常使用MSK144）解调该音频信号，就能得到A所发出的信息。
6. B以同样的方式发射信号，信号根据以上步骤沿原路径返回A的电台，A得到B所发出的信息。反复多次，交换信息。
这样，就完成了一次利用流星余迹进行的业余无线电通联。
通过流星余迹接收到的数据（图片来源：Youtube）
以上步骤看起来似乎略显繁琐，但当全套设备、接线、软件设置都调试好之后，操作员只需要坐在操作台旁，把调制、解调的任务交给电脑与电台，自己则听着电台发出的声音，盯着音频频谱与解码框中闪动的数据，期盼着自己能有足够的好运气，遇到一条流星余迹。
未知的“搭档”
当然，光是空中出现流星余迹还不够，还需要考虑无线电信号经过流星余迹的反射后，其落点是否有另一个对流星余迹通信充满了热情的爱好者，正在使用同一个频率进行接收。
这既可以说是“大家使用约定俗成的频率、调制模式来增加通联成功率”，也可以说是“两个素未谋面的爱好者有着一致的兴趣与非凡的默契”。也只有这样，两个人才能跨越几千公里，利用空中的一条流星余迹来交换对方的呼号、坐标、信号质量，完成一次业余无线电通联活动。
听见“流星”的声音
流星余迹通信的不确定性与偶发性不仅没有让业余无线电爱好者们沮丧，反而给通联活动增添了一份神秘的趣味。虽然他们没有在室外久久地等待流星划过天空，但当他们听到电台里传来MSK144协议特有的声音时，就能知道这是流星余迹的突然出现，使得远方友台的信号被反射到了这里，因此自己听到了来自“流星”的声音。
于是他们会比户外的目视观测者们晚几秒才意识到：
“流星！”
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