This picture was the 10000th to appear in ESO's photo archive. It was posted to the Your ESO Pictures Flickr group by Adhemar Duro on 30 September 2015. This resource is growing each day with new, wonderful and quirky views of ESO from both the inside and outside. Adhemar's picture is a spectacular night view of Otto, one of the ALMA transporters, with the Milky Way and ALMA antennas as a dramatic backdrop.

アルマ望遠鏡を支える人々① まるでSF映画の世界。巨大車両のプロに訊く

22の国と地域による国際共同プロジェクトでもあるアルマ望遠鏡。このプロジェクトには、研究を行う天文学者だけでなく、いろんな職能を持つ何百人ものスタッフが関わっており、チームワークによって支えられています。
そんなアルマ望遠鏡プロジェクトを支える人々を紹介する今連載。第1回目では、「トランスポーター」という特殊な車両を使って、電波望遠鏡の要である巨大なパラボラアンテナの移動を行うチームの仕事を取材します。まさに「縁の下の力持ち」、エンジニアリング部門のトップである水野範和教授、現地オペレーターのファン・サラマンカさんに話を聞きました。

5,000mの高地で、66台のアンテナが移動し続けるアルマ望遠鏡

—— アルマ望遠鏡は66台のパラボラアンテナを特殊車両で動かして配列を組み、星空からの電波をキャッチすることで「宇宙を見る」電波望遠鏡ですが、このアンテナはどのくらいのペースで動かしているのですか?

水野:いまは1か月に1度、10~20台のアンテナを移動しています。、アンテナを小さく密集させた配列から大きく広げた配列に少しずつ移動させていき、また大きな配列から小さな配列に戻していく、ということを繰り返しています。

 

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アタカマ高地の山頂施設(AOS)に広がるアルマ望遠鏡のパラボラアンテナ ©Clem & Adri Bacri-Normier(wingsforscience.com) / ESO

—— アンテナを大きく広げた配列と、小さく密集させた配列では、なにが違ってくるのでしょうか?

水野:アンテナ同士の間隔を広げれば、望遠鏡の解像度がアップして、遠くの天体を細かく観察することができます。カメラでいえば、望遠レンズのようなものですね。一方、アンテナを密集させれば、大きく広がった天体全体を見渡すことができます。これもカメラでいえば、広角レンズみたいなものです。観測対象や研究目的に応じて、アンテナの配列をさまざまに変えられることが、アルマ望遠鏡の大きな強みになっているんです。

 

—— つまり、研究者が観測したい目的によって、アンテナの配列が変わってくるんですね。

水野:じつは、毎年10月から翌年9月までの1年間で、どんな配列にするかのスケジュールを事前にアナウンスしています。それを世界中の天文学者が見て、自分が研究している天体の観測に都合が良さそうな配列の時期にあわせて申し込むんです。

 

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配列を大きく広げることで観測できた約450光年先の「おうし座HL星」惑星系誕生の様子 ©ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

ALMA observes a giant sunspot (1.25 millimetres)

アンテナの配列をコンパクトにして観測した太陽の黒点(2015年12月撮影) ©ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

—— 66台ものアンテナを、毎回すべて移動させるのですか?

水野:66台のうち、日本が作った直径12mと7mのアンテナ16台(アタカマコンパクトアレイ)は、宇宙を広い視野で観測するため、特別に密集させているので、あまり動かす必要がありません。現時点では、残りの直径12mのアンテナ50台のうち45台が決まった配列にあることが、観測のための必要条件になります。

配列を変えるときは、45台を一気に動かすのではなく、1週間くらいかけて15台ほどのアンテナを動かし、少し大きな配列にして、3週間くらい観測を行います。次にまた1週間かけて15台ほど動かして、もうひと回り大きな配列にする。というように、だんだん大きくしていくんです。逆に配列を小さくしていくときも同じです。

 

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密集したアタカマコンパクトアレイの16台のアンテナ ©ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

 

100トンもある巨大アンテナを、一つひとつ運ぶのはなぜ?

—— 1台100トンもある巨大アンテナを動かすために、タイヤのある車両「トランスポーター」を使っていることに驚いたのですが、この移動方法はどうやって決めたのですか?

水野:たとえば、野辺山宇宙電波観測所のミリ波干渉計(現在、科学運用は終了)や、カール・ジャンスキーVLA(アメリカ国立電波天文台が持つ、超大型電波望遠鏡の一つ)は、アルマと同じ複数のアンテナを使う干渉計方式の電波望遠鏡ですが、アンテナの移動にはレールと台車を使っています。

ですが、アルマはそれらの電波望遠鏡と違って、アンテナの配置ポイントが200くらいあります。また地形がフラットではなく、一番遠くまでアンテナを運ぶときには、丘を越えて谷を越えてという感じなので、そこにレールを敷くのは現実的ではないんですね。

 

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水野範和(左から3番目・国立天文台チリ観測所 准教授)

—— 上空からのアタカマ高地の写真を見ると、山頂施設のあたりは平らに見えるのですが、実際にはかなり高低差があるのですね。

水野:そうです。さらにアンテナをメンテナンスする際、標高5,000mの高地で長時間作業を行うのは命の危険もあるので、標高2,900mの山麓施設までアンテナを下ろして作業を行わなければなりません。

この移動もかなり長距離に及ぶので、レールを敷いて運ぶのは、はるかにコストがかさむと思います。ですから、移動にはタイヤのあるトランスポーターを使うことになったのです。

 

水野範和(国立天文台チリ観測所 教授)

水野範和(国立天文台チリ観測所 教授)

1997年から南米チリ・ラスカンパナス天文台の名古屋大学の「なんてん」、「NANTEN2」の現地運用、観測所の立ち上げを担当、マゼラン銀河を中心とした観測研究を推進。2008年より、国立天文台においてアルマ望遠鏡の建設、アンテナの性能評価、システム検証等を担当。現在、合同アルマ観測所・アレイ・メンテナンス・グループのマネージャーとして、アンテナや装置の運用・保守、そして将来の新しい機能を追加する開発するチームを率いている。
ファン・サラマンカ(合同アルマ観測所 トランスポーターオペレーター)

ファン・サラマンカ(合同アルマ観測所 トランスポーターオペレーター)

チリ海軍にて21年間、レーダーや航空電子機器、制御や計器を取り扱う電子技術者として勤務。2008年より、アンテナトランスポーターのオペレーターとしてアルマ望遠鏡プロジェクトに参加。

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