アルマ(AMLA)プロジェクトとは?

カートリッジの写真

「ALMA (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array)」は,南米チリ共和国北部にあるアタカマ砂漠,標高約5000mの高地に建設中の国際電波観測所プロジェクトです.日本が主導する東アジア,北米,欧州がチリ共和国と協力して進めています.66台のパラボナアンテナを組み合わせる干渉計方式の巨大電波望遠鏡で,日本は「いざよい(Aatacama compact array)」と呼ばれる直径12メートル4台と直径7メートル12台の超高精度アンテナの開発とその高性能相関器の開発,そして66台すべてのアンテナに搭載する3種類の受信機カートリッジの開発を担当しています.

ALMAは,2011年に初期運用が始まりました.ハップル宇宙望遠鏡の約10倍に達する空間分解能をもつ世界最高性能の電波望遠鏡は,いまだ解明されていない宇宙の謎に挑んでいます.

宇宙の信号を受け取る受信機

ALMAでは30 – 950 GHzの大気の窓(”チャナントール山(5000m)の大気の窓”参照)を10の周波数バンドで受信します.各周波数バンドに対応する受信機は,カートリッジと呼ばれる高さ500mm,直径140mmまたは170mmの筒型に納まる形状をしています.直径1m,温度-269℃(4K)の冷却装置(ALMAデュワー)に充填され,アンテナのカセグレン焦点に搭載されます. ALMAの受信機は,超伝導ミクサを用いた量子限界にせまる低雑音温度,比帯域20%を超える広帯域導波管回路,直交2偏波同時受信など,これまでにない極限性能が求められています.

先端技術センター(ATC)の受信機開発グループでは,星間有機分子の宝庫であるミリ波 (バンド 4),星間物質の重要な成分の一つである炭素原子のスペクトル線を含む周波数帯域のサブミリ波 (バンド 8),そしてサブミリ波天文学のフロンティアとなる最高周波数のテラヘルツ波 (バンド 10)のカートリッジ型受信機の設計・製造を行っています. これらは,ATCで性能テストを行った後にチリへ出荷します.

周波数バンドと開発担当 (2012年現在)
Band 周波数[GHz] Sideband 研究所 地域
31 - 45 SSB   未定 未定
67 - 90 SSB   未定 未定
86 - 116 2SB HIA 北米 カナダ
125 - 169 2SB NAOJ 東アジア 日本
163 - 211 2SB Chalmers大 ヨーロッパ  
211 - 275 2SB NRAO 北米 アメリカ合衆国
275 - 370 2SB IRAM ヨーロッパ フランス
385 - 500 2SB NAOJ 東アジア 日本
602 - 720 DSB SRON ヨーロッパ オランダ
10 787 - 950 DSB NAOJ 東アジア 日本

チャナントール山(5000m)の大気の窓

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