月のティコ・クレーターの詳細が明らかに:画像

月のティコ・クレーターの詳細が明らかに天文・宇宙
©NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI

強力な新レーダー技術が太陽系の秘密を解き明かす

米国国立科学財団のグリーンバンク天文台(GBO)およびアメリカ国立電波天文台(NRAO)とレイセオン・インテリジェンス&スペース社(RI&S)は、グリーンバンク望遠鏡(GBT)の新しいレーダー技術を用いて地上から撮影した史上最高の月の高解像度画像を公開しました。

ティコ・クレーター

グリーンバンク望遠鏡と超長基線アレイのアンテナを用いて、グリーンバンク天文台、国立電波天文台、Raytheon Intelligence & Spaceが行ったレーダープロジェクトで撮影された、約5m×5mの解像度、約14億画素のティコクレーターの部分的な画像。この画像は200km×175kmの範囲をカバーしており、直径86kmのティコ・クレーターを含む大きさである。©NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI

今回公開されたティコ・クレーターの画像は、解像度が5メートル×5メートルに近く、約14億画素で構成されています。

この画像は、200km×175kmの範囲をカバーしており、直径86kmのクレーター全体を確実に捉えています。

「レイセオン社の協力を得て、これまでに作成した合成開口レーダー画像の中で最大のものです。また、近い将来、このプロジェクトで得られた他の画像を公開することを楽しみにしています。」と語るのは、アメリカ国立電波天文台の所長であり、AUI(Associated Universities, Inc1研究コミュニティのための施設を建設および運営する研究管理会社です。)の電波天文担当副社長であるTony Beasley博士。

世界最大の可動式の電波望遠鏡であるGBTは、レイセオン・インテリジェンス&スペース社とGBOが開発した新技術を2020年末に搭載し、レーダー信号を宇宙に送信できるようになりました。

GBTとVLBA(超長基線アレイ2超長基線アレイは、長基線天文台が運用する電波望遠鏡。)のアンテナを使って、それ以降、ティコクレーターやNASAのアポロ着陸地点などの月面を中心に、いくつかのテストが行われました。

この低出力のレーダー信号は、どのようにして私たちの目に見える画像に変換されるのでしょうか?

GBOのエンジニア、Galen Watts氏は次のように説明しています。

「合成開口レーダー(SAR)と呼ばれるプロセスで行われています。GBTが送信した各パルスは、ターゲット(この場合は月面)で反射され、受信して蓄積されます。蓄積されたパルスは相互に比較され、分析されて画像が生成されます。送信機、ターゲット、受信機は、人間が宇宙を移動する際に常に動いています。これでは画像を作るのは難しいと思われるかもしれませんが、実はより重要なデータが得られるのです。」

この動きによって、レーダーのパルスごとにわずかな違いが生じます。

この違いを調べて、静止観測よりも高い解像度の画像を算出し、ターゲットまでの距離、ターゲットが受信機に向かったり遠ざかったりする速さ、ターゲットが視野内をどのように移動しているかなどの解像度を高めることができます。

「このようなレーダーデータは、この距離と解像度で記録されたことはありません。数百kmの距離ではこれまでにも行われてきましたが、今回のような数十万kmのスケールではなく、また、この距離で1m程度の高解像度でもありません。これには膨大な計算時間がかかります。10年ほど前であれば、1台の受信機から1枚の画像を得るために数ヶ月、複数の受信機であれば1年以上の計算時間が必要だったでしょう。」とWatts氏は言います。

こうした初期の有望な結果を受けて、科学界からプロジェクトへの支持が集まり、9月下旬には全米科学財団から450万ドルの資金提供を受けて、プロジェクトの拡張方法を設計することになりました(Mid-scale Research Infrastructure-1 design award AST-2131866)。

Beasley氏は、「これらの設計を経て、全面的な資金援助を受けることができれば、現在のシステムの数百倍の性能を持つシステムを構築し、それを使って太陽系を探査することができるようになります。このような新しいシステムは、宇宙への窓を開き、近隣の惑星や天体を全く新しい方法で見ることができるようになります。」

ウェストバージニア州には、宇宙に関する科学的知識の拡大に大きく貢献した施設の長い歴史があります。

ウェストバージニア州選出のジョー・マンチン3世上院議員は、「グリーンバンク望遠鏡のレーダー技術を用いて発見された月面のティコ・クレーターの新しい画像と詳細は、科学の驚くべき進歩がここウェストバージニア州で行われていることを示しています」と語りました。

「20年以上にわたり、GBTは研究者が宇宙を探求し、理解を深めるのに役立っています。私は、商務・司法・科学歳出小委員会の委員として、GBTの技術的進歩を強く支持してきました。これにより、GBTはレーダー信号を宇宙に送信できるようになり、天文学研究における重要な役割を今後も維持していくことができます。私は、より素晴らしい画像や将来の太陽系の発見を見ることを楽しみにしています。私は、ナショナル・サイエンス・ファウンデーションと協力して、グリーンバンク天文台のプロジェクトを支援するための資金調達を提唱していきます。」

「この技術は、NRAO、GBO、RI&Sの共同研究開発契約の一環として、何年も前から開発されてきたものです。数百億画素の情報を持つ初期データの処理は待つ価値があるので、この秋にはもっとエキサイティングな画像が見られることを期待しています。」

National Radio Astronomy Observatory(アメリカ国立電波天文台)およびGreen Bank Observatory(グリーンバンク天文台)は、米国科学財団の施設であり、Associated Universities, Inc.の協力のもと運営されています。

 

タイトルとURLをコピーしました