臼田６４ｍを使った 低周波電波天文学の観測装置 の現状 講演者：村田泰宏 Contributers: 望月奈々子*、竹内 央、坪井昌人、土居明 広、朝木義晴、中島潔、山本善一（JAXA）、上原顕太、 山口健太郎*（東京大）、河野裕介、金口政弘、川口 則幸（国立天文台）、藤沢健太（山口大） * 現在は所属が移動 概略 JAXAは、臼田宇宙空間観測所64mアンテナをはじめと して、深宇宙探査機等の衛星の運用のために大口径 アンテナを所持している。1990年代より、「はるか」等 スペースVLBI計画のために、VLBI観測設備が整えられ、 その後、中止になったASTRO‐Gへ向けた、軌道決定の ためのVLBIに必要な観測機器等が整備された。 その中で、特に臼田の64mアンテナは、野辺山45m で観測できない、10GHz以下の低周波の観測が可能 な観測装置として、電波天文観測装置としても利用さ れてきた。これらの周波数帯はSKAの周波数帯とも共 通で、今後の有効利用の可能性を考えるため、現状を 報告する。 天文観測ができるアンテナ 現在 JAXAの持っている追跡用アンテナは多数あるが、 そのうち現在VLBI用のバックエンド記録装置が使える （もしくは、設置する計画がある。）のは以下の３つの アンテナである。 • 臼田 ６４ｍ アンテナ • 臼田 １０ｍアンテナ • 内之浦３４ｍ アンテナ 臼田６４ｍ • 「あかつき」、IKAROS, GEOTAILの追跡 • 観測可能帯域：C（4.7‐5.0 6.7 GHz）, L(1.4, 1.6 GHz帯 S(2.2), X(8.4) • バックエンド – VSOPターミナル（JVN用） – K5/VSSP 16ch (測地用） – K5/VSI + ADS3000+ (軌道決定、広帯域観測など） • 現在の観測実績 – – – – – JVN観測参加 Radioastron パルサー観測 「あかつき」からの電波を利用した太陽系天体の大気の観測 測地観測 • 運用には技術派遣者の経費が必要 臼田64m データ信号系 S.G. (6.7G用 LO) L‐Band LNA X-band NSは常設 X-P-CAL常設はRHCPのみ IP‐VLBI PC 1 IP‐VLBI PC 2 IP‐VLBI PC 3 IP‐VLBI PC 4 K5/VSSP K5/VSSP K5/VSSP K5/VSSP L/R L C‐Band D/C C‐Band LNA K5 VIDEO CONV. K3 VIDEO CONV. x10CH 100‐500MHz L‐Band D/C NS / P‐CAL (CAL BOX) 100‐500MHz IF DIST. CH‐A IF DIST. CH‐B ※アンテナ2Fから 運用室へ IF SIGNAL DISTRIBUTOR IF SIGNAL SELECTOR FRQ UP CONV. S‐Band LNA x2 L+R Sampler I/F L/R S/X‐Band D/C 7635 COMB GENE. (S/X P‐CAL) L+R NS NTK7638 VSOP Sampler DFC‐2100 L/R X‐Band LNA x2 TAPE REC. DIR-1000 ※局運用系へ GB Sampler ADS-3000+ HDD REC. K5/VSI GB Sampler ADS-1000 UDSC64mデータ/CAL信号系 木村/坪井製 天文台 アセンブル E/O O/E E/O O/E 臼田10m アンテナ • 「はるか」のリンク局として使用 • Up：15.3 GHz, Down 14.2 GHz （128 MHz BW） • 鏡面精度 公称 0.4 mm rms • ASTRO‐Gのリンク局として整備予定であった。 • 銀河中心VLBIモニタ観測に利用 • 22 GHzの受信機を搭載 • 銀河中心VLBIモニタ観測に利用 • 時間制限はほぼ無い。 内之浦３４ｍ • 「すざく」、「ひので」、GEOTAILの追跡を20mと分 担して行う。 • 観測可能帯域：S, X • バックエンド – VSOPターミナル（JVN用） – K5/VSSP 16ch （測地用） – K5/VSI + ADS3000+ （軌道決定、広帯域観測など） • 運用には技術派遣者の経費が必要 USC34m データ信号系 LHCP RHCP LHCP RHCP ※局運用CAL 7635COMB GENE. (S/X P‐CAL) X‐Band LNA X‐Band LNA S‐Band LNA S‐Band LNA ※局運用系へ ※CPL ‐20dBm S/X‐Band Down Convertor 2200‐2300MHz 8180‐8580MHz BASE BAND CONV. IP‐VLBI PC 1 K5/VSSP ※IP‐VLBI系 ※テープ記録系 130‐330MHz(S) 100‐520MHz(X) IP‐VLBI PC 2 K5/VSSP IP‐VLBI PC 3 K5/VSSP K4 VIDEO CONV. ※GB系 SAMPLER DFC2100 TAPE REC. DIR1000 GB SAMPLER ADS‐3000+ HDD REC. K5 / VSI 99.99‐500MHz K4 LOCAL OSCILATOR IP‐VLBI PC 4 K5/VSSP 問題点 • 全体的に受信系の雑音温度が世界標準に対して高 い。S/X帯以外は後付けであること、技術が古いなど。 • S/X帯については、衛星運用のために必要な装備で ある、送受信系分離器、バックアップ系円偏波変換 器、切り替え用の導波管スイッチなどがLNAの前に 常温で挿入され雑音を増加させている。 • L 帯はRFIの影響もきびしい。 • 現在VLBIバックエンドのみ。分光観測も可能である がその後の処理のためのシステムが無い。 臼田64m に関する進捗 • フロントエンドの改良 – 衛星運用用X帯ポートの付加雑音が高いため、64m の口 径を活かし切れていない。また、このポートでは、取れる 帯域が300 MHz相当 受信専用ホーンに新冷却受信機を設置予定 – 4.7 ‐ 6.7 GHzを同時受信可能とするためのポーラライザ Radioastron対応。大阪府立大と協力 • 広帯域VLBIへの対応 – D/C（法政大、天文台)+光IF+ADS3000+（ADS‐1000), K5/VSI – ２偏波同時観測 電波天文向け共同利用 • ASTRO‐G開発時は、ASTRO‐Gの地上局の整 備のための試験観測 • JAXAのアンテナ(臼田64m, 内之浦34m)に装 備しているVLBIの観測機器と臼田10mが共同 利用対象設備として可能性を検討中 • 設備 – 臼田64m (1.4, 1.6, 2.2, 5, 6.7, 8 GHz帯) 、内之浦 34m (2.2 8 GHz)、VLBIバックエンド（分光可能） • 2014/1/7に関連WSを宇宙研にて開催 （プログラムは近々アナウンスいたします。）
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