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45m電波望遠鏡システムの概要

主反射鏡
約600枚のパネルで放物面を形成しています。各パネルの凸凹の精度は約60ミクロンで、 主反射鏡全体の放物面からのずれはおよそ90ミクロンです。
副反射鏡
主反射鏡で反射された電波をさらに反射して下部機器室に送ります。 直径は4mで、鏡面は双曲面をなしています。 アンテナを傾けて主反射鏡が変形すると焦点が移動するため、 それにあわせて適当な位置にくるよう自動的に制御されています。
鏡面パネル調整装置
それぞれのパネルは、パネルの四隅にある高さ調整用のモーターによって遠隔操作ができます。 人工衛星からの電波を使ったホログラフィー法によってパネルの段差を計り、 調整用のモーターでパネルを上下に動かして鏡面精度を高めています(放物面からのずれを少なくする)。
主反射鏡骨組み
45m鏡は非常に重いため、傾けると自分の重さで鏡面が変形します。 しかし、鏡面を支えている骨組みが特殊な構造(ホモロガス構造)をしているため、 変形しても新しい放物面を作り、電波を焦点に集めます。
日除けパネル
アンテナの背後から日射が当たったときに鏡面が変形するのを防ぐため、 骨組みの背面は断熱材でおおおわれています。 内部は70個のファンで空気を撹拌し、常時0.4度以内の温度差に保たれています。
コリメータタワー
主反射鏡は非常に重いので、自分自身によって目的の天体に正確に向けるのは困難です。 そこで主反射鏡の真下から地面に垂直に塔(コリメータタワー)をたて、 その上に設置したコリメータを正確に天体の方向に向けます。 コリメータからの光ビームが主反射鏡背面の反射鏡にあてられ、 反射光の方向から主反射鏡とコリメータの方向のずれを測り、 主反射鏡がコリメータと同じ方向に向くよう制御されます。 これによって、1度の1/1000以下という高い精度で目的の天体に向けることができます。
下部機器室(と周波数選択ミラー群)
副反射鏡で反射された電波はさらにここにあるたくさんのミラーによって下にある受信機へと導かれます。 ミラー(アルミニウムでできている)の組み合わせを変えることによって、使用する受信機を選ぶことができます。 また、ミラーのかわりにワイヤーグリッドの入った膜を使うことによって、 グリッドに平行な波と垂直な波の2種類の電波を異なる受信機にいれて同時に観測することができます。
水平回転車輪
車輪は6個で、右回りと左回りのモーター各1個で望遠鏡を回転させます。
受信機
下部機器室には電波を受けるヘテロダイン受信機が9台並んでいます。 周波数選択ミラー群の組み合わせによって使用する受信機を選びます。 下部機器室まで送られてきた電波は受信機内のミキサーで局部発振器の出す電波と混合され、 より低い周波数へ変換されてから増幅されます。この原理(ヘテロダイン方式)は、一般のラジオと同じです。 しかし、周波数が数百倍も高いのでとても精密な受信機が必要です。 また、天体からの弱い電波を受けるために受信機自身が出す熱雑音を抑える必要があり、 絶対温度4度K(-269度C)または20度K(-253度C)に冷却されています。

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2006-12-09 nro45mrt @ NRO