雲を掴むような高分解能広帯域受信機「NeCoDeS」の開発

観測アイデア実現基金は、天文学者のアイデアを皆さんのご寄付により実現させよう！という企画です。

アイデア詳細

エントリー No.

エントリー No. 5

代表者

氏原秀樹 専門研究員 (立命館大学　総合科学技術研究機構)

アイデア名

雲を掴むような高分解能広帯域受信機「NeCoDeS」の開発

観測すること

受信帯域の非常に広いアンテナシステムを開発し、地球大気中の水蒸気を高精度に観測します。

かつてKEK(高エネ研)の勇者が開発した地球大気の水蒸気観測システム「KUMODeS」を、NICT鹿島34mアンテナを改造した魔術魔改造した技術で広帯域化いたしましたっ！　関係者の苦笑いと生暖かい応援のもと「NeCoDeS：New Compact KUMODeS」として、「天の川から大気の川へ」を合言葉に雲も観測可能な可搬型広帯域水蒸気ラジオメータ/マイクロ波放射計によるブレイクスルーを目指しています(図1)。

図1.勢いと好奇心でブレイクスルーにゃ🎵(とある千葉県民談)

大気水蒸気観測の現場では既に「犬」と呼ばれるラジオメータやドラマ「BLUE MOMENT」で一躍有名になった(?)小型のマイクロ波放射計が使われていますが、空間分解能は高くありません。これらに対してNeCoDeSでは高い空間分解能を持つ45mアンテナに、非常に広帯域なフィードアンテナ(16-64GHz)と受信機を載っけることで雲や水蒸気の動きや詳細な分布や動きが観測できるかどうか、電波天文観測をしながら地球大気の観測もできるかどうか、外来雑音に耐えうる受信機系やデータ処理システムの開発と試験を行なっています(図2)。実用化できればVLBI観測の水蒸気遅延補正や気象予報の高精度化、リモートセンシング衛星などのアンテナの高機能化・小型化に寄与します。実は受信帯域幅40GHzのフィードアンテナと受信機が搭載でき、開発をさせてもらえるうえに夏は「確実に」激しい雷雨、冬は雪が降るアンテナは他にありませんでした。駅から徒歩40分とアクセスも良好、四国新幹線の走る予土線より本数も多くて便利です。ちなみに初回は小海線で受信機を運びました😅



図2.借りてきた猫スペアナで試験中のNeCoDeS

ねこでもわかるせつめい：よんごぉのするどいめですいじょうきやくもをにゃるそっくするにゃ🎵うちゅうねこもみつかるといいにゃ🐱👍

必要資金

受信機開発はウケてナンボ！
皆様のご加護が多いほど研究がアクセラレーション加速されるため目標額は設けませんが、PI(研究代表者)的には古来より猫が顔を洗うと雨が降るとか、雨の日はやる気が出ないとか、干支会議のスケジュール管理は大事とか、気象と猫はなにかと縁が深いにゃと思って開発に勤しんでおりまする。

22万円集まったら
アンテナ時間や液体窒素、工作機械使用料などに使い、性能向上のための試験を頑張ります！

64万円集まったら
上記に加え、観測データの運搬/保管/解析体制を整備します。
また、ヨンゴォダンジョンでPIとともにトラブルと闘う方々↓の路銀にも使わせていただきます！
・九州の南のへんのProf. I.：みんなの気づいてないトラップを実体化してくれる頼もしいお方！
・関東の北東のへんのProf. Y.：降って湧いたトラップを解決したりトラブルを未然に防いでいただける頼もしいお方！
・よく訓練された学生さん：様々な作業をこなしてくれる頼もしいお方！
・就職の決まった学生さん：卒業後の思い出話にもよいかと
基盤A科研費(21H04524)による第一期の顛末はのNRO速報140号(2025/4/1発行)をご笑覧くださいませ。
次の基盤Aに採択されるべく開発を続けて、第二期を実現したいものです。

100万円集まったら
上記に加え、受信機のスパゲッティ配線を改善して見た目すっきりコンパクト化を図ります。
(「内部構造が丸見えでわかりやすい」と見学者の方々や学生には好評らしいのですが…)

300万円集まったら
高速スペアナを購入し、実験のたびにネコの手…いやスペアナ(=ヒトに見えない電波の色合いを可視化し、精度良く測定してくれる魔道具)を借りてくる現状を改善して研究開発の大幅な効率化を図ります！

夜道は暗いのでゾ◯トラークの撃てる杖とか観測成功を祈願する招き猫も欲しいのですが、所長次第でしょうか？

お金の使い道

45m観測時間の購入
8-24万円

データ保管/運搬用大容量HDD/SSD,配線材や受信機部品の購入
16-100万円

手練れの勇者などパーティメンバーの路銀
4-12万円xピンチの回数

高速スペアナの購入
240万円くらい？

寄付特典

申し込みページの「（４）ご質問・ご連絡」に希望の特典をご記入ください

寄付をしていただいた全員
45m受信機室内NeCoDeS受信機付近の「寄付者DeS」掲示板にお名前(お猫様ご芳名+下僕も可、犬や他の動物も可)を記載いたします。

5千円以上：「みんなのNeCoDeSカレンダー」
観測で得られたデータあるいは現場写真や皆様のご主人様(愛猫)写真で製作したカレンダーをお送りします。
もふもふの切り抜き加工などにAIを使用する場合があること、必ずしも1/1開始あるいは1年ちょうどとは限らないこと、猫(or狸)写真が365枚を超えた場合は3月が32日以上になる可能性などをご了承ください。
もちろんネコ以外も歓迎ですが、喧嘩や縄張り争いにならない平和な写真をお願いします！

1万円以上(7/7追加)
野辺山在住の西村博士(電波天文学研究者)が夜鍋してチャッピーで描いたネコ絵(↑トップ画像)クリアファイルをプレゼント(所長に利用許可申請中)🎵

2万円以上
共同研究者である荒木健太郎博士(雲研究者)の描いた寅絵とサイン入り著書(あるいは監修本)をプレゼント❤️

4万円以上
上記に加え、研究者にあれこれ聞いてみるリモート相談会(Zoom接続で45分程度、進路や自由研究も相談可、宿題の解答は不可)

10万円以上
・野辺山での観測に招待します(旅費は自己負担でお願いします)。
・PIが特別公開で行ってる観測実演を出前します(旅費はPI負担、学校や科学館、企業など対象、公共交通機関で到達可能な国内限定)。
上記どちらかをお選びください。
一緒に観測を体験していただけます(←実は某探偵アニメのように通信衛星・放送衛星も受かります！)。
なお、雪が降ってるとき/強風のときは観測できませんので、１級魔法使いとスタンド使いの方、お天気運の悪い方は事前申告をお願いします。延期や室内実験、雪かき体験、「ヨンゴォでレリゴー」などのPlan Bをあらかじめ相談させてください。
観測に興味のない方は、別途相談可能です。
(できるかもしれない例)
・野辺山100kmマラソンを完走した鹿児島大学今井教授(共同研究者)と野辺山高原を早朝ランニング
・地ビール好きな某教授(共同研究者)とそのへんで飲む
・PIと猫カフェ/動物園/科学館/カラオケ/アキバか池袋散策(←どれか1つ選択、2時間程度)
実はチャレンジングな装置開発の試験観測は、たいていうまくいきません。パーティメンバー同士の議論の傍で「喧嘩をやめて〜2人を止めて〜」と歌いたくなる時もあります(←きっかけはPIだけど🙏)。あえて苦難の道を選ばないのも賢明と思います。

565645円(ゴロゴロヨンゴー🐱🎵)以上
野辺山での観測に長めにご招待いたします(旅費は自己負担でお願いします)。
日頃はヒトとカメムシ以外の生き物が入れない受信機室内で、(着ぐるみ)猫とヘルメットを被って安全確認(発声ヨシ！)と観測を体験していただけます。
なお、夜中の大運動会はありません！
よんごぉのcat walkを颯爽と歩いて「それはッ！断じて仕事の格好じゃーないっっ！！」と見学者からツッこまれるPIの気分を味わってみませんか？

最後に一つだけお願いいたしてもよろしいでしょうか？
スマホなどからの強い電波は高感度な受信機にとって「毒です💀」。
これを防ぐ結界がないため、緊急時以外のスマホ利用禁止区域を設定しております。
観測体験でのライブ配信は不可であることをご了承ください🙏