アレシボ望遠鏡
アレシボ電波望遠鏡
アレシボ天文台、航空写真、2012年
別名アレシボ望遠鏡
名前の由来ウィリアム・E・ゴードン、ジェームズ・グレゴリー ウィキデータで編集する
場所エスペランサ、アレシボ、プエルトリコ、カリブ海
座標北緯18度20分39秒 西経66度45分10秒 / 北緯18.3442度、西経66.7528度 / 18.3442; -66.7528
組織セントラルフロリダ大学 ウィキデータで編集する
高度498メートル（1,634フィート）
波長3 cm (10.0 GHz)～1 m (300 MHz)
夜明け1963年11月1日 （1963年11月1日）
廃止2020年11月19日発表2020年12月1日終了 ( 2020-11-19 ) ( 2020-12-01 )
直径304.8メートル（1,000フィート0インチ）
二次直径27メートル（88フィート7インチ）
照射直径221メートル（725フィート1インチ）
収集エリア73,000 m 2 (790,000平方フィート)
焦点距離132.6メートル（435フィート0インチ）
Webサイトwww.naic.edu​​
アレシボ望遠鏡
の一部国立天文学・電離層センター( ID07000525 )
指定CP2015年12月22日
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アレシボ望遠鏡は、プエルトリコのアレシボ近郊にあるアレシボ天文台の天然の陥没穴に建設された口径305メートル（1,000フィート）の球面反射電波望遠鏡である。ケーブルで操作可能な受信機と、信号を送信するための複数のレーダー送信機が、アンテナから150メートル（492フィート）上空に設置されていた。1963年11月に完成したアレシボ望遠鏡は、53年間世界最大の単一口径望遠鏡であったが、2016年7月に中国貴州省の500メートル口径球面望遠鏡（FAST）に抜かれた。アレシボ望遠鏡の廃止は2020年11月に発表され、同年12月に倒壊した。

アレシボ望遠鏡は、主に電波天文学、大気科学、レーダー天文学の研究のほか、地球外知的生命体探査（SETI）プログラムにも使用されました。観測所の使用を希望する科学者は、独立した科学審査員によって評価される提案書を提出しました。NASAは、地球近傍天体検出プログラムにもこの望遠鏡を使用しました。この観測所は、主に全米科学財団（NSF）によって資金提供され、NASAからの部分的な支援を受けて、 1963年の完成から2011年までコーネル大学によって管理され、その後、SRIインターナショナル主導のパートナーシップに移管されました。2018年、セントラルフロリダ大学が率いるコンソーシアムが施設の運用を引き継ぎました。

この望遠鏡のユニークで未来的なデザインは、映画、ゲーム、テレビ番組に数多く登場し、例えばジェームズ・ボンド映画『ゴールデンアイ』 （1995年）のクライマックスの戦闘シーンにも使用されました。この望遠鏡は、ボイジャーのゴールデンレコードに収録された116枚の写真のうちの1枚です。 2008年からはアメリカ合衆国国家歴史登録財に登録されています。 [ 1 ] [ 2 ]この望遠鏡は2001年にIEEEマイルストーンに認定されました。 [ 3 ]

NSFは2006年からこの天文台への資金拠出を削減しており、学者たちはプログラム継続のための追加資金支援を求めています。この望遠鏡は2017年にハリケーン・マリアによって被害を受け、2019年と2020年には地震の影響を受けました。2020年8月と11月にそれぞれケーブルが破断し、吊り下げ式プラットフォームの支持構造の構造的健全性が脅かされ、アンテナが損傷しました。吊り下げ式プラットフォームを支える他のケーブルの残存強度が不確実であること、そしてさらなる破損による倒壊の危険性があり修理が危険であることから、NSFは2020年11月19日、望遠鏡を廃止・解体し、LIDAR施設は引き続き運用すると発表した。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]廃止される前に、残っていた支持ケーブルのいくつかに重大な故障が発生し、支持構造、アンテナ、ドームアセンブリがすべて2020年12月1日午前7時55分（現地時間）に皿の中に落ち、望遠鏡は破壊されました。[ 7 ] [ 8 ] NSFは2022年10月に、望遠鏡を再建したり、その場所に同様の天文台を建設したりしないことを決定しました。

一般情報

アレシボ（上）、FAST（中）、RATAN-600（下）の電波望遠鏡を同じスケールで比較

望遠鏡の主集光皿は球形の帽子のような形で、直径305メートル（1,000フィート）、曲率半径265メートル（870フィート）である[ 9 ]。そしてカルスト地形の陥没穴の中に建設された[ 10 ]。皿の表面は38,778枚の穴あきアルミパネルで構成され、それぞれ約1メートル×2メートル（3フィート×7フィート）で、網状の鋼鉄ケーブルで支えられている[ 9 ] 。その下の地面には日陰に強い植物が生えている[ 11 ] 。

望遠鏡には3台のレーダー送信機があり、実効等方放射電力（EIRP）は 2380MHzで22TW （連続） 、 430MHzで 3.2TW  （パルスピーク）、 47MHzで200MWであった。[ 13 ]また、 5.1MHzと8.175MHzで動作する電離層修正装置もあった。[ 14 ]

パラボラアンテナは固定されたまま、受信機と送信機を望遠鏡の適切な焦点に移動させて目的のターゲットに向けました。[ 15 ]反射鏡は球面鏡であるため、焦点は一点ではなく線に沿っていました。その結果、観測を実行するために複雑なラインフィードが実装され、各ラインフィードは10〜45 MHzの狭い周波数帯域をカバーしました。一度に使用できるラインフィードの数は限られていたため、望遠鏡の柔軟性が制限されていました。[ 9 ] 受信機は、パラボラアンテナの150 m (492 フィート) 上に吊り下げられた820 トン (900 ショートトン) のプラットフォーム上にあり、3 つの鉄筋コンクリート製の塔 (塔ごとに 6 本のケーブル) から伸びる 18 本のメイン ケーブルによって支えられていました。塔の 1 つは高さ 111 m (365 フィート)、他の 2 つは高さ 81 m (265 フィート) で、各塔の頂上は同じ高度に配置されていました。[ 10 ]各メインケーブルは直径8cm (3.1インチ) の束で、160本の電線が巻かれており、その束は塗装され、乾燥した空気が絶えず吹き込まれて、湿潤な熱帯気候による腐食を防いでいた。[ 16 ]プラットフォームには、方位角アームと呼ばれる、受信アンテナと二次反射鏡および三次反射鏡を搭載した、長さ93m (305フィート) の回転する弓形のトラックがあった。これにより、望遠鏡は地元の天頂を中心に40度の視程円錐内にある空のどの領域でも観測できた(赤緯-1度から38度の間)。プエルトリコは北回帰線に近い位置にあるため、アレシボ望遠鏡は太陽系の惑星をその軌道の北半分にわたって観測できた。土星より遠い物体までの往復の光時間は、望遠鏡が天体の位置を追跡できる2.6時間よりも長いため、より遠くの物体のレーダー観測はできない。[ 10 ] [ 17 ]

アレシボ電波望遠鏡の展望台から見た様子、2013年10月

歴史

設計と建設

2019年のアレシボ電波望遠鏡
ビームステアリング機構の詳細図。上部の三角形のプラットフォームは固定されており、方位角アームはその下で回転する。右側にはグレゴリアンサブリフレクタがあり、左側には430MHzに同調された長さ29メートル（96フィート）のラインフィード（ハリケーン・マリアによって破壊された）の残骸がある。また、右側にはキャットウォークと、2.5MW 430MHzレーダー送信機の信号を焦点領域まで導く矩形導波管の一部がある。

この観測所の起源は、1950年代後半、米国国防総省（DoD）高等研究計画局（ARPA）が新たに設立した弾道ミサイル（ABM）防衛に関する包括的プロジェクト「プロジェクト・ディフェンダー」の一環として、弾道ミサイル防衛システムを開発しようとした取り組みに遡ります。この初期段階においてさえ、弾頭攻撃に必要な約1,600km（1,000マイル）という長距離において、レーダーデコイの使用が深刻な問題となることは明らかでした。 [ 18 ] [ 19 ]

数多くのディフェンダー計画の中には、再突入する核弾頭が上層大気圏にいる間に特有の物理的特徴を示すという概念に基づく研究がいくつか含まれていた。高温で高速の物体は大気圏の電離を引き起こし、それがレーダー波を反射することが知られており、弾頭の特徴はデコイとは大きく異なるため、探知機は弾頭を直接検出できる、あるいは、弾頭からの単一の反射波に従来の追跡レーダーを集中させるのに必要な追加情報を提供できると考えられていた。[ 18 ] [ 19 ]

この構想は追跡問題の解決策となるように見えたが、再突入の物理的性質や電離層上層の通常の構成に関する確固たる理解に関する情報はほとんどなかった。ARPAはこれら両方に同時に取り組み始めた。弾頭からのレーダー反射をより深く理解するために、クェゼリン環礁に複数のレーダーが建設された。一方、アレシボは電離層のF層を理解すると同時に、汎用科学電波観測所を建設するという二重の目的を持って建設された。[ 18 ] [ 19 ]

1959年11月6日、コーネル大学はARPAと大型電離層レーダー探査機の開発研究を行う契約を結び、この機器が電波天文学やその他の科学分野でどのように活用できるかを研究した。[ 20 ]観測所は1960年半ばから1963年11月の間に建設された。コーネル大学のウィリアム・E・ゴードンとジョージ・ピーターは、地球の電離層の研究のための設計を監督した。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 15 ]彼は、非常に大きな皿を置くのに最適な空洞を提供しているプエルトリコのカルスト地帯の陥没穴に魅了された。 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]当初は、150メートル（492フィート）の塔で焦点に機器を保持し、固定方向を向いた固定パラボラ反射鏡が構想された。この設計では、地球の自転に合わせて空のさまざまな位置を指向し、その位置を長時間追跡する能力が求められるレーダー天文学、電波天文学、大気科学などの他の研究分野での使用が制限されていただろう。

ARPAのウォード・ローはこの欠陥を指摘し、ゴードンをマサチューセッツ州ボストンの空軍ケンブリッジ研究所（AFCRL）に紹介した。そこではフィル・ブラックスミスが率いるグループが球面反射鏡に取り組んでおり、別のグループが上層大気中の電波の伝播を研究していた。コーネル大学は1958年半ばにこのプロジェクトをARPAに提案し、1959年11月にAFCRLと大学の間で契約が締結された。コーネル大学とザカリー・シアーズは提案依頼書（RFP）を公表し、静止反射鏡の上方133メートル（435フィート）の球面に沿って移動する給電部を支持する設計を求めた。RFPでは給電部を支持するために中央に三脚か塔を設置することが提案された。コーネル大学でアンテナの設計と建設の計画が発表された日、ゴードンは給電用の305メートル（1,000フィート）の反射鏡の中心に位置する133メートル（435フィート）の塔も構想していた。[ 27 ] [ 28 ] [ 23 ]

ニューヨーク州ガーデンシティのゼネラルブロンズ社の研究を指揮していたジョージ・ドゥンドゥラキス氏は、ニューヨークのデジタルB＆E社で内部設計を指揮していたザカリー・シアーズ氏とともに、コーネル大学からアンテナ設計の提案依頼書（RFP）を受け取り、土木技師である兄のヘリアス・ドゥンドゥラキス氏とともに給電部を吊り下げる案を検討した。ジョージ・ドゥンドゥラキス氏は、塔や三脚が反射鏡の中心（反射鏡で最も重要な領域）の周囲にもたらすであろう問題を認識し、給電部を吊り下げるという、よりよい設計を考案した。[ 22 ] [ 21 ]彼は、反射鏡の上にある4つの塔から4本のケーブルで吊り下げられ、縁に沿って方位角トラス位置決め用のレールが敷かれたドーナツ型またはトーラス型のトラスをコーネル大学に提出した。この2つ目のトラスは円弧またはアーチ型で、下に吊り下げられ、レール上を360度回転することになっていた。アーチにはレールも設置されており、フィードを支えるユニットがレール上を移動することでフィードの仰角を調整できる。カウンターウェイトはフィードの反対側に対称的に移動することで安定性を確保し、ハリケーン襲来時にはフィード全体を上下させることが可能だった。ヘリアス・ドゥンドゥラキスは、最終的に採用されたケーブル吊り下げシステムを設計した。最終的な構成は、ジョージとヘリアス・ドゥンドゥラキスの原図と実質的に同じだったが、米国特許庁からヘリアス・ドゥンドゥラキスに付与された特許に描かれた4つのタワーではなく、3つのタワーになった。[ 29 ] [ 30 ]

吊り下げ構造物は、トーマス・C・カバナ博士、フレッド・セヴェルド、ハンス・バンデル博士によって設計され、彼らはコーネル大学が1959年に出したRFPの後で選ばれた。電気電子技術者協会（IEEE ）のニュースレターで、ドナルド・クック（コーネル大学のスポークスマン）がヘリアス・ドゥンドゥラキスに宛てた編集上の返答によると、ジェネラル・ブロンズ社の提案は仕様を満たしていなかったため選ばれなかった。クックは、ドゥンドゥラキスが間違ったフィード/近軸面の測定値を使用したと述べた。しかし、クックが使用した測定値は1966年に発行されたドゥンドゥラキスの特許からのものであり、特許より7年前の1959年のRFP会議からのものではなかった。[ 30 ] [ 29 ]さらに、1959年12月10日のRFP会議でジョージ・ドゥンドゥラキスとヘリアス・ドゥンドゥラキスによって提示された提案の測定値は、クックの編集上の返答の中で参照されていなかった。[ 30 ]この提案の発案者はその後、当初120万ドルで争いを起こしたが、「裁判での弁護費用は和解金の1万ドルをはるかに上回る」という理由で1万ドルで和解し、それを受けて1975年4月11日、ドゥンドゥラキス対米国（事件番号412-72）は、米国連邦請求裁判所によって原告有利の判決が下され、「(a) 原告（ヘリアス・ドゥンドゥラキス、ウィリアム・J・ケイシー、コンスタンティン・ミカロス）が米国に対して有利な判決が下され、(b) 米国政府が原告に支払うべき1万ドルを対価として、原告は米国政府に対し、前述の米国特許3に基づく取消不能の全額支払済み非独占的ライセンスを付与する」とされた。 273、156をコーネル大学に送りました。」[ 30 ]

球面反射鏡と可動副鏡の組み合わせというアイデアは、光学望遠鏡、特にホビー・エバリー望遠鏡に利用されてきた[ 31 ]。

建設は1960年半ばに始まり、望遠鏡は約3年後に稼働を開始した。望遠鏡と付属観測所は、1963年11月1日にアレシボ電離層観測所（AIO）として正式に開所した。[ 32 ] [ 33 ]

アップグレード

建設以来、望遠鏡は1969年10月1日に施設の監督が国防総省から国立科学財団に移り、その後1971年9月にAIOが国立天文学・電離層センター（NAIC）に改名されたことを受けて、数回にわたってアップグレードされた。 [ 16 ] [ 33 ]当初、想定される最高動作周波数が約500MHzだったとき、表面は支持ケーブルの上に直接敷かれた半インチの亜鉛メッキ金網で構成されていた。1973年に、38,000枚の個別に調整可能なアルミニウムパネルで構成される高精度の表面が古い金網に置き換えられ、[ 34 ]使用可能な最高周波数は約5000MHzに上昇した。 1997年には、電波を一点に収束させるための二次反射鏡と三次反射鏡を組み込んだグレゴリアン反射鏡システムが設置された。これにより、1～10GHzの全帯域をカバーする受信機群を設置できるようになり、焦点まで容易に移動できるため、アレシボの柔軟性が向上した。追加された機器によってプラットフォームの重量は270トン（300ショートトン）増加したため、各タワーに2本ずつ、計6本の支持ケーブルが追加された。[ 16 ]また、地面からの熱放射が給電アンテナに到達するのを防ぐため、周囲には金属製のメッシュスクリーンが設置された。このアップグレードの一環として、2380MHz送信機の出力は、2台目のクライストロン管の追加と設計の改良により、2倍の1MWに増強された。[ 35 ]最終的に、2013年に250万ドルの助成金を受けて、電離層修正HF施設の追加作業が開始され、2015年に完了しました。HF施設は、送信側にメインディッシュ内の6つの折りたたみ式100kWクロスダイポールと、ディッシュとプラットフォームの間に吊り下げられた幅100mのサブリフレクタメッシュで構成されていました。[ 36 ] [ 37 ]

2019 年 6 月のアレシボ電波望遠鏡主アンテナのパノラマ画像。アンテナの底部に HF 送信アンテナが見える。

資金削減

NSFの天文科学部門と大気科学部門は、1970年代にアレシボが完成して以来、惑星レーダーの運用のためにNASAからの段階的な支援を受けて財政支援を行ってきた。[ 34 ] 2001年にNASAは、2005年までに惑星レーダーへの支援を段階的に縮小し、廃止すると発表した。[ 38 ]

2002年、数年にわたる議論を経て、米国議会はNSFの予算を倍増する法案を可決し、NSFに新たなプロジェクトを開始するよう指示した。[ 39 ]その結果、NSFは主要プロジェクトへの投資を開始した。しかし、資金増額は実現せず、NSFは新たな投資を担うことになった。2005年、天文科学部門は、ますます逼迫する予算に対処するため、施設の「上級レビュー」を委託した。2006年11月に発表された上級レビュー報告書は、「残念ながら」アレシボ天文台への天文学資金の大幅な削減を勧告し、 2007年には1,050万ドルに削減され、2011年には400万ドルまで減少が続いた。さらに、他の資金源が見つからない場合は、天文台の閉鎖が勧告された。[ 40 ] [ 41 ]

学者や研究者たちは、天文台の保護と擁護のために組織を結成して対応した。彼らは2008年にアレシボ天文台の研究の科学的卓越性を推進し、天文学、超高層文学、惑星レーダーにおける成果を宣伝して、天文台への追加資金援助を求めるためにアレシボ科学擁護パートナーシップ（ASAP）を設立した。[ 42 ]プエルトリコ政府は天文台の資金としてさらに300万ドルの債券を発行し、発電設備の近代化と老朽化したその他のインフラの改善に使用された。 [ 43 ] [ 44 ]学者、メディア、有力な政治家は米国議会に天文台の仕事の重要性について圧力をかけた。[ 45 ] [ 46 ]その結果、 2009年のアメリカ復興・再投資法でアレシボ天文台を支援するために310万ドルの追加資金が確保された。これは基本的なメンテナンスと、超長基線干渉計、惑星レーダーシステム用の新しいクライストロン増幅器、学生の訓練に使用される2番目のはるかに小さなアンテナに使用されました。[ 47 ]

NSFからのアレシボ天体への予算はその後も減少し続けた。[ 48 ] [ 49 ] NASAは2010年度から、アレシボ天体における惑星科学、特に地球近傍天体の研究に年間200万ドルを拠出することで、これまでの支援を復活させた。NASAはこの資金を地球近傍天体観測プログラムを通じて運用した。[ 50 ] NASAは2012年に支援額を年間350万ドルに増額した。

2011年、NSFは1970年代から国立天文学・電離層センター（NAIC）を管理してきたコーネル大学を運営者から外し、その責任をSRIインターナショナルと他の2つの管理パートナーである大学宇宙研究協会とプエルトリコ首都圏大学、その他多くの協力者に移譲した。[ 51 ] [ 52 ] NSFはNAICの連邦資金提供研究開発センター（FFRDC）としての認定も取り消したが、NSFによるとこれによりNAICはより幅広い科学的パートナーシップを確立し、NSFの支援範囲を超えた活動への資金提供機会を追求する自由が増すことになるが、[ 49 ] [ 53 ]これによりFFRDCは最高の技術スタッフを維持するという安定性の約束も失われることになる。

天文台は削減されたNSFの予算とNASAの資金の下で運営を続けていたが、NSFは2015年と2016年に、ユニットの解体による影響に関する環境影響評価を開始することで、天文台の廃止の可能性を検討していることを示した。[ 54 ] NSFは、短期的には天文台への資金提供を削減したいという意向を示し続けた。[ 55 ] [ 56 ] 2008年と同様に、学者たちは天文台が閉鎖された場合に起こり得る科学的発見の損失について懸念を表明した。[ 54 ]

2020年の被害、廃炉計画、そして崩壊

2020年11月のケーブル損傷後のアレシボ天文台の地図[ 6 ]

2010年代の数々のハリケーンや嵐により、構造技術者は観測所の安定性について懸念を抱いていた。[ 57 ] 2017年9月21日、ハリケーン・マリアに伴う強風により、430MHzのラインフィードが破損して主アンテナに落下し、38,000枚のアルミニウムパネルのうち約30枚が損傷した。アレシボ観測のほとんどはラインフィードを使用せず、ドーム内にあるフィードと受信機に依存していた。全体として、マリアによる被害は最小限であったが[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]、観測所の将来にさらなる不透明感を与えた。以前の機能をすべて復旧するには、既に危機に瀕していた観測所の運営予算を超える費用が必要となり、利用者は廃止の決定がなされるのではないかと懸念した。[ 62 ]

セントラルフロリダ大学（UCF）、ヤン・エンタープライズ、UMETからなるコンソーシアムは、2018年2月に資金提供を申し出て、NSFがアレシボ天文台の運営費への拠出金を2022～2023年度から800万ドルから200万ドルに削減できるようにし、天文台の将来を確保した。[ 63 ]これにより、UCFコンソーシアムは2018年に天文台の新しい運営者に指名された。[ 64 ] [ 65 ]

2020年8月10日、補助プラットフォーム支持ケーブルが第4タワーから外れ、望遠鏡に損傷が発生しました。反射鏡には30メートル（100フィート）の裂傷が生じた。[ 66 ] [ 67 ]グレゴリアンドームの6～8枚のパネルと、ドームへのアクセスに使用されるプラットフォームが損傷しました。部分的な崩壊による負傷者は報告されていません。被害状況の調査のため、施設は閉鎖されました。[ 68 ]

この施設は熱帯暴風雨イサイアスの通過後、最近再開したばかりだった。ケーブルの破損がイサイアスによって引き起こされたのかどうかは不明である。アレシボ天文台の元所長ロバート・カーは、1997年のグレゴリアン・ドームの設置以前は、メインのサポート・ケーブルとサポート・タワーはプラットフォームの2倍の重量に耐えられるように安全率2で設計されていたと述べた。1997年にドームが追加されたとき、補助ケーブルはすべての設計要素が考慮された上で安全率2を維持することになっていたが、カーは、設置後に負荷を均等に分散することは困難であるため、そうはならなかったと信じていた。[ 16 ]カーはまた、天文台では放置された期間があり、その間は電線束に沿って乾燥空気を吹き出すのに使用されていたファンが作動していなかったと述べた。カーによると、以前の嵐によってケーブルに海水が入り込み、腐食の速度が加速した可能性があるという。[ 16 ] UCFが雇ったエンジニアリング会社は、ケーブルが破損したソケットエリアを検査し、1980年代の定期ケーブル交換中に観察されたのと同様の問題を発見した。その問題とは、溶融亜鉛を使用してケーブルを塔のソケットマウントに固定する作業が不完全だったため、電線束に湿気が入り込んで腐食を引き起こし、ケーブルがソケットから滑り落ちたというものである。[ 16 ]エンジニアリング会社は望遠鏡のモデルを作成し、塔4の安全係数が1.67に低下していることを確認した。これは、別のケーブルが崩壊したとしても、修理が行える間は構造は依然として安全であると考えたためである。[ 16 ]ソケット溶接部に問題があると判断されたため、6本の補助ケーブル全てを交換する計画が立てられ、費用は1,050万ドルとなった。[ 16 ]

修理が始まる前の2020年11月7日、タワー4の2本の主要な支持ケーブルのうち1本が切れ、落下したアンテナ本体の一部が粉砕した。[ 69 ]アメリカ陸軍工兵隊の支援を受けてケーブルを監視していたUCFの技術スタッフと彼らが雇ったエンジニアリング会社は、それ以前にタワー4の残りのケーブルを評価していた。あるエンジニアリング会社は安定化努力を提案し、[ 70 ]別の会社は負荷を軽減するためにグレゴリアンドームなどの機器プラットフォームの一部を切断することを提案した。[ 16 ] 3番目の会社は、残りのケーブルに問題がある可能性があるため、その時点で損傷を安全に修復する方法はなく、さらに、キャンパス内の他の建物を脅かす壊滅的な故障を回避するには、望遠鏡の制御された廃止が唯一の効果的な手段であると判断した。[ 71 ] NSFはこの助言を受け、2020年11月19日に、最も安全なルートを決定した後、数週間かけてアレシボを廃止し、直ちに安全立ち入り禁止区域を設定すると発表した。[ 4 ] NSFのショーン・ジョーンズは、「この決定はNSFにとって容易なものではありませんが、人々の安全が私たちの最優先事項です」と述べた。ライダー施設は運用を継続する予定だった。[ 57 ] [ 4 ]

NSFが廃止計画を作成するのを待っている間、各塔が受けている荷重を減らすための措置が取られており、これには個々の塔のバックステー支持ケーブルへの負担を減らすことが含まれていた。望遠鏡の上空にヘリコプターがホバリングしながら荷重の一部をつり上げるなどの他の計画も提案されたが、リスクが高すぎると判断された。[ 72 ] UCFの技術者は望遠鏡を監視しており、支持塔のバックステーケーブルのワイヤーが1日に1～2本の割合で切断しているのを観察し、望遠鏡が間もなく倒壊すると推定した。[ 73 ]運用責任者のアンヘル・バスケスによると、2020年12月1日の前の週末には、受信機の支持ケーブルのワイヤーストランドも急速に切断されていた。この結果、2020年12月1日午前6時55分（米国標準時）頃、タワー4からの2本目のメインケーブルが破損し、残りの2本のサポートケーブルもその直後に破損したため、受信機プラットフォームが崩壊した。受信機の構造とケーブルがパラボラアンテナ上に崩壊したことで、さらに広範囲にわたる被害が発生した。[ 7 ] [ 8 ] [ 74 ]受信機が落下した際に、サポートケーブルが通っていたタワーの先端も切断された。タワー4からのメインケーブルが外れると、通常はメインケーブルからの水平方向の力の分力をバランスさせているバックステーケーブルがタワーを外側に引っ張り、上部が折れた。他の2つのタワーも、プラットフォームを支える力がなくなると、バックステーケーブルの張力により先端が切断された。[ 72 ]タワー12の上部が落下した際に、観測所の他の建物に構造的な損傷が発生した。[ 75 ] [ 72 ] [ 76 ]

アレシボ電波望遠鏡の崩壊の様子を管制塔（タワー12）のカメラから撮影した。背景にはタワー4が映っており、映像の後半ではタワー12の頂上がカメラの前で転がっている様子が映っている。
当初タワー 4 の頂上でケーブルを監視していたドローンの視点から見たアレシボ望遠鏡の崩壊。
アレシボ望遠鏡の崩壊を同期させた画像。

崩壊後

解体中のアレシボ望遠鏡、2021年12月

アレシボの崩壊から数週間後、アレシボからいくつかの設計原理を参考にした中国の500メートル口径球面望遠鏡（FAST）の管理局は、2021年から望遠鏡を使用するための国際的な研究者の申請を受け付けると発表した。[ 77 ]

2020年12月下旬、当時のプエルトリコ知事ワンダ・バスケス・ガルセド氏は、瓦礫の撤去と、その場所に建設される新しい天文台の設計のために800万ドルの支出を求める行政命令に署名した。知事は、天文台の再建は「公共政策の問題」であると述べた。この行政命令では、当該地域を史跡に指定した。[ 78 ]

2021年統合歳出法の規定に従い、NSFは2022年3月に議会に報告書を提出した。報告書の内容は、「被害の原因と範囲、安全かつ環境に配慮した方法で瓦礫を除去する計画、関連施設（アレシボ天文台）とその周辺地域の保全、現場で同等の技術を確立するかどうかを決定するプロセス、および関連する費用見積もり」である。[ 79 ] [ 80 ] 2022年3月25日、UCFとNSFが設立した調査回収委員会は最終報告書を発表し、「歴史的重要性または科学的有用性」のために回収できる可能性のある現場の資料を特定した。[ 81 ]

テキサス大学オースティン校のチームは、 1960年代の開設以来、望遠鏡が捉えてきた3ペタバイトのデータを、ストレージ機器にさらなる損傷が生じる前に、2021年5月までに完全に復旧し、バックアップすることに成功しました。データはテキサス先端計算センターにある同校のサーバーに移され、継続的な研究に利用できるようになりました。[ 82 ]

NSFの科学者らが作成した初期計画では、次世代アレシボ望遠鏡と呼ばれる代替案が提案されている。これは、幅300メートル（980フィート）のアレシボ陥没穴をカバーする1台以上の平板に、口径9メートル（30フィート）の望遠鏡を1,000台密集させて設置するものである。望遠鏡自体は固定されるが、平板は水平からどの方向にも45度以上回転させることができる。これにより、新しい装置は元のアレシボ望遠鏡の500倍の視野と、2倍の感度、4倍のレーダー出力を実現できる。建設には約4億5,000万ドルの費用がかかると予想された。 [ 83 ]これにより、天の川銀河中心にある超大質量ブラックホールを主要ターゲットとして、より良く研究できるようになる。[ 16 ]

NSFは2022年10月に、アレシボの敷地を新しい望遠鏡の建設には使用せず、代わりにSTEM教育センターに転換することを決定した。[ 84 ]

アレシボ救助調査委員会は、天頂および方位軌道の一部、プラットフォームの一角、回転ジョイント、ケーブルカーなど、望遠鏡の一部を保存した。[ 85 ]

2024年、米国科学・工学・医学アカデミーは、この崩落に関する報告書を発表しました。報告書は、高エネルギー出力と亜鉛ワイヤーロープの「ブーミング」の相互作用の役割など、過去の多くの報告書や知見を引用しています。大規模なオーバーホールの計画がなかったため、典型的な工学原則である冗長性の問題が提起されました。報告書はまた、様々な長期保守に関する知識の経時的継承における組織的な問題についても議論しました。また、1980年代に利用可能だった当初の工学安全基準と、その後の風荷重工学の進歩との相違についても問題提起しました。[ 86 ]

研究と発見

アレシボメッセージは、個々の部分を強調するために色が追加されました。実際のバイナリ送信では色情報は含まれていませんでした。

この観測所によって多くの科学的発見がなされた。1964年4月7日、観測開始直後、ゴードン・ペッテンギルのチームはこれを用いて、水星の自転周期がこれまで考えられていた88日ではなく、わずか59日であることを突き止めた。[ 87 ] 1968年には、リチャード・V・E・ラヴレスらがかにパルサーの周期（33ミリ秒）を発見し、中性子星が存在するという最初の確固たる証拠となった。[ 88 ] 1974年には、ハルスとテイラーが最初の連星パルサーPSR B1913+16を発見し、[ 89 ]この功績により後にノーベル物理学賞を受賞した。 1982年、ドナルド・C・バッカー、シュリニヴァス・クルカルニ、カール・ハイルズ、マイケル・デイビス、ミラー・ゴスによって、最初のミリ秒パルサーであるPSR B1937+21が発見されました。 [ 90 ]この天体は1秒間に642回自転しており、 2005年にPSR J1748-2446adが発見されるまで、世界最速の自転パルサーとされていました。

1980年、アレシボ天文台はエンケ彗星の検出に成功し、彗星の初のレーダー観測を行った。[ 91 ] 1985年7月、同天文台は小惑星1627イヴァルの初の2次元画像を入手した。[ 92 ]

1989年8月、地球近傍小惑星4769カスタリアのレーダー観測により、接触している2つのローブを示す遅延ドップラー画像の連続が得られ、接触連星の初めての観測となった。[ 93 ]翌年、ポーランドの天文学者アレクサンドル・ヴォルシュチャンはパルサーPSR B1257+12 （リヒ）を発見し、後にその周囲を回る3つの惑星を発見した。[ 94 ]これらは、発見された最初の太陽系外惑星であった。1994年、ジョン・ハーモンはアレシボ電波望遠鏡を用いて、水星の極域の氷の分布を地図化した。[ 95 ]

2008年1月、遠方のスターバースト銀河Arp 220の電波分光測定から、生命誕生前の分子であるメタンイミンとシアン化水素の検出が報告された。[ 96 ]

2010年1月から2011年2月にかけて、天文学者のマシュー・ルートとアレクサンダー・ウォルシュチャンは、T6.5褐色矮星2MASS J10475385+2124234から電波バーストを検出しました。大気中にメタン吸収線を持つT型矮星から電波が検出されたのはこれが初めてでした。また、この矮星は電波放射が観測された最も低温の褐色矮星（温度約900K）でもあります。高度に偏極した高エネルギーの電波バーストは、この天体が1.7  kGを超える磁場と、木星や太陽に匹敵する磁気活動を有していることを示唆しています。[ 97 ]

アレシボメッセージ

1974年、アレシボメッセージは、地球外生命体との交信を試みる試みとして、電波望遠鏡から約2万5000光年離れた球状星団メシエ13に向けて送信された。 [ 98 ] 1と0の1679ビットパターンは、数字、棒人間、化学式、望遠鏡の粗い画像を含む23×73ピクセルのビットマップ画像を定義していた。[ 99 ]

SETIとMETIプロジェクト

地球外知的生命体探査（SETI）[ 100 ]は、地球外生命体や先進技術の探査です。SETIは、銀河系の他の場所にいる知的文明からの信号を空から探査することで、「我々は宇宙で孤独なのか？」という問いに答えることを目指しています。

これに対して、METI（地球外知的生命体へのメッセージング）は、メッセージを送信して能動的に探索することを指します。

アレシボは、カリフォルニア大学バークレー校の宇宙科学研究所が推進するSETI@homeとAstropulse分散コンピューティングプロジェクトのデータソースであり、SETI研究所のプロジェクトフェニックスの観測にも使用されました。[ 101 ]アインシュタイン@Home分散コンピューティングプロジェクトは、アレシボデータで20以上のパルサーを発見しました。[ 102 ]

その他の用途

アレシボ天文台における地上天文学実験には、 NASAの支援を受けたコキ2号実験が含まれていました。この望遠鏡は当初、月で反射する信号を検知してソ連のレーダー施設の位置を特定するなど、軍事情報にも利用されていました。[ 103 ]

限定的なアマチュア無線運用がムーンバウンスまたは地球-月-地球通信を使用して実施されました。ムーンバウンスでは、月に向けられた無線信号が地球に反射されます。これらの運用の最初のものは1964年6月13日から14日であり、コールサインKP4BPZが使用されました。144 MHzと432 MHzで12回ほどの双方向コンタクトが行われました。1965年7月3日と24日には、KP4BPZは再び432 MHzでアクティブになり、利用可能な限られた時間スロットで432 MHzで約30回のコンタクトを行いました。これらのテストでは、非常に広帯域の計器レコーダーが受信帯域幅の大部分をキャプチャし、後で他のアマチュア局のコールサインを検証できるようにしました。これらは双方向のコンタクトではありませんでした。2010年4月16日から18日にかけて、アレシボアマチュア無線クラブKP4AOが再びこのアンテナを使用してムーンバウンス活動を実施した。[ 104 ] 2013年11月10日、KP4AOアレシボアマチュア無線クラブは、メインディッシュアンテナを使用せずに14.250MHz SSBで7時間にわたる50周年記念アクティベーションを実施しました。[ 105 ]

文化的意義

その独特な形状とコンセプトのため、アレシボ望遠鏡は多くの現代作品に登場してきた。メアリー・ドリア・ラッセルのSF小説『スパロー』では、アレシボ望遠鏡は中心的な場所の一つとして登場する。映画『ゴールデンアイ』（1995年）、『スピーシーズ』（1995年）、『コンタクト』（1997年）（カール・セーガンの同名小説を原作とし、この小説にもアレシボ望遠鏡が登場する）、『ザ・ルーザーズ』（2010年）[ 106 ] [ 71 ]、そしてテレビドラマ『X-ファイル』のエピソード「リトル・グリーン・メン」 [ 107 ]でも撮影場所として使用された。 2013年のビデオゲーム『バトルフィールド4』のマップの一つは中国を舞台としているが、アレシボ望遠鏡の特徴的な配置に基づいている。[ 108 ] 2014年、アーティストのジェニファー・アローラとギジェルモ・カルサディーヤがSF作家テッド・チャンと共同で制作したビデオアート・インスタレーション作品「大いなる沈黙」では、アレシボ天文台の電波望遠鏡が地球外生命体の探査を表現した。翌年、チャンは同じく「大いなる沈黙」と題された中編小説を出版した。この対比されたテキストは後に、2015年にアートジャーナルe-fluxの特集号に同名の短編小説として掲載され、 2019年には著者の短編集『Exhalation: Stories』に収録された。 [ 109 ]

小惑星4337アレシボは、太陽系天体の特徴解明への貢献を称え、スティーブン・J・オストロによってこの天文台にちなんで命名されました。 [ 110 ]

参照

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さらに読む

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