山口県に日本最大級の電波干渉計が誕生へ - KDDIの衛星通信アンテナを改造

KDDIと山口大学は1月26日、KDDI山口衛星通信所にある大型パラボラ・アンテナを、衛星通信用から電波望遠鏡へ改造し、ブラックホールなどの宇宙観測研究に活用すると発表した。

KDDIは2001年にも別の大型パラボラ・アンテナを国立天文台に譲渡しており、電波望遠鏡に改造され、現在は山口大学が研究に使用している。同大学では今回借用するアンテナと組み合わせることで「山口干渉計」を構築。日本最大級の電波干渉計として、ブラックホールなどの宇宙観測研究に挑む。

今回は同日に行われた記者会見の模様から、KDDI山口衛星通信所の来歴や電波望遠鏡の概要、観測により期待される成果などについて見ていきたい。

見渡す限りのパラボラ・アンテナ、世界の通信を支える西の関門局

KDDI山口衛星通信所は山口県山口市仁保中郷という、周囲を山に囲まれた、緑豊かな場所にある。敷地内には大小さまざまなパラボラ・アンテナが立ち並び、これらのアンテナによって、静止通信衛星「インテルサット」や「インマルサット」からの通信を受け止め、通信先へ中継する役割を担っている。

KDDIは1963年(当時はKDD)に、茨城県に「茨城衛星通信センター」(当時は茨城衛星通信所)を開所し、日米間の衛星テレビ通信の中継を行っていた。開所直後、米国との衛星通信実験が行われた最中に飛び込んできたのが「ケネディ大統領の暗殺」という衝撃的なニュースだったことは、歴史の教科書に載るほど有名な事件である。しかし、同通信所は主に太平洋を挟んだ米国との通信用に造られたため、日本の西側にある欧州やアフリカなどとの交信はできなかった。

そこで山口県に新しい衛星通信基地が造られることになり、1969年5月に開所したのがこのKDDI山口衛星通信センター(当時はKDD山口衛星通信所)である。山口県からであれば太平洋だけでなく、インド洋上空の衛星との通信もでき、また台風や地震などの災害に見舞われる可能性も少ないこと、さらに周囲を山に囲まれていることで通信にとって厄介な雑音も少ないことなどが、この地が選ばれた理由だという。

その後、2007年に茨城衛星通信センターは閉所され、同所が担ってきた機能はすべて、この山口衛星通信センターに統合されることになった。現在では日本最大にして、世界でも有数の大きさをもつ衛星通信基地となっている。

衛星通信アンテナから電波望遠鏡へ

山口衛星通信センター内には、合計で24基のアンテナが並んでいる。その中でもひときわ目を引くのが、アンテナの直径(口径という)32mと34mの大型パラボラ・アンテナである。

32mの「山口第4アンテナ」は1979年に、34mの「山口第2アンテナ」は1980年に建設され、衛星テレビや国際電話、国際データ通信など、さまざまな通信を国内外へ中継し続けてきた。しかし現代では、海底ケーブル網が発達したことや、通信衛星の性能が上がり、より小さなアンテナでも通信ができるようになったことなどを受け、大型アンテナは衛星通信としての役目を終えることになった。

しかし、アンテナそのものの役目はそこで終わらなかった。新たに「電波望遠鏡」として、第二の人生を歩み始めることになったのである。

「望遠鏡で宇宙を見る」には、大きくふたつのやりかたがある。ひとつは市販の天体望遠鏡や、あるいはハワイにある「すばる」望遠鏡のように、可視光、つまり人間の目に見える光で観測する方法。そしてもうひとつが、赤外線やX線、ガンマ線、電波といった、人間の目には見えない電磁波で観測する方法である。天体はあらゆる電磁波を出しているため、可視光だけでは見えなかったことが、他の電磁波を使うと見えるようになる。

電波望遠鏡では宇宙の天体からやってくる電波を捉える必要がある。一方、衛星通信用のアンテナも、宇宙の人工衛星からやってくる電波を捉えるように造られている。両者は受信機器など細かな点は異なるものの、設備をそのまま共有することができる。

まず2001年に、山口第4アンテナの運用が終わり、国立天文台へ無償譲渡されることになった。その後、電波望遠鏡にするための改造が行われ、2002年から「第1電波望遠鏡」として運用が始まっている。現在は国立天文台との協定により、山口大学と共同で研究に活用されている。

第1電波望遠鏡では、単体での観測はもちろん、国内や中国、韓国、台湾などにある他の望遠鏡との連携による観測も行われており、東アジア地域における観測の中核的な存在にある。これまで星が誕生する様子やブラックホールの観測が行われており、2011年には形成中の星の周囲にあるガスが、回転し、中心の星へ向けて落下している様子を検出することに成功している。

そして山口第2アンテナもまた、2015年に運用を終えることになり、「第2電波望遠鏡」として活用されることになった。第2電波望遠鏡は単体でも運用されるほか、隣接する第1電波望遠鏡と連携することで「干渉計」という仕組みを構築でき、単一の望遠鏡では達成できないほどの高い能力で、宇宙を観測できるようになる。