NASAが「月面のクレーターを巨大電波望遠鏡に変える」プロジェクトを発表

By Saptarshi Bandyopadhyay

NASAが「月の裏側にあるクレーターを電波望遠鏡に変える」というプロジェクトを発表しました。完成した場合、地球では検出できない波長と周波数の電波を検出できる太陽系最大の開口型電波望遠鏡となる見込みです。

Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) on the Far-Side of the Moon | NASA
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2020_Phase_I_Phase_II/lunar_crater_radio_telescope/

NASA Reveals Wild Project For Turning a Moon Crater Into a Radio Telescope
https://www.sciencealert.com/check-out-this-amazing-plan-to-turn-a-crater-on-the-far-side-of-the-moon-into-a-radio-telescope

NASA LCRT | NASA Might Build a Radio Telescope on the Moon
https://www.popularmechanics.com/space/moon-mars/a32086207/nasa-radio-telescope-moon/

電波望遠鏡を月面に設置すると、地球の分厚い電離層や地球上に存在する多様な電波ノイズなどに遮られることがないため、地球では検出できない波長と周波数を計測することが可能です。2020年4月8日にNASAが発表した「月面クレーター電波望遠鏡(LCRT)」プロジェクトは、月面のクレーターの形状をパラボラアンテナの土台として活用し、「クレーター自体を電波望遠鏡にする」という計画です。

この計画では、まずパラボラアンテナとして適した形状・大きさのクレーターを月の裏側から選出します。クレーターの大きさは直径3kmから5km、月の裏側のクレーターを選出する理由は、地球に面する側のクレーターには地球から放出された電波ノイズが干渉してしまうことが原因です。

次に、電波を増幅・検出する受信機を積んだ無人着陸機をクレーターの中心に、「DuAxel」という名称のローバーを複数台積んだ着陸機をクレーターの外縁部に送ります。

無人着陸機はLCRTの建材となる部品を自動で展開します。

外縁部の着陸機はDuAxelを展開して、DuAxelは外縁部の適切な位置までそれぞれ移動します。それぞれのDuAxelは外縁部に自らを固定した後、ホイストをクレーターの中心まで送り込み、ホイストと着陸機をワイヤーで接合します。

DuAxelはワイヤーを巻き上げてホイストを回収。

ホイストはワイヤーメッシュを中央の着陸機から引き出し、さらにワイヤーで受信機を宙吊りにします。これで、クレーターの中央には受信機、その周辺にはパラボラアンテナを成すワイヤーメッシュが配置されます。

完成時のLCRTはこんな感じ。赤色のワイヤーで中央部には受信機が吊り下げられます。緑色で描かれるワイヤーメッシュによるパラボラアンテナ部分の直径は1～5kmになるとのこと。

以上のようにLCRTの直径は最低でも1kmになる見込みで、地球上で最大の電波望遠鏡「FAST」が直径500mなので、LCRTが実現すれば「太陽系最大の開口型電波望遠鏡」ということになります。

地球の軌道上には軌道衛星が多数存在しており、宇宙からの信号を受信することはますます困難になっています。LCRTは6～30MHzという地球上では受信できないような低周波数の信号まで受信が可能で、宇宙研究にさらなる進歩をもたらしてくれると期待されています。

科学系ニュースサイトScienceAlertによると、NASAは本計画が実行可能かを見極めるため、12万5000ドル(約1360万円)の開発資金を投じ、9カ月の期限を設けたとのことです。

なお、技術的には、月面に電波望遠鏡を設置するというプロジェクトはすでに実施されています。中国の月面探査機「嫦娥4号」によって設置された小型の低周波分光計と、月軌道上の低周波探査機を連動させて低周波数の信号を受信するプロジェクト「NCLE」を、オランダと中国のチームは2018年5月25日から開始しています。