国立天文台ニュース No. 341 2023年秋号

第11回
ソフトウェアラジオを使って
後編
木星の電波観測

おもな
登場
人物

千里奈央

アルマー

（せんり・なお）（ALMAr）

いざよい

（十六夜）

★おもな登場キャラクターのプロフィールはバックナンバーをご覧ください「アルマーの冒険」制作ユニット
絵／藤井龍二
写真・文・構成／川村 晶
監修・制作協力／熊本篤志、土屋史紀、笠羽康正、加藤雄人（東北大学）、石黒正人（国立天文台）、唐崎健嗣（合同会社プラネタリウムワークス）
協力／おんたけ銀河村キャンプ場、東京大学木曽観測所、野辺山宇宙電波観測所
編集／高田裕行★前号・第11回前編「ソフトウェアラジオを使って木星の電波観測」までのあらすじ
蒼天高校天文部の流星観測中、奈央もアルマーも怪しい電波を感じ取っていた。ふたりとも電波眼が覚醒したのだ。そしてその発信源としてふたりが指さしたのは木星だった。いざよいは奈央とアルマーを連れて、隠し持っていたドーム型宇宙船で木星へとひとっ飛び。衛星イオで、いざ
よいとは旧知のイオウからジャミンガーによって木星電波が乱され、木星同様に磁場を持つ地球も危険だと知らされる。（※下のまんがは第11回前編の最後のシーンです）

強力で怪しい電波を地球で
受けたぞ

そうか
届いたか

何が
あった

じつは
ジャミンガーが現れたんだ

ジャミンガー！

ここにも来たのか
いよいよ、木星のデカメートル波の観測を実際に行いました。観測には、電波を受けるア
ンテナ、受信機としての SDR、それにデータを取得する PC が必要になります。アンテナ
は市販品の流用も考えられますが、高額であることと、仕組み自体はとても簡単なので自作することにしました。アメリカの Radio JOVE が公開している情報をもとに、国内で調達可能な部品だけで構成できました。SDR はもちろん市販品です。PC は、解析用のソフ
やつの強力なデストロイウェーブでおいらの能力が失われて地球に落とされたんだ

そのデストロイウェーブで木星電波が乱され大混乱になったのだ

ようやく回復したが、木星と同じような磁場を持つ地球も危ないぞ

トウェアが Windows 用であることから、Windows10をインストールしたデスクトップ PC
を用意しました。はたして、木星からの電波を受信することはできたのでしょうか？

電波天文まんが「アルマーの冒険」バックナンバー
えー !?

https://www.nao.ac.jp/about-naoj/reports/naoj-news/almar/

JWSTが撮影した木星の近赤外線画像。両極の輝きは木星の磁場が作り出すオーロラ。
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クレジット：NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt.

19

国立天文台ニュース No. 341 2023年秋号

第11-4章 電波技術長カラフィン登場1

自作のアンテナでジャミンガーを探し出せ

ジャミンガーを見つけなくてはやつの電波破壊の跡を追えば見つけることが
できる

東北大の
アンテナを
使おう

大型のアンテナではやつの動きに追いつけない私たちで小型のアンテナを作ったらDIY でアンテナを作る

まずは木星の電波をキャッチするダイポールアンテナを製作。

木星のデカメートル波の観測には、アンテナと SDR、そして PC が必要です（左ページ右下コマ参照）。SDR と PC は市販品を用いますが、アンテナは自作する必要があります。アンテ
ナは、Radio JOVE が推奨するスタイルを踏襲して製作しました。受信する中心周波数が20.1 MHz のアンテナです。

アンテナそのものの構造は、流星の電波観測で用いたダイ

ポールアンテナと同様ですが、2つで1組のダイポールアンテ
ナを用いるデュアルダイポールアンテナの構成にします。これは、より感度を高めることができ、さらにアンテナに指向性を持たせるための工夫です。
中心周波数が20.1 MHz では、波長は14.92 m ほどになります。ダイポールアンテナは、電波を受信機に導く同軸ケーブル

それはいい、ウチの電波技術長カラフィンに手伝わせようの先（給電点）に2本の直線状のエレメント（導線）を左右対
称に張りますが、1本のエレメントの長さは1/4波長としますの

カラフィン
ですカラ

地球には材料がたくさんあるしネットでも手に入るから便利だカラ

で、エレメント2本の長さは約7.5 m になります。実際には、

Radio JOVE のアンテナマニュアルの通り、導線内での電波の速度が遅くなる短縮率を考慮して3.51 m としています。
ちなみに、ある程度の間隔を置いて、2つのダイポールアン

テナを並べるので、設置場所には少なくとも10 m 四方ほどの面積が必要です。

また、ダイポールアンテナのエレメントは、以前に製作した流星用よりも長く、自重も重くなります。そこで、給電点とアンテナマストへの張り綱を固定する両端に力が加わっても、破◆アンテナ（エレメント部）材料一覧（総額約1万6千円）

IV 線（2 mm2）

20 m

同軸ケーブル（5C-FB）

50 m

F 形接栓（5C-FB 用）

4個

トロイダルコア（GTR-28-16-20）

2個

塩ビパイプ（VP25・10 cm）

6個

結束バンド（長さ10 cm 以上）

22本

コンバイナー（テレビアンテナ用2分配器）

1個

F-SMA 変換アダプタ（SDR 接続用）

1個

ハンダ

少々

ビニールテープ

少々損することがないような構造にする必要があります。今回は、後述するアンテナマスト製作に使った塩ビパイプの残りを長さ10 cm に切断して加工し、いわゆる碍子（がいし＝電気を絶縁
して電線を支える器具）として、補強材とすることにしました。

まずダイポールアンテナを2本張りますカラ

そしてこれ、
SDR が必要ですカラ

完成！
準備完了！

❶

さらに、2つのダイポールアンテナで捉えた電波は、コンバ
イナーと呼ばれる部品で合成します。ダイポールアンテナを南❸北に離して設置した場合、木星の南中時に観測を行うと、南側
よりも北側のダイポールアンテナの方がわずかに遅く電波が到達します。そこで、コンバイナーで合成する場合には、南側のダイポールアンテナの同軸ケーブルを長くして、北側のダイ
ポールアンテナで受けた電波と位相が合うようにします。観測を行った2022年の夏から秋にかけては、木星の南中高度はおおむね55度ほどでした。Radio JOVE のマニュアルによれば、南側の同軸ケーブルで電波の位相を90度遅らせると、高度60度にアンテナの指向性が与えられるため、より高い感度で南中
時の木星からの電波を受信することが可能になります。
同軸ケーブルの長さは、北側が1波長分の11.94 m、南側がさ❶銅線や同軸ケーブルは、寸法どおりに切断する。とはいえ、受信する電波の波長はじゅうぶんに長く、ある程度の幅を持った周波数帯を観測するので多少の誤差は気にしなくても問題ない。

らに90度の位相分を加えた14.92 m、コンバイナーから SDR ま

SDR には小型電波検波器で専用ソフトを
PC にインストールすれば簡単に好みの周波数電波を捉えることができますカラ

こうして
こうやって
カラ

では1波長分の11.94 m としました。いずれも短縮率（電線カ
タログより0.8を採用）を考慮して計算で求めています。コン

バイナーから SDR までの長さは任意ですが、ノイズ対策とし❹て PC をアンテナから離したいことと、あまり離すと電波の減衰が問題になるため、1波長分の11.94 m にしました。
Tips

Dual dipole, 10 ft, 90 deg phasing, gain = 8.5 dBi at el = 60

20Radio JOVE の ア ン テ ナ
マニュアルより、アンテ
ナ地上高10フィート（約3 m）、南側のアンテナの位相を90度ずらしたときの指向性を示した図。南の空の地平高度約60度で最も感度が高くなる指向性があることがわかる。

❸アンテナの給電点となる部分のハンダ付け。同軸ケーブルは塩ビパイ
プの貫通穴から通し、エレメントは同軸ケーブルの穴を通して2本の結束バンドが頑丈に束ねてから同軸ケーブルにハンダ付けした。また、試験観測当初、トロイダルコアは入れていなかったが、本格運用前に改造してトロイダルコアを同軸ケーブ
ルに通している。また塩ビパイプに通した同軸ケーブルの上下には抜け
落ち止めとして結束バンドを着けている。同軸ケーブルの給電点と反対の先端には、F 形接栓を取り付ける（詳細は第10回 P.7参照）。最後に絶縁と防水のため、ビニールテープを巻いて完成。

❷❷塩ビパイプは計6本を用意。長さ
10 cm に切断し、両端にエレメントを通す穴をドリルで開ける。さらに2本は、塩ビパイプ中央に同軸ケーブルを通す貫通穴を開けておく。

❹デュアルダイポールアンテナのエ
レメントと同 軸 ケーブル 部 分 が 完成。右側が同軸ケーブルが長い南側のダイポールアンテナ用。さらにコンバイナーで 電 波を合成し、1本の同軸ケーブルで SDRまで伝搬させる。
21

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第11-5章 ノイズを避けて山奥へ

2

電波を捉え続ける奈央たちに迫る謎の人影

アンテナを立てる

高さ3 m のアンテナマストを自作して、ダイポールアンテナを設置。

エレメントを張る位置は、ある程度の高さが必要になりま

町中ではノイズが多くてダメカラ

野辺山に行こう

木星とイオがいい位置にくるときに強いデカメートル波が発生するのですカラす。手本とした Radio JOVE のアンテナマニュアルでは、10フィート（約3 m）、15フィート（約4.5 m）、20フィート（約6 m）の高さにエレメントを張った時のアンテナ感度の比較が掲載されていましたが、極端な違いはないようで、今回は地上
高約3 m の高さにエレメントを張ることにしました。

Radio JOVE のアンテナマニュアルには、例としてアンテナ

マスト（ポール）に塩ビパイプや金属パイプを用いていますが、今回は日本国内での入手性や運用の手軽さを考慮して、水道管用の塩ビパイプを使用することにしました。購入したのは、
PV25と呼ばれる外径32 mm の塩ビ管です。当初は長さ4 m のものを3 m に切断してマストとしていましたが、長すぎて持ち運びに不便（常設する場所がない）なため、さらに半分の1.5 mに切断し、塩ビ管用の継ぎ手を使って運用時には2本をつなぐ

ほら、これが木星からの電波ですカラへえ

もっとよく捉えるには
暗い山に行くといいカラようにしています。

じゃあ、木曽に行こう4本

TS ソケット（VP25用）

4個

TS キャップ（VP25用）

4個

VP 立バンド（VP25用）

4個

することにしました。マスト上部には、パイプ固定金具とアイ

アイボルト（M6）4個ボルトを組み合わせた張り綱用のアンカーも取り付けています。

PE カラーロープ（太さ4 mm）

30 m

アルミ製自在金具

12個

丸スチールペグ 265 mm

8本

空洞コンクリートブロック（10 cm・基本）

4個

木片（ブロックに塩ビパイプ固定用）

適宜

塩ビパイプ接着剤

適宜りと自在金具、それにペグを使ってエレメントとマストを設置

もちろん、今回製作したものは受信実験用であり、本格的に常時観測を目指す場合には耐久性が必要になります。長期の定点観測では、アマチュア無線用の金属製ポールやスタンドなどを用いて、アンテナを設置することを検討するべきでしょう。

木曽の山の中だとよくわかるカラ

ほらこんなに
きれいだカラおや、イオウからのメッセージだカラ

緊急？

今夜の夕食は火鍋だってカラ

アンテナ設置には、できるだけ平らで開けた場所が必要です。当然のことながら、建物で木星が見えない場所では観測はできません。また、観測には PC が必要です。短時間の運用
ならノート PC のバッテリー駆動でも対応できるかと思います
が、商用の AC100V 電源が利用できる環境があれば長時間の観測でも電源の心配がありません。

❶

アンテナ設置図❷

N
上面図
東西マスト間約 7.6m
エレメント長さ
3.51m

同軸ケーブル11.94m

コンバイナー
同軸ケーブル11.94m

同軸ケーブル14.92mはっ、あなたは !?

南側ダイポール
指向性

これならジャミンガーの電波もキャッチできるカラ

南北マスト間 6.1m

北側ダイポール

なんだそりゃ（総額約1万円）

塩ビパイプ（VP25・4 m）

アンテナマストは自立させないといけないので、マストの下部はコンクリートブロックに差し込み、キャンプテント用の張

しっぽにつかまれ◆アンテナマスト部材料一覧❸❶デュアルダイポールアンテナは、
2つのアンテナを南北に離して平行に並べる。それほど厳密に設置する必要はないが、方位を計るのに方位磁石では真北を指さないので、南中時の太陽でできる垂線の影を基準にしてみた。
❷アンテナマストの基礎は、安価な空洞コンクリートブロックを流用した。アンテナマスト本体となる塩ビ
パイプを穴に刺して、細い木の棒で隙間を埋めるという単純な構造だ。
❸アンテナエレメント先端は、穴を開けた短い塩ビパイプに結束バンド
2本で固定している。さらに、自在金具を入れた張り綱をアンテナマス
トの上部に付けた金具に通して、エレメントをできるだけ地面と平行になるように張っている。マストの張り綱は、張り綱そのものを結んで輪を作り、マスト先端に引っかけているだけ。

❹

エレメント高さ3.0m

側面図Radio JOVE のマニュアルを参考にアレンジしたアンテナ配置の図。オリジナルでは、長さの単位の表記がインチ・フィートだが、ここではメートルで表した。コンバイナーからの同軸ケーブルの長さは任意だが、1波長分12 m 弱とした。

22❹完成したアンテナ。アンテナマストの間隔は、南北6.1 m、東西約8 m、張り綱を固定するペグの範囲まで含めると、設置には10 ｍ四方ほどの平坦な空き地が必要だ。もちろん、木星が見える環境でないと意味がない。
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第11-6章 敵か味方か、ついに姿を現したBS博士

3

そして明かされる奈央の出生の秘密

ブラックストーンBS 博士！

いままで時折見かけたけど幻かと思っていた

SDR の設定と観測ソフトウェア

木星の電波観測に特化した無償のソフトウェアをインストール。

すまぬ、じつは地球では石黒博士やシノラー博士に変身しておったのだ

Radio JOVE の観測手法では、SDR にはイギリスのメーカー「SDRuno」 を イ ン ス ト ー ル し ま す。SDRuno は、RSP1A のいるので、Radio JOVE の提唱するスタイルで観測を行うなら、ロードでき、RSP1A のドライバーも含まれています。

の RSP1A の機能に特化した観測用ソフトウェアも用意されてほかに選択の余地はありません。

RSP1A は、流星の電波観測で用いたもの（第10回）よりもやはりあなたかある人？

キミの曾祖母の千里トラさんだ

久しぶりだな
いざよい
ひいおばあちゃん !?

アルマーといざよいが奈央に出会うようにしたのもトラさんだ24

奈央が電波眼に目覚めるように
陰から試練を与えておったのだよでも、なぜあたしなの？

同時に、アルマーの能力も覚醒するようにしておった

キミが電波種族だからだ

それで時々怪しいトラブル
を起こして
いたのか

え !?

メーカーである SDRplay 社のソフトウェアで、無償でダウン
SDRuno をインストールしたら、必ず RSP1A の動作確認をしておきましょう。屋内なら実験的にテレビアンテナを接続し高性能で、とりわけアナログ信号をデジタル化するための ADて、近隣の FM 放送を聞いてみればよいでしょう。

用いた SDR の AD コンバーターは8ビットの分解能でしたが、するには、やはりWindows 用のソフトウェアである「Radio-Skyよりノイズに対しての信号検出能力が高くなっているといえるのサポート企業である Radio-Sky Publishing から無償で提供さコンバーターの性能が高くなっています。流星の電波観測に

私はある人から、奈央を見守るようにいわれておったのだ

従えば、まずは RSP1A をラジオとして動作確認するためのである SDRplay 社の「RSP1A」の使用を推奨しています。こ

木星のデカメートル波を受信して、その周波数や強度を観測

RSP1A では14ビットになり、64倍も高い分解能を持つため、Spectrograph（以降 RSSと省略）」を利用します。Radio JOVEでしょう。PC とは、USB2.0で接続します。

れている観測用ソフトウェアで、周波数と電波強度の時間変化

実際の観測には、OS として Windows7以降をインストール
した PC が必要です。近年に販売された機種で、CPU にインテスペクトルをリアルタイムで表示、記録することができます。
RSS だけでは RSP1A からのデータを読み込むことができま

搭載していれば、利用可能と思われます。
Radio JOVE のセットアップオペレーションマニュアルにの「SDRPlay2RSS」も含まれているので、RSS をインストー
ルすればわずかな設定だけで運用することが可能です。

ル社の「Core i シリーズ」や AMD 社の「Ryzen シリーズ」をせんが、RSS には RSP1A との橋渡しを行う中間ソフトウェア

RSP1A

SDRunoRadio-Sky Spectrograph（RSS）「RSP1A」は、イギリスの SDRplay
社 製 の SDR 受 信 機 だ。 コ ン パ ク
トなサイズながら、受信レンジは
1 kHz 〜2 GHz までと広く、14-bit のAD コンバーターを採用している。
PC と の 接 続 は USB2.0で、 専 用 の
運 用 ソ フ ト ウ ェ ア で あ る SDRunoが用意されている。国内では、有限会社アイキャスエンタープライズが扱っている。2022年の購入時の価格は17,300円（税込）。
icas.to/sdrplay/lineup-1a.htm「SDRuno」は、無 償の SDRplay 社製 SDR 運 用
ソフトウェア。木星のデカメートル波観測に使わないが、ラジオ局の放送を受信するなど、RSP1Aの動作テストに使うことができる。また、RSP1Aの PC 用ドライバーも含まれるので、SDRuno のイ
ンストールは必須。ただし、22年の夏現在では、最新バージョンのドライバーでは、後述する観測用のソフトウェアが対応していないため、古いバージョンをダウンロードしてインストールする必要がある。Radio JOVE のマニュアルでは、SDRunoのバージョンは1.41.1が指定されている。以下のURL から、機種とOSを指定して表示されるサイトからダウンロードするが、「Legacy software Clickhere to show」と表示された文字をクリックしないと古いバージョンは表示されないので注意したい。
www.sdrplay.com/softwarehome/

SDR からのデータを表示する観測ソフト
ウェアが「Radio-Sky Spectrograph（RSSと略す）」だ。RSP1A 用の設定を行うと、18 MHz から24 MHz までの幅広い周波数帯のスペクトルを取得し、横軸を時間、縦軸を周波数として電波強度の時間変化を描画してくれる。デフォルトでは、上部がフルスケール2分、下部が10分に設定されている。もちろん、観測データの保存や時刻指定しての再表示なども可能。
www.radiosky.com/specdownload.html

SDRPlay2RSSPC「SDRPlay2RSS」は、RSP1A のデータを RSS へ取り込むための橋渡しを行うソフトウェア。
RSS インストーラーに含まれていて、RSS で RSP1A を使うように設定すると、RSS での観測開始と同時に起動されるようになっている。

今回の観測で使用したのは、UPUにIntel Corei7 3770K を 搭 載した PC。OS は Wndows10をインストールしている。何台かの異なるPCでの観測を行っているが、電源ラインから混入したと思われるノイズを拾う機種もあり、できる限り高品質な電源を搭載した PCを用意したほうがよいと思われる。観測継続時間に問題なければ、ノート PC のバッテリー運用も可能だろう。また、原因は不明だ
が、どうしても RSSが正常に動作しない
PC も あ っ た。 必 ず
事前に動作確認して
おきたい。

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国立天文台ニュース No. 341 2023年秋号

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木星電波バーストは予測可能

5

予測ソフトでデカメートル波が特に強く放射される日時を確認。

ついに捉えた木星のデカメートル波

狙い通り、予測された日時に木星電波バーストの観測成功！

前号でも説明したように、木星のデカメートル波は木星の中央

20 MHz 前後の木星の経度とイオの位相によって、平時よりも強力な電波を受信できる

デカメートル波のようなタイミングがあります。それは長くても数時間程度で、「木星電波

低 周波の電 波は、 地 上

バースト」や「木星電波ストーム」とも呼ばれます。バーストは爆では人工的なノイズが多発や破裂、ストームは嵐の意味があり、その名称からも一時的にく、Radio JOVE で は、

極端な変化を見せる現象ということが分かります。観測を行うならアルマーの冒険制作チームの観測した木星のデカメートル波観 測 場所は人 里 離れた

ば、まずは強い電波の木星電波バーストを狙ってみるとよいでしょ

運動場のような広場が好う。というのも、残念ながら簡単に自作できるダイポールアンテナ

適だとしています。また、や SDRでは、バースト以外の電波を継続的にとらえるほどの感度「実際に日本国内の都市がないからです。

観測準備中のアルマーの冒険制作チーム。

部では、人工的なノイズ

幸いなことに、太陽系内の惑星や衛星の運行については、正確が多いため、木星のデカメートル波の観測はかなり困難でしょう。

に予測可能です。したがって、特定の時刻における地球、木星、

比較的都市部から離れた山間地でも、人の活動が落ち着く深夜にイオの位置関係や木星の中央経度を計算で求められます。その予測を行う専用のシミュレーションソフトウェアも用意されていまならないとノイズが減らない傾向があります」という助言を東北大学理学研究科准教授で地球物理学専攻の熊本篤志先生からいたす。前出の RSSをリリースしているRadio-Sky Publishingが無償

だいていました。さらに、熊本先生からは独自に計算した木星電で提供している「Radio-Jupiter pro3」は、木星のデカメートル波の観測の支援を行うソフトウェアです。

波バーストの予報もご提供いただき、Radio-Jupiter pro 3のシミュ
レーションと合わせて、木星電波バーストの観測計画を立てることやや古めかしいスタイルのインターフェースですが、観測場所の
緯度経度、タイムゾーン（時差）などの情報をあらかじめ登録しておけば、その観測地の星空での木星の位置を示す星座早見盤的な表示や、木星電波バーストの発生確率を色分け表示したグラフなどを表示できます。さらに、アンテナの感度の指向性の表示などが可能で、観測計画を立てるのにもとても役立ちます。もちろにしました。
過去の観測データから作られた木星電波ストーム発生確率図で、縦軸がイオの位相、横軸が木星の中央経度。可能性として、赤色の部分がきわめて強力な木星のデカメートル波が観測できるエリアだ。アンテナを立ててシステムが構築できたら、まずはできる限りこの赤色の部分を木星が通過するタイミングを狙うとよい。

運良く、2022年の夏から秋にかけては、木星は秋の星座である

また、木星電波バーストの特徴は、数十分から数時間にわたって比較的長い時間での周波数変動を起こす L バースト（Lはロングの意味）とわずか数秒以内に大きな周波数変動を起こす S バース

ト（Sはショートの意味）の2種類がありますが、今回の観測では、RSS では、電波強度を色で表示している。観測したデータでは、背景が青で比較的ノイズが少ない環境。木星電波のスペクトルは、それよりもやや強い程度だということがわかる。今回の観測では、定量的な電波強度を知るための「キャリブレーション」を行っていないので、実際の電波強度は不明。
◆ 2022年7月23日 4時32分～34分 Io-A
長野県木曽郡王滝村（おんたけ銀河村キャンプ場 / スタッフ宿舎前）

まずは2022年7月21日夜から22日未明にかけて試験的な観測を行
Io-A の電波バーストの発生が予れています。

強れる時間帯で、観測できそうなタイミングを探しました。そして、いました。深夜に木星が南中し、

non-Io-A（やや強い）、non-Io-B（弱い・観測は困難）などと呼ば

電波強度のない条件でした。そこで、人工的なノイズが少なくなると予想さ木星から地球には、常にデカメートル波が届いていますが、木測されたからです。
観測場所は、大都市から離れります。それ以外の木星の中央経度だけによるデカメートル波は、

弱

うお座付近にあって、深夜から未明にかけて南中するという申し分

ん、観測中の状況変化をリアルタイムに表示することも可能です。
星の中央経度とイオの位相の組み合わせによって、Io-A、Io-B、
Io-Cと命名された3つの特に強い電波の受信ができるバーストがあ

こ れ ま で 解 説 し て き た 自 作 の デ ュ ア ル ダ イ ポ ー ル ア ン テ ナ と SDR のRSP1A、そして RSS をインストールした Windows PC を使って、実際に木星のデカメートル波の観測を行った結果を掲載する。いずれも RadioJupiter pro3で予測される木星電波バーストを狙っての観測である。掲載
しているのは、取得した RSS のデータを再表示し、特に電波が強く現れている2分間分のスペクトルである。同一周波数で継続的に受信される筋状の人工的なノイズとは異なり、モヤモヤとした塊状に見えるのが特徴的だ。バーストの出現が予測される前後数時間にわたり観測を続けたが、予測される時間帯以外には、こうした塊状のスペクトルはほぼ現れないことから、木星からの電波であると思われる。

◆ 2022年8月31日 0時56分～58分 Io-A
長野県木曽郡王滝村（おんたけ銀河村キャンプ場 / 駐車場）

た人里離れた場所ということで、
木星電波ストームの観測計画を立てるのに便利な一覧表もある。ストー
ムの種類とその時刻、さらに色分けされたグラフも表示される。

あまり時間分解能を必要としない L バーストを狙いました。な

長野県の木曽御岳山の中腹に位置するキャンプ場のスタッフ用宿
舎をお借りして、宿舎前の広場にアンテナを設置しました。
近くに大都市のない環境とはいえ、夕刻はまだ人工的なノイズが多い状況でしたが、夜が深まるにつれてノイズは劇的に収まっていきました。そして、PC の画◆ 2022年9月1日 2時50分～52分 Io-B
長野県木曽郡王滝村（おんたけ銀河村キャンプ場 / 駐車場）

面を注視していると、不意にモヤモヤとしたシミのようなスペク
トルが現れはじめたのです。まさに Io-A の木星電波バーストが予測された時間どおりです。こうして、自作のアンテナとSDRを使って木星からの電波を捉えることに成功したのです。
さらにアンテナを一部改良しつつ、さらに広くて見晴らしの◆ 2022年9月2日 2時45分～47分 Non-Io-A
長野県木曽郡王滝村（おんたけ銀河村キャンプ場 / 駐車場）

よいキャンプ場の駐車場をおRadio-Jupiter pro3の起動画面。木星と太陽の位置情報と、さまざまな機能を持つウィンドウを開くためのアイコンが表示されている。観測地を設
定（緯度経度、なぜか東経で入力しても西経表示される）すれば、時刻系
は世界時（UT）とローカル（観測地が日本なら日本標準時）の切り替えが可能だ。また、現象をシミュレーションして時刻を設定することも、PC の内蔵時計でのリアルタイム運転もできる。

借りして再配置しました。こ
こでは、人工的なノイズもさら
星座早見盤的な全天が表示されるウィンドウもある。木星の見える位置やアンテナの感度の範囲表示なども可能だ。（この例は南アンテナの位相を135度ずらしたところ）。

に少なく、8月30日から3夜連
続 で、Io-A、Io-B、Non-Io-A という木星電波バーストを捉えることもできました。

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観測地ごとの人工的なノイズ比較

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木星のデカメートル波観測の最大の障害は人の活動に伴うノイズ。

便利で安全な社会との共存を目指して。

光での天体観測ではできる限り大都市から離れた土地での観国立天文台三鷹キャンパスでは、建物の屋上にアンテナを設置

アルマーの冒険制作チームが遭遇した、人工電測がのぞましいと考えられます。大都市では、本来は市民生活しましたが、真夜中でもノイズレベルが下がらず、木星のデカメーのための照明が星空を照らしてしまい、天体の観測においてはトル波の検出どころではない状況でした。野辺山宇宙電波観測所

波によるノイズ。観測した周波数は20.1 MHz で、「短波」と呼ばれる周波数帯にあたります。短波「光害」として悪影響を及ぼします。

は現在でも大型の45 m 電波望遠鏡でミリ波を用いた観測を進めては非常に遠くまで届くため、船舶無線や航空機無います。しかし、デカメートル波では人工的なノイズが深夜になっ

線、放送用途などに盛んに利用されています。夜の場所にもあふれてしまっています。とはいえ、街明かりのようにてもそれなりに残る環境だとわかりました。それでも、木星電波が深まっていくとノイズが下がっていくことは、

目には見えないため、実際にアンテナを建ててみないことには、バーストを捉えることはできました。

人間活動と密接に関連があることの証拠です。

電波も同様で、市民生活のために利用される電波が、それ以外

その場所が木星のデカメートル波の観測に適しているかどうかがわ意外だったのは、東京大学木曽観測所です。夜天光観測室

宇宙の天体から届く電波は、たいへん微弱でからないのが光とは異なるところでしょう。そこで、当初から観測（標高1100 m）と呼ばれる平屋の建物の屋上にアンテナを設置す。例えば皆さんがお持ちの携帯電話を月に持っしましたが、確実に木星電波バーストを捉えることのできたおて行って電源を入れ、それを地上から観測するんたけ銀河村キャンプ場（標高1410 m）とは、直線距離でわと、全天でトップクラスの強さの電波源として検出

ずかに10キロメートルほどの位置にもかかわらず、深夜までされるはずです。38万キロメートル彼方の携帯電話

ノイズレベルが下がりませんでした。当初は施設そのもののノイズを疑いましたが、銀河村キャンプ場とは地形の差も大きい

1台でこれですから、地上にあふれる携帯電話からの電波は相当な強さになります。身のまわりにはことに気がつきました。南を除く三方を山や小高い丘に囲まれWi-Fi やテレビ、レーダーなどさまざまな電波が地として予定していた長野県王滝村のおんたけ銀河村キャンプ場、
東京都三鷹市にある国立天文台三鷹キャンパス、長野県野辺山にある国立天文台野辺山宇宙電波観測所、長野県上松町にある東京大学木曽観測所の計4か所でデカメートル波のノイズレベルを調べてみました。

たおんたけ銀河村キャンプ場に対して、木曽観測所は山の尾根近くにあり、遠方からやってくるノイズの状況がかなり異なるようです。

野辺山でも観測。石黒先生も参加。RSS のスペクトル表示に興味津々。

木星電波を観測する意義
はるかかなたの木星を取り巻く環境のなかでも、磁場の様子を直接観測することはとてもむずかしく、デカメートル波のしかありません。デカメートル波の発生の原理は、前編にて簡単に紹介していますが、木星と衛星（特にイオ）の位置関係はもちろんのこと、太陽活動や木星磁場強度そのものの変化によっても電波強度が大きく変動します。したがって、継続的に観測を行い、データを蓄積することで、木星や太陽の物理的は ESA（ヨーロッパ宇宙機構）が2023年4月14日に打ち上げた探査機の JUICE（ジュース・JUpiter ICy moons Explorer/
木星氷衛星探査計画）が向かっています（P.12–13参照）。
JUICEは、主にガニメデやカリストなど、氷に覆われた木星のズレベルの確認を行ったところ、台地状に開けている場所より邪魔してしまったりします。このため、電波を交も、谷間の見晴らしの悪い土地の方が、明らかに人工的なノイ通整理するための仕組みがあります。電波の周ズを拾いにくいことがわかってきました。また、アンテナの地

波数を区切って、それぞれ使う用途を決めてお上高度を上げすぎると、見晴らしがよくなるためか、ノイズレ

く「周波数割当」です。日本国内では、総務省が「周波数割当

周波数割当は、未来永劫変わらないものではありません。

ベルが上がることも確認しました。

計画」の中で周波数ごとに割り当てられる用途を公表していま「5G」「Wi-Fi 7」など新しいサービスが始まるときには、新し

木星のデカメートル波の観測を行うには、人工的な電波によす。もちろん電波は国境を越えて飛びますので、国際的には国連の専門機関である国際電気通信連合が「無線通信規則」を制定し、その中で国際的な周波数の割当を決めています。各国でていない周波数帯はほとんどありませんから、その周波数帯をすでに使っている業務と新しく割当を受ける業務との間で、おかもしれません。

の周波数割当は、基本的にはこの国際的な枠内で行われることに互いに邪魔しないかどうかを確認し、電波の強度や出し方を調なります。

整する必要が生じます。電波天文への割当がある周波数帯でこ◆2022年9月1日
未明
長野県木曽郡王滝村（おんたけ銀河村キャンプ場）
かなり理想的な環境◆2022年10月8日
深夜
東京都三鷹市（国立天文台三鷹キャンパス）
観測不能も搭載されています。

JUCIE に 搭 載 さ れ る 観 測 装 置 の RPWI（Radio and Plasma
Wave Investigation）のチームロゴに、セガ社のゲームキャラ
クターである「ソニック・ザ・ヘッジホッグ」が描かれている。
RPWI は各国との共同開発で、東北大学理学研究科の笠羽康正教授（惑星大気プラズマ研究センター長）が日本側の代表者を務められている。チームからの提案にセガ社が全面協力、無償でロゴが提供された。

電波天文学も電波を扱う業務の1つですので、特に天文学にとって重要な周波数帯を中心に割当を受けています。例えば、宇宙に豊富に存在する水素原子が出す電波（波長21 cm、周波◆2022年10月17日
未明
長野県南佐久郡南牧村（国立天文台
野辺山宇宙電波観
測所）
Io-B 観測中◆2022年11月17日
夜半前
長野県木曽郡木曽町（東京大学木曽観測所・夜天光観測室）
観測不能

い周波数を割り当てる必要があります。まったく何にも使われうした調整を最近行っている例としては、無線 LAN の6 GHz 帯への拡張、5G 携帯電話への40 GHz 帯の割当、76 GHz 帯車載レーダーの規制緩和などがあります。電波放射装置の技術仕様

数1.4 GHz）やアンモニア分子が出す電波（波長1.3 cm、周波をもとに国内の電波観測所への有害干渉の有無を計算し、もし115 GHz）などです。割当を受けている周波数帯では電波天文

もらう、電波放射可能エリアを制限してもらうなどの交渉が必学に優先権がありますので、他の用途からの電波の混信（有害

要になります。こうした業務を行っているのが、2019年に設干渉）があった場合には、混信をなくすよう要請することがで立された国立天文台天文情報センター周波数資源保護室です。

数23 GHz）、一酸化炭素分子が出す電波（波長2.6 mm、周波数きます。

干渉が懸念される場合には電波天文への割当周波数帯を避けてとはいえ、周波数資源保護室も「電波天文がいちばん大事」

ところが、電波全体の広い周波数帯に比べると電波天文へのと考えているわけではありません。電波を使ったいろいろな割当のある周波数帯はごくわずかです。今回木星電波の観測をサービスにより、私たちは現代社会で便利さや楽しさや安全を行った20 MHz 帯も、電波天文への割当はありません。つまり、享受することができます。こうした現代社会と電波天文観測に弱くして！」と主張する権利はないのです。電波の周波数は有ミッションなのです。（周波数資源保護室長：平松正顕）「20 MHz で木星電波が見えないから、通信に使う電波はもっと

ニメデと木星のそれ作用を観測する装置

日本国内の電波天文観測施設。低い周波数から高い周波数のものまで、約30か所の観測施設があります。
（Map data ©2022 Google）

るノイズとの戦いとなります。もしもアンテナを設置するとしたら、木星が間違いなく見える谷間の地形の場所を探すとよい

衛星の探査を目的とした探査機ですが、イオのプラズマや、ガ
ぞれの 磁 場 の 相 互

さまざまな用途の機械が好き勝手に電波を出していては、うまく通信できなかったり他の用途をな状態を知るための手がかりとなります。
もちろん、直接 探査することも大切です。現在、木星へ飛び交っていますので、その中できわめて微弱な天体からの電波を捉えるのはたいへんです。

後に、簡易的にシングルのダイポールアンテナを使ってノイような電波や木星大気圏のオーロラなど、間接的な観測方法

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電波天文観測と周波数資源保護

適した環境を両立させることが、周波数資源保護室の大きな限で、みんなで分け合って使わなくてはいけませんから、優先順位がつけられるのはやむを得ません。割当のない周波数帯で観測したい場合には、制作チームのように市街地から離れたノイズの低い場所で実施するしかありません。

背景：国際電気通信連合の会議。2023年3月にジュネーブで開催されたもので、オンライン含め約1900人が参加しました。たくさんの議
題が設定されており、議題ごとに細かく分科会を作って議論しますが、各国の利害が衝突する場面もあり、なかなかたいへんな会議です。

次回予告
アルマーの冒険制作スタッフは、いよいよ太陽系を飛び出します。次なるテーマは銀河電波。天の川銀河から地球へと降り注ぐ電波をキャッチし、さらに渦巻腕ごとに異なるドップラーシフトを検出して、天の川銀河の構造解析に迫ります。次回もお楽しみに！

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