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宇宙からの信号を常にキャッチ。ヒーターが下支え

人工衛星や観測衛星、そして日本が誇るはやぶさ2のような小惑星探査機からの信号を捉えるのに使われているのが、丸くて皿の形をしたパラボラアンテナです。地上から遠く離れた宇宙空間から送られてくる電波は微弱で、パラボラアンテナで常に信号をキャッチできるようにしておかないと、衛星や探査機から送られてくる情報を正確に受け取れません。その下支えをしているのが実はヒーターなのです。ヒーターはパラボラアンテナにどのような役割を担っているのでしょうか。

宇宙探査や天体観測になくてはならない大型パラボラアンテナ

昨年から今年にかけて宇宙に関するニュースが多く報じられています。中でも注目を集めたのは、日本の小惑星探査機「はやぶさ2」でしょう。小惑星「リュウグウ」に到着し、小型の探査ロボットを着陸させたり、弾丸を発射してクレーターを生成して表面内部の岩石を回収したりといったニュースは、日本の宇宙技術の高さを感じさせてくれます。

参考:「今回のミッションは100点満点中1000点」 はやぶさ2、2度目の着地成功(ITmedia NEWS)

一方、ボイジャー2号が40年以上の歳月を経て、太陽系の外に出たというニュースも話題になりました。先に太陽系を脱出したボイジャー1号共々、現在も地球に信号を送り続けているのは驚くばかりです。

参考:米探査機が太陽系外に ボイジャー2号(産経ニュース)

富士山と怪獣ゴジラが星座の名前についたニュースも話題を呼びました。富士山座、ゴジラ座と命名された2つの星座は星空に輝く星座とは異なり、ガンマ線と呼ばれる電磁波の一種を放射する天体を線で結んだ星座です。日本の研究機関は、遠い宇宙からのガンマ線を人工衛星で観測してデータを収集する活動をしてきました。その功績が評価され、日本にちなんだものが星座の名前に採用されたのです。

参考:「ゴジラ」「富士山」が星座に! NASAが認定(産経フォト)

こうした探査機や観測衛星からの信号を捉えるのに活躍しているのがパラボラアンテナです。特に、遠い宇宙空間を飛行する探査機とデータのやり取りをしたり、はるか彼方の遠い星から発せられる電磁波を観測するには、直径が何十メートルもある大きなパラボラアンテナを何基も使用します。テレビ番組や映画などで、大きな皿のようなアンテナが大空に向けてそびえたっている光景を目にしたことがあるのではないでしょうか。

宇宙からの微弱な信号をキャッチするのにヒーターは不可欠

宇宙からの信号を捉えるのに実はヒーターが不可欠なのです。理由は、パラボラアンテナの原理にあります。

パラボラアンテナは電波を反射させる丸い皿のような形をした反射部と、反射部から少し離れたところに取り付けられた受信機で構成されています。宇宙から飛んでくる電波を捉えるには観測衛星や探査機の方向にパラボラアンテナを向けて、反射部の凹面に衛星から送られてくる電波を受けて反射させます。反射された電波はある一点に集まる場所があります。その場所には受信機があり、反射された電波をかき集めて観測センターに伝送します。そして、電波に乗って届けられた信号を解析することで、宇宙からのさまざまな情報を得ることができるのです。

遠い宇宙からの電波はきわめて微弱です。そのため、観測用のパラボラアンテナは都会で発生する電気的な雑音のない標高の高い場所などに設置してています。そうした場所では雪が降ることがあり、パラボラアンテナの反射面に雪が付着します。すると、付着した雪が飛来した電波の反射を妨げてしまい、受信機は電波を効率よく集めることができせん。

ここで活躍するのがヒーターです。下図のように反射部の裏面にヒーターをつけておきます(オレンジ色の部分)。雪が降ったときはヒーターで反射部をあたためることで、雪の付着を防ぐのです。

parabola_2.gif

ヒーターがあるおかげで、宇宙からの電波を季節を問わず常にキャッチできるというわけです。

雪国で衛星放送を受信するときにもヒーターは活躍

パラボラアンテナは身近な生活でも使われています。テレビのBSデジタル放送や有料のCS放送を受信するための衛星放送受信用アンテナです。より鮮明な画像で番組が見られる4K, 8K放送も始まり、衛星放送はますます進化しています。

衛星放送用のアンテナも雪がかぶってしまうと映像が乱れたりして映像がきれいに見られないことがあります。そのため、降雪地帯向けの衛星放送受信用パラボラアンテナには、反射部にヒーターを組み込んだ製品があります。

ヒーターを備えた衛星放送用パラボラアンテナは、豪雪地域にある公共施設で重宝します。たとえば、災害時の避難所となる公民館です。記録的な豪雪が予想されるときには住民が避難所に身を寄せ合います。そして、避難所に備え付けのテレビから流れる放送は信頼できる情報源となります。避難所ではたいてい地デジ放送をつけておくでしょう。しかし万一、地上デジタル用のアンテナが雪の重みで倒れてしまい、地デジ放送が見られなくなったときは衛星放送が頼りです。衛星放送用のアンテナは小型のため降雪には強いものの雪がパラボラアンテナに積もると受信能力が低下します。ヒーターつきのパラボラアンテナであれば積もった雪を溶かすことができるため、気象情報や地域の被害情報を避難所の中にいる人たちへ確実に伝えることができるのです。

天文物理学から身近な生活まで、今や欠かせないパラボラアンテナ。ヒーターは私たちの気がつかないところでパラボラアンテナを手助けして、宇宙からの信号をキャッチするのに貢献しています。

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