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トラックバック禁止を緩和

 2006年7月14日から全記事へのトラックバックを禁止していた。スパム・トラックバックが多いため。本日、エキサイトブログの機能を眺めていると、私のブログへのリンクが存在する場合だけ、トラックバックを許可する設定がありました。これは良いと考え、このブログへのリンクが存在する所からのトラックバックだけを許可する条件で、全記事へのトラックバックを可能としました。
by utashima | 2006-08-20 14:58 | ブログ作成の経過 | Trackback | Comments(0)

Google Earth で見た世界の素粒子加速器(1)

 重力波検出器と同程度のサイズを持つ物理実験施設として、素粒子加速器がある。第1回目は、日本の高エネルギー加速器研究機構 (KEK)、アメリカのスタンフォード線形加速器センター (SLAC) とブルックヘブン国立研究所(BNL)、ヨーロッパの欧州原子核研究機構 (CERN) の Google Earth による衛星画像を紹介する。

1. 高エネルギー加速器研究機構 (KEK)
 日経サイエンス2006年8月号に、以下の6頁の対談記事がある。

   茂木健一郎と愉しむ科学のクオリア
 高エネルギー加速器が拓く新たな物理の地平
     ゲスト:山内正則(高エネルギー加速器研究機構教授)

この記事にあるように、KEK では、B ファクトリと呼ばれる加速器(1周約3km)を使い、CP 対称性の破れを探る実験をしている。この実験は、粒子と反粒子の振る舞いの違いを明らかにし、大統一理論の最小モデルであるSU(5)モデル(この理論が予言した陽子崩壊が観測されなかった)に替わるものと考えられている超対称性理論への橋渡しのデータを得ることが目的のようである。KEK のこの頁にB ファクトリーの最近のプレスリリースがある。以下に、KEK の全景衛星画像を示す。KEK はつくば市の北部にある。
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2. スタンフォード線形加速器センター (SLAC)
 この SLAC でも、KEK の B ファクトリーと同じテーマの実験を続けており、両者は激しく成果を競っている。SLAC では、長さ 3.2km の直線状の加速器を使っている。以下に衛星画像を示す。サンフランシスコの南に位置する。下の画像をクリックして左下を見ると、緯度・経度が表示されている。
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3. ブルックヘブン国立研究所(BNL)
 これもアメリカにある素粒子加速器の研究所。ニューヨークの東にあるロング・アイランド島の東部に位置する。日経サイエンスの2006年8月号に、こんな記事が掲載されている。BNL では、RHIC(リック)という加速器を使い、金の原子核を光速の99.99%まで加速して正面衝突させ、ビッグバンから数マイクロ秒経った付近の状態を再現している。RHIC は周長が約3.8km の2つのリングを使う。2つのリングは6ヶ所で交差しており、その4ヶ所に実験装置が設置されている。上記の日経サイエンスの記事を読むと、日本の研究グループも大きな貢献をしている事が判る。以下に、BNL の衛星画像を示す。
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4. 欧州原子核研究機構 (CERN)
 CERN は世界で最も有名な素粒子加速器施設であろう。CERN は現在、LHC (Large Hadron Collider) という RHIC を凌ぐ大型ハドロン衝突型加速器を建設している。2008年に稼動を始める。 LHC は全周27km の円形で、スイスとフランスに跨って設置されている。LHC では、ビッグバンから 1マイクロ秒後の状態をシミュレーションできる。以下に、CERN の衛星画像を示す。しかし、CERN の加速器は、地下トンネルに作られているためか、衛星からは見えない。白線が LHC の大体の直径である。黄色の線がスイスとフランスの国境。白線の下の端に、CERN の本部がある。右下には、ジュネーブ国際空港がある。
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by utashima | 2006-08-20 12:01 | パソコン | Trackback | Comments(0)

Google Earth で見た世界の天文台 (4)---アレシボ電波天文台---

 世界の天文台で忘れてはならないものを忘れていた。プエルトリコにあるアレシボ電波天文台である。映画『007 ゴールデンアイ』と『コンタクト』で私も見た。このサイトによると、1964年に水星の自転周期の観測を行なっており、かなり以前に作られたものだ。自然の地形を利用して作られ、直径は 305m もある。3本のマストで受信機を吊り下げているが、その位置を変える事で観測方向をある程度変える事ができる。どの位変えられるのか関心があり、調べてみると、このサイトに情報が載っていた。20度まで変えられるが、通常は15度以内で観測しているようだ。以下が、Google Earth で見たアレシボ電波天文台である。画像をクリックすると、もっと綺麗に見えます。
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by utashima | 2006-08-19 15:30 | パソコン | Trackback | Comments(0)

エウロパ周回軌道の不安定性

 今年(2006年)の6月に金沢で開催された『第25回宇宙技術および科学の国際シンポジウム(ISTS)』で発表された論文を眺めていると、以下のものが目に止まった。早速読んでみた。得るところが有ったので、私の研究とも絡めて紹介したい。

          ISTS 2006-d-02
A Dynamical Systems Approach to the Design of the Science Orbit around Europa
         by Gerald Gomez, Martin Lara, Ryan Russell


 なお、このタイトルを Google で検索してみたが、ネット上には見つからなかった。すぐに見て頂けないのは残念である。

 NASA が実施したガリレオ探査機(1995年に木星に到着、2003年に木星に突入)による木星周辺の探査により、エウロパには表面に近い内部に海がありそうだという事が言われ、10年位前から次期探査ミッションとして、エウロパ・オービタが議論されていた。その海には原始的な生命の存在も議論されている。ガリレオ探査機は、木星周りの長楕円軌道の飛行に留まっており、エウロパ周回の軌道を実現するには、ガリレオ探査機よりも更に大きなエネルギーが必要になる。10年前の私のメモにも、エウロパ周回軌道への投入を如何に効率よく実施するかについての記述はあったが、エウロパ周回軌道自体の問題点については全く考えていなかった。私は当時、火星の第一衛星フォボスの周りを回る軌道について考えていた。フォボスの作用圏の半径は、フォボス自身の半径よりも小さいため、フォボス周回軌道は、火星重力が中心力となる。そのため、フォボス周回軌道の傾斜角は約45度付近に安定限界があり、通常の地球観測衛星軌道のような極軌道は実現できない。しかし、エウロパの作用圏半径(約1万km)は、エウロパの半径(1565km)の6倍余りもあるため、エウロパ重力を中心力とした通常の極軌道が可能と考えられ、大きな問題はなかろうと思っていた。以上が、この論文を読むまでの背景である。

 エウロパ全球を高精度に観測するには、低高度の極軌道が望ましい。しかし、上記の論文によると、木星の潮汐力のために数週間でエウロパに衝突してしまう。この事を記した別の論文をネット上で探すと、D.J.Scheeres氏のこの論文が見つかった。ミシガン大学の個人ページだ。Scheeres氏は、このブログのこの記事に出て来た人である。Scheeres氏の論文のFigure 2 によると、傾斜角が60度弱~120度余りの軌道は、不安定となっている。Figure 4, 5 を見ると、傾斜角90度で高度100kmの軌道の寿命は1~2ヶ月程度である。

 以上の不安定性は、私が2年ほど前に、天文衛星のミッション軌道や月周回の太陽発電衛星の軌道を解析した時に得た不安定性と同じものであると理解した。このブログの『高高度略円極軌道への潮汐力の影響』という記事(記事1)に記したものである。その解析では、宇宙機の軌道面が黄道面に垂直という条件を入れて、平均要素の変化率を解析的に積分し、宇宙機軌道の離心率が次式に従って増大する事を示した。n は宇宙機軌道の平均運動、ns は第三天体の平均角速度である。
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この式に、n としてエウロパ周りの高度100kmの平均運動、ns としてエウロパの木星周りの平均運動を入れると、離心率の増大時定数(e倍になる時間)が約12.6日となる。なお、高度100kmの月周回軌道では増大時定数は約790日である。この簡単な式から、エウロパ周りの低高度極軌道は1ヶ月程度の寿命になる事がうかがえる。また、離心率ベクトルの変化の様子を示す以下の図も記事1 に載せている。
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 冒頭に紹介した ISTS 2006 の論文の主題は、上の図3-1 の離心率=0 付近からの変化(unstable manifold)のみを利用するのではなく、大きい離心率から原点に向かう枝(stable manifold)も利用して、寿命を2倍にするアイデアである。dynamical systems theory を使えば、stable manifold の初期値を求める事ができるが、逆行積分を利用すれば、簡単にその初期軌道要素を計算できる。寿命の2倍化というのは必ずしも十分ではないかも知れないが、一つの前進である。今にして思えば、図3-1 を描きながら、このアプローチに気付かなかったのは残念である。

[補遺]c0011875_1271618.jpg
 Europa Orbiter の検討が2006年時点でどのようになっているか、最近はモニターしていなかったので調べてみた。2004年のこのサイトに、『Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO)』として載っている。エウロパだけでなく、ガニメデとイオカリストの周りも回す計画。原子炉からの電力を使う電気推進系を搭載というもの凄い計画だ。右が JIMO の構想図。

 しかし、日経サイエンスのサイトを見ると、有人宇宙船CEV(Crew Exploration Vehicle)などの開発に予算を振り向けるために、JIMO は 2006年の初めに中止となったらしい。『レーザー干渉計宇宙アンテナ(LISA)』は無期延期。
by utashima | 2006-08-13 11:02 | 宇宙開発トピックス | Trackback | Comments(8)

Google Earth で見た世界の天文台 (3)---ALMA計画関連---

 Google Earth で見た世界の天文台の第3回目は、南米チリの北部に設置が進められている ALMA 計画に関連した電波望遠鏡たちを眺めてみた。以下に、Pampa la Bola / Llano de Chajnantor 地域の衛星画像を示す。画像をクリックすると、もっと鮮明に見える。このサイトによると、Pampa la Bola / Llano de Chajnantor 地域が ALMA 計画の最終候補地として選定されている。
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 上の画像の A 地点には、このサイトによると、カリフォルニア工科大学の施設 CBI があると思われる。以下にその場所の衛星画像を示す。
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 C 地点には、ASTE (Atacama Submillimeter Telescope Experiment) 望遠鏡があると思われる(しかし、ちょっと自信がない)。以下に画像を示す。
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 D 地点には、名古屋大学の NANTEN2 望遠鏡があると思われる。このサイトに、「カマボコ型のドームが NANTEN2」とあり、以下の画像を見ると、北にあるのがそのカマボコ型のドームのように見える。これを NANTEN2 と考えるのは、カマボコ型に見えるという事のみが根拠であり、自信はない。
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by utashima | 2006-08-11 20:30 | パソコン | Trackback | Comments(0)

Google Earth で見た世界の天文台 (2)---重力波望遠鏡---

 今回の記事の天文台はちょっと毛色が変わっている。天体観測は最初は光で行なわれていたが、最近は、電波、X線、γ線、ニュートリノなどでも行なわれている。更に次世代の天体観測として重力波を用いたものの研究開発が日米欧等で進められている。現時点では重力波の検出には成功していない様であるが、検出されるのはそれ程遠くない未来と思われる。重力波望遠鏡は最近はレーザーによる干渉を利用しており、地表に互いに直交する2つの直線アーム(数百メートル~数キロメートル)を設置し、そこにレーザー光を走らせている。サイズが大きい事から衛星画像に容易に捉えられるかなとの思いと、熱などの外乱を嫌って、もし地下数メートル程度のところに設置してあれば衛星から見ても判らないかもとの思いが、入り混じれていた。

 実際に衛星画像を眺めてみると、どこの重力波望遠鏡も Google Earth で十分に確認できた。この記事では、(1) 日本の TAMA-300 (アーム長 300m)、(2) ドイツの GEO600 (アーム長 600m)、(3) イタリアの Virgo (アーム長 3km)、(4) 米国のLIGO (アーム長 4km) の衛星画像を紹介する。

1. 日本の TAMA-300 (アーム長 300m)
 TAMA-300 は三鷹市の国立天文台内に設置されている。以下に国立天文台の衛星画像を示す。画像の上中央にある四角の建物が2つのアームの交点に当たる。東西方向と南北方向に1本ずつ長さ300mのアームが判る。国立天文台には将来の天文衛星の打合せでしばしばお邪魔しているが、今回初めて TAMA-300 の場所を確認した。
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2. ドイツの GEO600 (アーム長 600m)
 ヨーロッパには2つの重力波望遠鏡があり、その一つがドイツのハノーバーの近郊にある。このサイトに緯度・経度が載っている。以下にGoogle Earth の画像を示す。畑のあぜ道を利用しているようにも見える(単なる想像です)。
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3. イタリアの Virgo (アーム長 3km)
 イタリアの Virgo はアーム長が 3km もある。次に紹介するアメリカの LIGO (4km) に次ぐ長さである。ピサの斜塔で有名なピサの郊外に設置されている。以下に衛星画像を示す。ちょっと見辛いが、画像の右下1/4の領域に南北方向から30度位傾いた直交する2直線が見える。
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4. 米国のLIGO (アーム長 4km)
 LIGO は米国の2ヶ所に重力波検出器を設置している。ワシントン州のハンフォードと、ルイジアナ州のリビングストンである。ハンフォードの方のみ紹介する。シアトルの南東に約300km のところにある。衛星画像を以下に示す。
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 以上は地上に設置する重力波望遠鏡であるが、宇宙にアーム長が桁違いに大きい重力波宇宙望遠鏡を設置しようと言う検討が、やはり日米欧で進められている。米国とヨーロッパが共同で進めているのが LISA 計画(アーム長500万km)。日本が検討しているのが DECIGO 計画(アーム長1000km)。
by utashima | 2006-08-09 12:35 | パソコン | Trackback | Comments(0)

Google Earth で見た世界の天文台(1)

 天文台は宇宙を見るための施設である。最近の望遠鏡は、光学望遠鏡でも 10 メートル程度のサイズがある。と言う事は、逆に宇宙(衛星)からも見つけ易いと考えられる。今回は、Google Earth を使って、世界の望遠鏡を覗いてみた。

1. すばる望遠鏡
 世界の望遠鏡と言えば、先ず日本の誇る「すばる望遠鏡」を挙げるべきであろう。「すばる望遠鏡」は、ハワイのマウナケア山頂にある。マウナケア山は、ホノルルのあるオアフ島ではなく、更に南の最も大きなハワイ島にある。現在のGoogle Earth では以下の画像が表示された。中央上にすばる望遠鏡が写っている。その右側には Keck 望遠鏡が僅かに写っているが、解像度が格段に落ちている。画像の左側にある複数の小さいものは、サブミリ波アレイ(SMA)であろう。
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2. ウィルソン山天文台
 この天文台は、ジェット推進研究所から約 10km 東北東にある。エドウィン・ハッブルがこの天文台の100インチ(2.54m)望遠鏡を使って、遠くの銀河ほど高速で遠ざかっている事を発見した。現在は大した観測はしていないのかなと思ったが、タイトルのリンク先を見ると、Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) というプロジェクトも進められていた。数百メートルの範囲に広がる6つの光学望遠鏡で得た光を干渉させて、200 micro-arcseconds の角分解能を実現するもの。

 ウィルソン山天文台には、1987年に家族と一緒に見物に出かけている。以下に、衛星画像を示す。分解能が少し不足していて判り辛い。黄色の楕円で示した所が、駐車場と思う。駐車場の近くに簡単な食事の出来る場所があり、そこでサンドウィッチを食べながら、飛んでいた数機のハンググライダを眺めた記憶がある。
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次の画像は、少し引いて 3D 表示にしてみた。
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3. ヨーロッパ南天天文台のVLT
 ヨーロッパ南天天文台は、南米チリにある以下の天文台群を持っている。
 (1)ラ・シヤ天文台(La Silla Observatory)
 (2)パラナル天文台(Paranal Observatory)
 (3)チャナントール天文台(Llano de Chajnantor Observatory)
VLT (Very Large Telescope) はパラナル天文台にあり、口径8.2mの4つの望遠鏡と口径1.8mの複数の可動式望遠鏡などから成っている。これらの望遠鏡で得た光を集めて干渉させて高い角分解能の観測をする。このサイトで1頁ほどスクロールすると、VLT の全体構成の画像が現れる。
 Google Earth で見た画像を以下に示す。
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by utashima | 2006-08-06 17:53 | パソコン | Trackback | Comments(2)

Google デスクトップの再インストールは取り止め

 職場の PC の C ドライブ残容量が減ったため、Google デスクトップをアンインストールしていた。その数日後に、復元ポイントの情報も最新のものだけを残して削除した。そのお陰で、 C ドライブ残容量は、2GB 近くになっていた。当分余裕があると判断し、便利だった Google デスクトップを再びインストールしてみた。

 Google デスクトップをインストールすると、最初に PC 内の全てのファイルのインデックスが作成される。その時、通常の PC 使用に影響を与えないように、CPU がアイドル状態の時だけインデックスを作成するようにできる。これがデフォルトである。数年前に同じ PC にインストールした時は、本当に他の操作の邪魔になる事はなかった。ところが今回は違った。WORD を使っていると、文字入力さえ表示が追いつかない状態になる。とても耐えられる状態ではない。結局、Google デスクトップのインストールは取り止めた。家庭の PC では快調に動いているが。

 Google デスクトップのヘルプセンターを見ると、考えられる主な原因として3つの事が書かれている。

  (1)ハード ディスクのデフラグが必要な状態になっている。
  (2)ブラウザのキャッシュが一時ファイルでいっぱいになっている。
  (3)気付かないうちに不要なサードパーティ製のソフトウェアがインストールされている。

(1)は有り得る。でも、デフラグはしたくない。(2), (3)は該当しない。結局、次に PC が換装された時にインストールする事にした。
by utashima | 2006-08-04 19:17 | パソコン | Trackback | Comments(0)

Google Earth で見る世界遺産(4)

 Google Earth で見る世界遺産の第4回目は、アスワンハイダム(エジプト)、ヨセミテ国立公園(アメリカ)、ダージリン・ヒマラヤ鉄道(インド)を取り上げる。

10. アスワンハイダム(エジプト)
 アスワンハイダムは1970年に完成したが、1901年にアスワンダムが既に作られていた。それは現在ではアスワンロウダムとも呼ばれるらしい。下の画像に、2つのダムが写っている。南(上流)にあるのがハイダム、北にあるのがロウダム。その間の貯水池はナセル湖と呼ばれている。ハイダムを作ったエジプトの元ナセル大統領の名前を取って。
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 下は、ハイダムだけの画像。
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 下は、ロウダムの画像。右岸付近の沢山の白いものは、舟のように見える。タイトルの所のリンク先を見ると、ナセル湖では漁業も活発と書かれており、これらは漁船かも知れない。
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11. ヨセミテ国立公園(アメリカ)
 ヨセミテ国立公園も世界遺産になっている事は知らなかった。ここは、1987年夏に家内の両親を含む家族6人で訪れた。長男は6歳、次男は2歳。長女はまだ生まれていない。1年間滞在していたロサンゼルスから、サンフランシスコ経由で車で出かけた。19年も前の事なので、忘れている事が多かったが、Google Earth で色々な方向から眺めていると、思い出して来た。下の画像は、氷河で侵食されて出来た谷。この画像中の最も上にある白い大きな岩がハーフドームと思われる。そこから谷を挟んで右下にある高い場所に、グレーシャ・ポイントと呼ばれるすばらしい眺望の高台がある。そこに車で登る事が出来、私たちも登ってみた。
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 下の画像が、グレーシャ・ポイント。左半分がその高台であり駐車場も見える。右半分は、谷底である。Google Earth の3次元的な画像の素晴らしさは、この画像ではちょっと伝わらないかも知れない。
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12. ダージリン・ヒマラヤ鉄道(インド)
 この世界遺産のダージリンという町は、紅茶で有名な所である。上のリンク先の記事によると、ヒマラヤ鉄道は、このダージリンと New Jalpaiguri の間の約 88km を結ぶ鉄道である。下の画像では、 Jalpaiguri という町がある。その近くに New Jalpaiguri があるのであろう。この鉄道と平行にバスの道もあるとの事。
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 次の画像は、ダージリンの町を3次元的に眺めたもの。広い範囲に雲が掛かっていて残念である。
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by utashima | 2006-08-02 20:45 | パソコン | Trackback | Comments(0)

Google Maps/Earth で見た面白いもの(1)

 Google Maps/Earth を使って世界を上空から見ていると、偶に面白いものを見つける事がある。それらを紹介する。

1. 飛行中の航空機(ニューヨーク)
 最近の Google Maps/Earth は、空港の飛行機の機種も判るほどの分解能である。そこで、空港に降りている飛行機でなく、飛んでいる状態の飛行機も見ることができるのではないか、と思った。海上を飛行中が見つけ易い。しかし、闇雲に海上を探すのは大変である。そこで、離着陸回数の多い大きな空港の滑走路の沖合いを探してみた。驚くほど簡単に飛行中の航空機を見つける事ができた。

 下の画像は、ニューヨークのケネディ国際空港の沖合いである。画像をクリックすると、もっと綺麗に見える。右上にケネディ国際空港がある。画面の下に2つの黄色の○を描いた。それらが飛行中の航空機である。
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 下は、空港に近い方の航空機である。着陸のために空港に接近している双発の中型ジェット旅客機である。海面で反射した機体も見えている。更に、北北西の方向に、機体の影らしきものも見える。しかし、不思議な事に、影には主翼が2つあるように見える。本当に影なのだろうか。
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 下は、空港からもっと離れた位置を飛行中の航空機であり、ケネディ国際空港を離陸して来たものである。主翼の後退角が小さいので、低速の飛行機だろう。
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2. 海岸から長く伸びたもの(ニューヨーク)
 下の画像は、ニューヨークの南にある Sandy Hook Bay という湾である。黄色の○で示した所に、海岸から伸びている紐状のものが見える。
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それを拡大したのが次の画像。先端は3本に分かれている。東京湾アクアラインのような道路ではないようだ。対岸に、道路のようなものがない。天然ガスや石油を運ぶタンカーの船着場ではないかと言う人が居た。言われてみれば、なるほどと思う。まだ、工事が続けられているように見える。複数の経路があるのは、道路と鉄道に使い分けているのかも知れない。
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次の画像は、紐状のものの付け根付近の拡大画像である。画像中の下の方に、鉄道が見える。紐状のものが岸に繋がっている部分を見ると、1階が鉄道、2階が道路になっているようだ。タンカーから受け取ったガスか石油を貨車で運んでいるのであろうか。
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 以前、似たようなものを中東の海岸で見た記憶がある。以下の画像は、アラブ首長国連邦のドバイの海岸である。海上の花のようなものは、石油などの積み出し施設であろう。円周は、防波堤かな。
[追記]三重県民の後輩さんから、それは石油などの積み出し施設ではなく、オイルマネーを使ったリゾート施設『The Palm』です、とのコメントを戴いた。有難う御座います。ネットで「パーム ドバイ」で検索すると、この施設に関するサイトが沢山見つかった。ここには、2005年11月のブログ記事がある。ここには、パーム・モノレールの建設が始まり、日本企業も参加している事が書かれている。
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3. 飛行中の航空機(ロサンゼルス)
 米国西海岸にあるロサンゼルス国際空港 (LAX) も、ニューヨークのケネディ国際空港に劣らず混雑しているので、その滑走路の沖合いを探してみた。下がその時の画像である。画像の左端の○印の所に、航空機らしきものが見える。
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下に拡大画像を示す。エンジン2基が後ろに付いたジェット機であった。
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by utashima | 2006-08-01 19:08 | パソコン | Trackback | Comments(2)