아타카마 대형 밀리미터 어레이
Atacama Large Millimeter Array| 대체 이름 | 아타카마 대형 밀리미터 및 서브밀리미터 배열 |
|---|---|
| 일부 | 이벤트 호라이즌 망원경 라노 데 차얀토르 천문대 |
| 장소 | 칠레 아타카마 사막 안토파가스타 주 아타카마 사막 |
| 좌표 | 23°01′09§ S 67°45′12″w/23.0193°S 67.7532°W좌표: 23°01°09°S 67°45°12°W / 23.0193°S 67.7532°W / |
| 조직 | 유럽 남부 천문대 국립 자연과학원 미국 국립과학재단 |
| 고도 | 5,058.7 m (16,597 피트) |
| 망원경 스타일 | 무선 간섭계 |
| 웹 사이트 | www |
| | |
아타카마 라지 밀리미터/서브 밀리미터 어레이(ALMA)는 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 66개의 전파 망원경으로 이루어진 천문 간섭계로, 밀리미터와 서브밀리미터 파장의 전자파를 관측한다.이 어레이는 해발 5,000m(16,000ft)의 차이난토르 고원에 건설되었습니다. - 야노 데 차이난토르 천문대와 아타카마 패스파인더 실험 근처입니다.이 위치는 높은 고도와 낮은 습도 때문에 선택되었으며, 지구 대기로 [1]인한 소음 감소와 신호 감쇠 감소에 중요한 요소이다.ALMA는 초기 스텔렌기 시대의 별의 탄생과 지역별과 행성 형성에 대한 상세한 영상을 제공할 것으로 기대된다.
ALMA는 유럽, 미국, 캐나다, 일본, 한국, 대만 및 [2]칠레 간의 국제 파트너십입니다.약 14억 달러의 비용이 드는 이 망원경은 운용 [3][4]중인 지상 망원경 중 가장 비싸다.ALMA는 2011년 하반기에 과학적 관찰을 시작했고, 첫 번째 이미지는 2011년 10월 3일에 언론에 공개되었습니다.이 어레이는 [5][6]2013년 3월부터 완전히 가동되고 있습니다.
개요
초기 ALMA 어레이는 66개의 고정밀 안테나로 구성되며 3.6~0.32mm(31~1000GHz)[7]의 파장에서 작동합니다.이 어레이는 단접시형 제임스 클럭 맥스웰 망원경이나 서브밀리미터 어레이 또는 IRAM(Institut de Radio Astronomy Milimétrique) Plato de Bure 시설과 같은 기존 간섭계 네트워크보다 훨씬 높은 감도와 고해상도를 가지고 있습니다.
안테나는 150m에서 16km까지 사막 고원을 가로질러 이동할 수 있으며, 이는 ALMA에 미국 뉴멕시코의 센티미터 파장 VLA(Very Large Array) 현장에서 사용된 것과 유사한 개념의 강력한 변수 "줌"을 제공한다.
고감도는 주로 어레이를 구성하는 다수의 안테나 접시에 의해 달성됩니다.
망원경은 유럽, 북미 및 ALMA의 동아시아 파트너에 의해 제공되었다.미국과 유럽의 파트너들은 각각 메인 어레이를 구성하는 지름 12미터의 안테나 25개를 제공했습니다.동아시아 참가국은 강화된 ALMA의 일부인 아타카마 콤팩트 어레이(ACA) 형태로 안테나 16개(직경 12m 4개, 직경 7m 12개)를 제공하고 있다.
메인 ALMA 어레이보다 작은 안테나를 사용함으로써 ACA를 사용하여 특정 주파수로 넓은 시야를 촬영할 수 있다.안테나를 더 가까이 배치하면 더 큰 각도 범위의 선원을 촬영할 수 있습니다.ACA는 메인 어레이의 와이드 필드 이미징 기능을 향상시키기 위해 메인 어레이와 연계하여 동작합니다.
역사
ALMA는 미국의 밀리미터 어레이(MMA), 유럽의 라지 서던 어레이(LSA), 일본의 라지 밀리미터 어레이(LMA) 등 3개의 천문학 프로젝트에 개념적으로 뿌리를 두고 있습니다.
ALMA가 되는 것의 창설을 위한 첫 단계는 1997년 국립전파천문대(NRAO)와 유럽남부천문대(ESO)가 MMA와 LSA를 합병하는 공동 프로젝트를 추진하기로 합의했을 때였다.병합된 어레이는 LSA의 민감도와 MMA의 주파수 범위 및 우수한 사이트를 결합했다. ESO와 NRAO는 기술, 과학 및 관리 그룹에서 협력하여 캐나다와 스페인의 참여로 두 관측소 간의 공동 프로젝트를 정의 및 조직했다(나중에 ESO의 일원이 되었다).
일련의 결의와 협정에 의해 1999년 3월 새로운 배열의 명칭으로 "Atacama Large Millimeter Array" (ALMA)가 선택되었고 2003년 2월 25일 북미와 유럽 당사자 간에 ALMA 협정이 서명되었다.("알마")는 스페인어로 "영혼" 또는 "지식"을 의미한다.ALMA Project는 수년간 상호 논의를 거쳐 국립천문대(NAOJ)로부터 ACA(Atacama Compact Array)와 3개의 수신대역을 대형 어레이에 추가 제공하는 제안을 받아 ALMA와 NAOJ의 LED 체결을 위한 논의를 진행하였다.2004년 9월 14일, 일본이 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 어레이로 알려진 확장 ALMA에 공식 참가하게 하는 고위급 협정.2003년 11월 6일 기공식이 열렸고 ALMA 로고가 [8]공개되었다.
ALMA의 계획 초기 단계에서는 하나의 디자인을 사용하는 것이 아니라 북미, 유럽, 일본의 유명 기업이 설계하고 시공한 ALMA 안테나를 채택하기로 결정했습니다.이것은 주로 정치적인 이유에서였다.제공자에 의해 매우 다른 접근방식이 선택되었지만, 각각의 안테나 설계는 ALMA의 엄격한 요건을 충족할 수 있는 것으로 보입니다.유럽 전역에서 설계 및 제조된 부품은 전문 항공우주 및 우주물류 회사인 Route To Space [9]Alliance에 의해 운송되었으며, 총 26개는 안트베르펜으로 운송되어 칠레로 운송되었습니다.
자금 조달
ALMA는 처음에는 국립전파천문대와 유럽남부천문대(ESO)의 50대 50 협력이었으나 이후 일본, 대만 및 칠레의 다른 [10]파트너의 도움으로 확대되었다.ALMA는 지상 천문학 프로젝트 중 가장 규모가 크고 비용이 많이 드는 프로젝트로 14억~[3][11]15억 달러가 소요됩니다.(하지만 허블 우주 망원경, 제임스 웹 우주 망원경, 그리고 몇몇 주요 행성 탐사선들을 포함한 다양한 우주 천문학 프로젝트들은 상당히 많은 비용이 듭니다.)
- 파트너
- 유럽 남부 천문대 및 유럽 지역 지원 센터
- 국립전파천문대와 북미 ALMA 과학센터를 통한 국립과학재단
- 캐나다 국립 연구 위원회
- 국립자연과학원 산하 국립천문대
- ALMA-대만 시니카 천문 및 천체물리학 연구소(ASIA)
- 칠레 공화국
어셈블리
이 단지는 주로 유럽, 미국, 일본, 캐나다 기업과 대학들에 의해 지어졌다.2002년부터 3개의 시제품 안테나가 초대형 어레이에서 평가를 받았습니다.
General Dynamics C4 Systems와 SATCOM Technologies 부문은 Associated University, Inc.와 계약을 맺고 12m 안테나 [12]중 25개를 공급했으며, 유럽 제조업체 Thales Alenia Space는 기타 25개의 주요[13] 안테나를 제공하였다(지상 천문학상 최대 규모의 유럽 산업 계약).일본의 미쓰비시 전기는 NAOJ의 안테나 [14][15]16개를 조립하는 계약을 맺었다.안테나는 2008년 12월부터 2013년 [16]9월까지 현장으로 전달되었습니다.
안테나 운반
115톤의 안테나를 고도 2900m의 운영지원시설에서 5000m의 사이트로 운반하거나 안테나를 사이트 주변에서 움직여 어레이 크기를 변경하는 것은 텔레비전 다큐멘터리 '몬스터 무브: 마운틴 미션'[17]에서와 같이 큰 과제가 됩니다.선택한 솔루션은 두 개의 사용자 지정 28륜 자가 적재 중량 운반기를 사용하는 것입니다.이 차량은 독일의 Scheuerle Fahrzeugfabrik [de[18]에 의해 제조되었으며, 폭 10m, 길이 20m, 높이 6m, 무게 130톤이다.이 엔진은 트윈 터보차지 500kW 디젤 엔진으로 구동됩니다.
얇은 고공의 공기를 마시기 위해 산소 탱크를 수용할 수 있도록 설계된 운전석 시트가 장착된 트랜스포터는 안테나를 정확하게 패드에 배치합니다.첫 번째 차량은 2007년 [19]7월에 완성되어 테스트되었습니다.두 수송기는 모두 2008년 2월 15일 칠레의 ALMA Operations Support Facility(OSF)에 인도되었습니다.
2008년 7월 7일, ALMA 트랜스포터가 처음으로 안테나를 안테나 조립 건물(Site Erection Facility) 내부에서 테스트(홀로그래픽 표면 측정)[20]를 위해 건물 외부의 패드로 이동시켰다.
2009년 가을에는 처음 3개의 안테나를 1개씩 어레이 운용 사이트로 이송했습니다.2009년 말, ALMA 천문학자 및 엔지니어 팀은 5,000m(16,000ft) 고도 관측소에서 3개의 안테나를 성공적으로 연결함으로써 신생 어레이의 조립 및 통합의 첫 단계를 완료했다.3개의 안테나를 연결하면 2개의 안테나만 사용했을 때 발생할 수 있는 오류를 수정할 수 있으므로 정밀하고 고해상도 영상을 촬영할 수 있습니다.이 핵심 단계를 통해 계측기의 시운전 작업은 2010년 1월 22일부터 시작되었습니다.
2011년 7월 28일, ALMA를 위한 첫 번째 유럽 안테나는 다른 국제 파트너로부터 이미 배치된 15개의 안테나와 합류하기 위해 해발 5,000m의 Chajnantor 고원에 도착했다.이는 ALMA가 첫 번째 과학 관측을 시작하기 위해 지정한 안테나 수였으며,[22] 따라서 이 프로젝트의 중요한 이정표였다.2012년 10월, 66개의 안테나 중 43개가 설치되었다.
과학적 결과
초기 테스트 이미지
2011년 여름까지는 첫 번째 이미지를 [24]캡처하기 위해 초기 과학 단계 이전의 광범위한 테스트 프로그램 동안 충분한 망원경이 작동되었다.이러한 초기 이미지는 어레이의 규모가 계속 커짐에 따라 향후 훨씬 더 좋은 품질의 이미지를 생성할 수 있는 새로운 어레이의 가능성을 처음으로 보여줍니다.
관측 대상은 안테나 은하로 알려진 극적으로 일그러진 모양을 가진 충돌 은하 한 쌍이었다.비록 AlMA가 전체 은하 합성을 관측하지는 못했지만, 그 결과는 안테나 은하에서 만들어진 것 중 가장 좋은 밀리미터 이하의 파장 이미지이며, 가시광선으로는 볼 수 없는 새로운 별들이 생성되는 밀도가 높은 차가운 가스 구름을 보여줍니다.
혜성 연구
2014년 8월 11일 천문학자들은 혜성 C/2012 F6(렘몬)와 C/2012 S1([25][26]ISON) 내부의 HCN, HNC, HCO2, 먼지의 분포를 상세하게 나타낸 연구를 최초로 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(ALMA)를 사용하여 발표했다.
행성 형성
2014년에 황소자리 HL(황소자리의 매우 어린 T 황소자리[27] 별)을 둘러싼 원시 행성계 원반의 이미지가 공개되었으며, 이는 원시 행성계 형성을 나타내는 일련의 동심원 밝은 고리를 보여준다.2014년 현재[update], 대부분의 이론은 그렇게 젊은(100,000-100,000년) 계에서 행성 형성을 예상하지 못했기 때문에, 새로운 데이터는 원시 행성계 발달의 새로운 이론에 박차를 가했다.한 이론은 원시 행성계 [28]원반의 복잡한 자기장 때문에 강착 속도가 더 빠를 수 있다는 것을 시사한다.
이벤트 호라이즌 망원경
알마는 2019년 [29]발간된 최초의 블랙홀 직접 영상을 제작한 이벤트 호라이즌 망원경 프로젝트에 참여했다.
금성 대기 중의 포스핀
ALMA는 금성 공기 중 바이오마커인 포스핀 검출에 참여했다.금성에서 알려진 비생물학적 포스핀 공급원이 검출된 농도로 포스핀을 생산할 수 없었기 때문에,[30][31] 이것은 금성 대기에 생물학적 유기체의 존재를 나타낼 것이다.하지만, 이 이론은 그 이후로 뒤집혔고, 재분석 결과 [32]금성의 대기에는 포스핀이 존재하지 않는 것으로 나타났다.
글로벌 콜라보레이션
국제 천문학 시설인 Atacama Large Millime/submillimeter Array(ALMA)는 칠레 공화국과 협력하여 유럽, 북미 및 동아시아의 파트너십입니다.ALMA는 유럽에서는 유럽남방천문대(ESO)가, 북미에서는 미국 국립과학재단(NSF)이 캐나다 국립연구위원회(NRC) 및 대만 국립과학협의회(NSC)와 협력하여, 동아시아에서는 자연과학연구소가 자금을 지원하고 있습니다.e대만 학술원(AS)ALMA의 건설과 운영은 ESO가 유럽을 대표하여 이끌고, 북미를 대표하여 국립전파천문대(NRAO)가 관리하고, AUI(Associated Universities, Inc)가 관리하고, 동아시아를 대표하여 일본 국립천문대(NAJO)가 운영하고 있습니다.공동 ALMA 천문대(JAO)는 [33]ALMA의 건설, 시운전 및 운영에 대한 통합된 리더십과 관리를 제공합니다.2018년 2월부터의 현 디렉터는 Sean [34]Dougherty입니다.
ALMA 지역 센터(ARC)
ALMA 지역 센터(ARC)는 ALMA 프로젝트의 주요 기여자들의 사용자 커뮤니티와 JAO 간의 인터페이스로 설계되었습니다.ARC 작동을 위한 활동은 세 가지 주요 관련 지역(유럽, 북미 및 동아시아)으로 구분됩니다.유럽 ARC(ESO에 의해 주도됨)는 본-보춤-콜로그네, 볼로냐, 온데조프, 온살라, IRAM(그레노블), 라이덴 및 JBCA(맨체스터)에 위치한 유럽 전역에 위치한[35] ARC 노드로 더욱 세분화되었다.
ARC의 핵심 목적은 사용자 커뮤니티의 제안서 작성, 프로그램 관찰, 제안서 제출 및 프로그램 관찰을 위한 헬프 데스크 운영, 데이터 주요 조사관에게 전달, ALMA 데이터 아카이브 유지, 교정 지원입니다.데이터 전송 및 사용자 [36]피드백 제공.
프로젝트 상세
- Lano de Chajnantor 천문대의 5,000m 고도에 위치한 직경 12m 안테나 50개 이상. 4 x 12m 및 12 x 7m 안테나로 이루어진 콤팩트한 배열로 강화되었다(2006년 컨소시엄은 12m 안테나 중 50개 또는 64개를 건설할지 검토했다).힘든 한 해를 보낸 후, ALMA의 스타는 마침내 급부상하기 시작했다.
- 350μm에서 10mm 사이의 모든 대기창에 있는 이미징 기기
- 약 150m~14km의 어레이 구성
- 공간 분해능은 10밀리초(10라디안)로−7 초거대배열(VLA)보다 10배, 허블우주망원경보다 5배 우수하지만 광학 및 적외선 간섭계로 얻은 분해능보다는 상당히 낮습니다.
- 1 아크초의 분해능으로 분 단위에서 도 단위까지 이미지 소스 생성 가능
- 50 m/s 미만의 속도 분해능
- 초대형 어레이보다 빠르고 유연한 이미징 기기
- 밀리미터 및 서브밀리미터 파장의 세계에서 가장 크고 민감한 기기
- 포인트 소스 검출 감도가 초대형 어레이보다 20배 향상
- 데이터 감소 시스템은 AIPS++ 기반의 새로운 소프트웨어 패키지인 CASA(Common Astronomy Software Applications)가 될 것이다.
Atacama 콤팩트 어레이
Atacama Compact Array, ACA는 분자 구름과 근처 은하와 같은 큰 각도 크기를 가진 천체 물체를 연구하는 AlMA의 능력을 크게 향상시킬 16개의 밀접하게 분리된 안테나 중 일부입니다.아타카마 콤팩트 어레이를 구성하는 안테나, 12미터의 안테나 4개, 7미터의 안테나 12개가 일본에서 제작되어 납품되었다.아타카마 콤팩트 어레이는 2012년 5월 7일 [38]산티아고에서 사망한 일본 ALMA 팀의 일원이자 ACA의 디자이너인 모리타 고이치로 교수의 이름을 따서 2013년에 모리타 어레이로 명명되었다.
작업정지
2013년 8월, 망원경 직원들은 임금과 근로 조건 개선을 요구하며 파업에 돌입했다.이것은 천문대에 영향을 준 최초의 공격 중 하나이다.관측소가 [39][40][41][42]노조와 합의에 이르지 못하자 작업 중단이 시작됐다.17일 후, 일정 단축과 높은 [43][44]고도에서 수행된 작업에 대한 높은 보수를 제공하는 합의에 도달했다.
2020년 3월, ALMA는 COVID-19 대유행으로 인해 폐쇄되었다.또 8주기 제안서 제출 시한을 늦추고 일반인의 [45]현장 방문도 중단했다.
프로젝트 스케줄
| 날짜. | 활동 |
|---|---|
| 1995 | 칠레와의 ESO/NRAO/NAOJ 공동 사이트 테스트. |
| 1998년 5월 | 단계 1(설계 및 개발)의 개시. |
| 1999년 6월 | 설계 및 개발에 관한 유럽/미국의 양해각서 |
| 2003년 2월 | 유럽/북미 최종 합의(ESO로부터의 자금의 50%, 미국과 캐나다간의 자금의 50%). |
| 2003년 4월 | 첫 번째 시제품 안테나의 테스트는 뉴멕시코주 소코로에 있는 ALMA Test Facility(ATF) 사이트에서 시작됩니다. |
| 2003년 11월 | ALMA 현장 기공식 |
| 2004년 9월 | 유럽, 북미 및 일본과의 협정 초안.일본은 ALMA에 새로운 연장을 제공하고 있다. |
| 2004년 10월 | 칠레 산티아고 ALMA 공동사무소 개소 |
| 2005년 9월 | 대만은 일본을 통해 ALMA 프로젝트에 참가한다. |
| 2006년 7월 | 유럽, 북미 및 일본의 확장 ALMA 협정 수정. |
| 2007년 4월 | 칠레 첫 안테나 도착 |
| 2008년 2월 | 2대의 ALMA 트랜스포터 칠레 도착 |
| 2008년 7월 | 트랜스포터를 이용한 첫 번째 안테나 이동 |
| 2008년 12월 | 첫 번째 ALMA 안테나 수신 |
| 2009년 5월 | Operations Support Facility(OSF; 운영지원시설)에서 안테나가 2개 있는 첫 번째 간섭계. |
| 2009년 9월 | 알마 안테나의 첫 번째 움직임입니다 |
| 2009년 11월 | Chajnantor에서 3개의 안테나를 가진 위상 폐쇄. |
| 2010 | 리스크가 공유된 조기 과학 제안을 요청한다. |
| 2011년 9월 | Early Science Cycle 0 시작 12m 배열에 16개의 12m 안테나가 있습니다. |
| 2012년 2월 | ALMA[47] 데이터로 발행된 첫 번째 논문 |
| 2013년 1월 | 초기 과학 사이클 1의 시작.12m 안테나 32개가 12m 배열에 있어요 |
| 2013년 3월 13일 | ALMA 취임식 |
| 2013년 9월 23일 | 66번째이자 마지막 안테나가 도착해서 수락했다. |
| 2014년 6월 | 초기 과학 사이클 2의 시작.12m 배열의 경우 34개의 12m 안테나, 7m 배열의 경우 9개의 7m 안테나, TP 배열의 경우 2개의 12m 안테나. |
| 2018년 6월 | ALMA 1000번째 발행지[48] |
| 2020년 3월 | ALMA, COVID-19 위기로 폐쇄 |
비디오 및 갤러리
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- 비디오
ALMA의 다양한 측면을 보여주는 영상 편집.
이 예술가가 차잔토르 고원의 ALMA 어레이를 렌더링한 것은 간섭계로서 ALMA가 각각의 안테나(파란색 원으로 표시) 사이의 거리만큼 큰 직경을 가진 단일 망원경처럼 작동하는 방식을 보여줍니다.
레오나르도 테스티의 Atacama Large Millime/submillimeter Array(ALMA)에 대한 강연.
ESOcast 51: ALMA 상관기에 대한 비디오 리포트.(HD)
이 동영상은 세바스티안 피녜라 칠레 대통령을 비롯한 귀빈들이 거대 망원경의 출범을 위해 칠레 아타카마 사막의 고도 2900m에 위치한 ALMA 운영지원시설(OSF)에 도착하는 모습을 담고 있다.게스트는 대형 ALMA 트랜스포터 중 하나와 다른 컴포넌트를 갖추고 있습니다.
ALMA 자체의 숨막히는 이미지와 아타카마 사막의 독특한 환경을 바라보며 취임식의 흥분을 공유합니다.
이 동영상은 ISS 우주인들이 ALMA 파트너의 출범을 축하하는 모습을 담고 있다.
이 16분짜리 비디오는 수십 년 전 프로젝트의 시작부터 최근의 첫 번째 과학 결과까지 ALMA의 역사를 보여준다.(HD)
이 동영상은 칠레 안데스 산맥 5000m의 차이난토르 고원 지면에서 시작해 나중에 아타카마 대형 밀리미터/미만미터 어레이를 구성하는 58개의 더듬이를 관찰한다.
ALMA Array Operations Site(AOS)에서의 시간 경과 비디오.
무인 카메라가 ALMA 전망대 상공을 날아다니며 칠레 아타카마 사막의 황무지에 있는 66개의 망원경을 보여주고 있다.
2013년 9월 30일 최종 ALMA 안테나는 ALMA 천문대에 넘겨졌다.이 비디오는 안테나가 "오토"라고 불리는 거대한 트랜스포터로 움직이는 것을 보여준다.직경 12미터의 이 접시는 유럽 AEM 컨소시엄에 의해 제조되었으며, 유럽 안테나 총 25개를 성공적으로 전달한 것으로, 지금까지 가장 큰 ESO 계약이다.
ALMA 2012 이전 컴파일
이 프로젝트의 마지막 안테나는 해발 5000미터의 전망대 높은 곳에 도착하는 것을 볼 수 있다.
- 안테나 전송
ALMA 안테나가 움직입니다.
「 」를 참조해 주세요.
- Atacama Pathfinder Experiment(APEx), 개조된 ALMA 시제품 안테나를 기반으로 제작된 단일 접시 서브밀리미터 망원경
- 아타카마 서브밀리미터 망원경 실험
- CARMA는 Caltech, University of California Berkeley, University of Illinois, University of Maryland 및 University of Chicago 등의 컨소시엄이 운영하는 감도 밀리미터파 배열입니다.
- 1999년부터 Lano de Chajnantor에서 작동하는 13개 요소 간섭계 우주 배경 이미저.
- IRAM이 운영하는 세계 최대 밀리미터 망원경 IRAM 30미터 망원경(스페인 피코 벨레타)
- 천문대 목록
- 알레스 073.1
레퍼런스
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외부 링크
- 공식 ALMA 사이트
- NRAO ALMA 사이트
- 영국 ALMA 사이트
- ESO ALMA 사이트
- NAOJ에 의한 ALMA 사이트
- "ALMA Antennas Collect First Data", BBC, 2009년 11월 17일
- 거대 ALMA 전파 망원경의 작동 방식(인포그래픽), Space.com, 2013년 3월 12일.
- 깊은 공간:알마 천문대의 탄생
- Atacama Large Millimeter Array SPIE Newsroom의 광학 시스템 설계, 2014년 6월 5일.
- 2014년 3월 9일에 처음 방송되었던 CBS 뉴스의 "60분" 프로그램은 2014년 7월 27일에 재방송되었다. 특파원 밥 사이먼입니다. 제작자인 마이클 개브슨과 데이비드 레빈입니다