2018.9.10. 光赤天連シンポジウム tmt計画の概要と進捗状況...
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TMT計画の概要と進捗状況
1
国立天文台 TMT推進室
青木和光
2018.9.10.光赤天連シンポジウム
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2017年光赤天連シンポジウム「国際協力で実現させる2020年代の光学赤外線天文学」
1. TMT計画の概要
2. 建設の現状
ハワイの状況、バックアッププラン
3. 国際協力と日本の役割
4. 国際競争 他のELT計画
5. 運用プラン
TMT建設の現状と日本の役割、運用プランと国際協力・国際競争
参考:昨年の報告
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超大型望遠鏡TMT計画概要
【 概 要 】
地球型系外惑星探査、初期宇宙史の解明、
ダークエネルギーの解明などを期し、国際共
同科学事業として、ハワイ島マウナケア山頂
に口径30m光学赤外線望遠鏡TMTを建設する。
望遠鏡本体や主鏡の製作などを担当し、2020
年代の観測天文学をリードする。
• メンバー国・機関:
自然科学研究機構(日本)
カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学
中国国家天文台
インド科学技術庁
カナダ国立研究会議
(米国天文学大学連合/NSF(米国国立科学財団))
• 日本の分担:望遠鏡本体構造、主鏡、観測装置
• 建設費:約1800億円(約18億米ドル)
観測装置
ナスミス台
副鏡 第三鏡
主鏡
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①地球型系外惑星の直接検出と生命の兆候探査②宇宙最初の天体の解明③ダークエネルギーの性質の解明
すばる望遠鏡(口径8.2m)
距離約130億光年の銀河を次々発見
太陽系外惑星の直接撮像に成功
TMT(口径30m)の科学目標
すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡が浮きぼりにした宇宙の謎に挑む
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地球に似た軌道をもつ惑星形成の証拠
星間物質にアミノ酸材料を発見
アルマ望遠鏡
0.4秒角土星軌道半径相当
地球軌道半径相当
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②宇宙最初の天体の解明5
2-3億年後頃(赤方偏移~15)• ガスが集積し最初の星が誕生• 誕生の時期はよくわかっていない• 組成は水素・ヘリウムのみ• 大質量星は数百万年で爆発し、酸素や鉄などの元素を供給
5-6億年後(赤方偏移~10)• 星の集団である銀河が誕生• 水素・ヘリウムに加えて酸素・鉄などの重元素が含まれる
• 周囲では水素・ヘリウムのみの星の形成も続く可能性あり(未解明)
7-8億年後(赤方偏移~7)• 多数の銀河が誕生• 宇宙の再電離が進行
ハッブル望遠鏡(撮像)アルマ(分光)すばる/ULTIMATE(撮像)
宇宙誕生直後(40万年以降)• 主に暗黒物質の重力で水素・ヘリウムガスが集積が始まる。
• 星はまだ存在しない
TMT(分光)JWST(撮像・分光)
ハッブル望遠鏡(撮像)すばる(撮像・分光)アルマ(分光)
•最初の星が誕生したのはいつか?•最初の星の明るさ・重さは?•最初の星の誕生から銀河の誕生までに何が起こったか?
•宇宙の再電離はいつ、どのように起こったか?
現在考えられているシナリオ 解明すべき課題
水素・ヘリウムのみの星の光
酸素などを含む銀河
※対象が小さいときは、補償光学つきのTMTがJWSTの感度を上回る。
CG画像©ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)
天体画像©すばる望遠鏡
TMTで詳細観測
(宇宙再電離の解明など)
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30m光学赤外線望遠鏡TMT建設計画と日本の役割
【建設概要】
日本の建設費375億円+国内経費40億円
2018年度 山頂建設再開予定
2027年度 完成予定
【日本の分担】
• 望遠鏡本体の製造・組立
• 全主鏡分割鏡材(574枚)の製作
• 分割鏡の1/3(175枚)の研磨
• 第一期観測装置の一部製作・組立
• 分担金(TMT国際天文台運営費)
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主鏡分割鏡 (492枚と交換用82枚)望遠鏡本体
研磨加工分担日本インド中国米国
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年度 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027
建設準備期 建設期
完成▼
基本設計
▼H26.5 TMT国際天文台設立マイルストーン
望遠鏡本体構造(日本)
▼H30 現地建設開始
ドーム建設(カナダ)
主鏡(日本)
主鏡
TMT建設 工程7
基礎工事・建設 内装
詳細設計
輸送・現地据付調整
製造準備
鏡材製作
研磨試作 研磨加工
研磨加工(米国・インド・中国)
主鏡支持機構(インド)
観測装置(日本・米国・カナダ・中国・インド)
副鏡(米国)
主鏡制御(米国・インド)
第三鏡(中国)
補償光学(カナダ)
構造部・制御系製造
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分割鏡材(平板) 球面研削
表面非球面研削 表面非球面研磨
国内外で行われる非球面加工等(日本は約3割を担当)
分割鏡材の製造と球面加工(日本が574枚すべてを担当)
約7割は海外(米国、中国、インド)に供給
米国での仕上げ加工に供給
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外形加工等支持機構への搭載
主鏡分割鏡の製作工程と日本の分担
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主鏡分割鏡製作の進展
製作工程の進捗 鏡材の海外への供給
インドへの輸送(2017年度)鏡材
非球面研削 非球面研磨
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望遠鏡本体の詳細設計
2013 11/12-14 基本設計審査会 (PDR) 合格
20144月15-16日 望遠鏡制御系のPDR 合格
11/18-28 主鏡セグメント鏡交換機構のPDR 合格
2015
2月17-20日 望遠鏡本体の最終設計審査会(FDR-P1)
完了
7月27-29日 望遠鏡制御系のFDR-P2主要な課題を解決してFDR phaseを完了させる必要あり
完了
10月8-9日 長納期品の材料調達開始にむけた審査(LPR)
合格
2016
2月24~25日 Delta FDR-P2 完了
12月7-9日 FDR-P3(主鏡セグメント交換機構等)
完了
2017 製造準備を開始
2018 製造を開始(製造図面作成等)
主鏡セグメント鏡交換機構
2016年グッドデザイン賞
(ベスト100および特別賞)受賞
PDR: Preliminary Design Review
FDR: Final Design Review
LPR: Long-lead Procurement Review10
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11TMT国際天文台での主鏡分割鏡試験
• 主鏡制御のアクチュエータやエッジセンサーを試験• テストベッドは日本で試作された主鏡セルのトラス
ボード会議メンバーが視察(カリフォルニア州モンロビア、2018.8.)
TMT推進室ブログ(2018年9月6日)より
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低次波面センサー(カナダ)
撮像モード(日本)
面分光モード(米:UCLA,
Caltech)
支持機構
観測装置
• 第一期観測装置:設計・開発が進行中 IRIS:詳細設計(2017~)
• 第二期観測装置:装置の選択にむけて、”White
Papers”を募集(2018.3)→今後検討する装置・課題を選定
IRIS
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建設地ハワイの状況
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マウナケア保護地区利用許可(CDUP)とサブリースの状況
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2013年4月:ハワイ州土地・天然資源委員会(BLNR) がCDUPを承認
2014年7月:ハワイ大学(UH)-TMT国際天文台のサブリースにBLNRが同意
2015年12月:ハワイ州最高裁が州による承認手続きの瑕疵を理由にCDUPを無効とし、審査を差し戻す判決
2016年10月~2017年3月:CDUP審査の公聴会を開催(44回)
2017年1月:サブリースを無効とする環境裁判所判決
2017年2月:サブリース無効判決にBLNRとUHが不服申し立て。最高裁へ
2017年9月:BLNRがCDUPを再承認
2017年10月:CDUP承認に対する訴訟
2018年3月:サブリース案件 最終口頭弁論
2018年6月:CDUP案件 最終口頭弁論
2018年8月:サブリースの裁判判決(5人の判事全員が有効性を支持)
今後の予定
CDUPの裁判判決(10月までに出る見込み)
2018年度内に現地建設再開
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ハワイ州による保護地区利用許可の再承認(2017.9.29)
毎日新聞2017.9.30.
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Q. Do you support or oppose the construction of TMT on Mauna Kea?
Support Oppose Undesided
State 77% 15% 8%
Islands other than Oahu
74% 19% 7%
Hawaiian 72% 23% 5%
March 13-18 by Mason-Dixon Polling & Strategy
TMT建設に関する世論調査(2018.3.)
ネイティブハワイアンの間でも建設支持が増加
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TMT・すばるの運用体制の検討
![Page 18: 2018.9.10. 光赤天連シンポジウム TMT計画の概要と進捗状況 ...gopira.jp/sym2018/202aoki.pdfTMT計画の概要と進捗状況 1 国立天文台 TMT推進室 青木和光](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022051804/5fee43bde1facd7fcb47d685/html5/thumbnails/18.jpg)
共同利用の流れ
観測提案(プロポーザル)申請
観測時間割当・観測準備
観測観測支援
審査
データ解析 データ解析支援
データ配布
観測準備支援
望遠鏡の夜間オペレーション・保守
アーカイブデータの二次利用 データアーカイブ
共同利用運用の改善科学諮問委員会、ユーザーズミーティング開催
赤枠:観測所の仕事
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すばるTMT-J共同利用
すばる望遠鏡運用
すばるTMT-J科学研究教育・広報
すばるTMT開発
すばるTMT-J管理事務
•観測提案受付・審査•観測時間割当•観測者サポート•データアーカイブ
•夜間観測遂行
•望遠鏡、観測装置、計算機の運用(保守・機能更新含む)
•科学研究推進•研究交流対応•教育•アウトリーチ•広報
•新観測装置および要素技術開発•持ち込み装置対応•運用モード・効率化等の検討
•総務•経理•人事•安全
ハワイ観測所長
国立天文台長 TMT国際天文台(TIO)
TIO評議員会
TIO台長
望遠鏡運用
TMT運用期 TMT-J 代表
すばる・TMT共同利用推進体制案(検討中)
TMT望遠鏡運用
支援
(望遠鏡保守等)
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TMT-Jとすばるの共同利用を一体化→ユーザーからみた利便性と効率化をはかる
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TMT計画の概要と進捗状況
• マウナケア保護地区利用許可(CDUP)は再承認された(2017年9月)。これに対して起こされた訴訟については最高裁で審査中(口頭弁論は終了)。2018年度内の現地工事再開にむけ準備中
• 主鏡製作は量産工程が進展、望遠鏡本体も製造開始
• 運用期にむけ、すばるとの一体的な共同利用運用体制の検討を進めている