京大3.8m望遠鏡

長田哲也(京都大学 理学研究科物理学・宇宙物理学専攻)
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プロジェクトの概略
岡山新技術望遠鏡計画とは・国立天文台岡山観測所内に設置する大学間連携による3.8m望遠鏡
・新技術を開発し、研究者を養成する
・将来の巨大望遠鏡に至るファーストステップ
・民間の資金を受け、4者の連携で製作開始
残りの部分は京大から概算要求
新しい技術
・超精密研削による主鏡の製作
・18枚からなる分割鏡の制御
・軽量架台
2 / 27京大岡山3.8m望遠鏡計画
進捗状況
・京都大学と国立天文台との間の動き

・学術会議、光赤天連、京大など
・その他の重要事項
2012-20133 / 27

京都大学と国立天文台との間の動き

2012-20132012.8.24(金) 10:00国立天文台長、副台長、理学研究科長の面談 （林、小林、山極）
2013.3.初国立天文台と京都大学理学研究科の覚書に調印
2013.6.6(木) 9:30国立天文台長、副台長、理学研究科長の面談 （林、小林、有賀）
2013.6.6(木) 11:00国立天文台長、副台長、京大総長の面談 （林、小林、松本）

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京都大学と国立天文台との間の動き

2012-20132012.8.24(金) 10:00国立天文台長、副台長、理学研究科長の面談 （林、小林、山極）
2013.3.初国立天文台と京都大学理学研究科の覚書に調印
2013.6.6(木) 9:30国立天文台長、副台長、理学研究科長の面談 （林、小林、有賀）
2013.6.6(木) 11:00国立天文台長、副台長、京大総長の面談 （林、小林、松本）

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京都大学大学院理学研究科と自然科学研究機構国立天文台との研究教育協力に関する覚書
2007年より議論、2013年3月に実際の調印

3.8m望遠鏡の完成後、全国大学共同利用
国立天文台が担当
2014年4月1日より有効
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学術会議、光赤天連、京大など

2012-20132012.8.6(月) 11:00-15:00、 10.10(水)報告書
日本学術会議物理学委員会天文学・宇宙物理学分科会の方針に基づく、専門家による外部評価
2012.10.24(水)光赤天連中規模計画ヒアリング → 中規模計画として推薦
2013.2.17(日) - 2.18(月)日本学術会議公開シンポジウム「天文・宇宙物理分野の将来計画」
2013.5.28(火) - 5.29(水)日本学術会議公開シンポジウム「天文学・宇宙物理学中規模計画の展望」
2013.6. - 7.
京大から文科省へ、施設・設備として概算要求提出
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その他の重要事項

2012-20132013.2.1(金)
光赤外線大学間連携の新技術望遠鏡講座に新スタッフ
2013.1.23(木)
計測自動制御学会（SICE）での「天体観測に関する技術調査研究委員会」発足
2013.3.12(火) - 13(水)観測装置ワークショップ第1回
2013.12.18(水) - 20(金)SICE システムインテグレーション部門講演会2013「天体観測技術」
オーガナイズドセッション 講演申し込み締切8月23日（金） [tennet:10982]
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3月12-13日 岡山3.8m新望遠鏡によるサイエンス・装置ワークショップ

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研究体制

大学等の連携での運用

国立天文台・他大学との連携による共同運用イメージ
2001-2013岡山UM・光赤天連議論

アウトリーチ

観測装置
もちこみ等

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３．８ｍ望遠鏡・サイエンスと観測装置計画
装置

サイエンス

PI

備考

高速測光・分光器

激変星・フレア

野上

既存

可視面分光装置

GRB・重力波他 太田

開発中高コントラストカメラ

系外惑星

松尾

開発中

可視近赤外撮像・分光装置

ＱＳＯ進化

岩室

検討中

可視高分散分光器－多色広視野カメラ

系外惑星

成田

開発中

IRドップラー

M型星周囲の惑星探査

小谷

検討中

一般利用 HIDES後継機

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タイムスケジュール
科研費など
今年度
H25
望遠鏡・ドーム

H26

H27

H28

建設

高速測光・分光器

既存

可視面分光装置

開発

H29

運用
3.8
1.88

高コントラストカメラ

3.8

開発

可視近赤外撮像・分光装置

3.8+機能強化
開発？

3.8?

1.88

3.8?

開発？

3.8?

可視高分散分光器

多色広視野カメラ
IRドップラー開発

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課題• サイエンス・装置・運用について、どこがどう検討するか？
• 共同利用運用の枠の決め方＝＞ユーザーを含む検討会の設置？

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14 / 27

4月24-26日
宇宙・天文光学EXPO

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技術開発の進捗
・2枚目の主鏡を研削・研磨
一連の工程を連続で行なった・極限補償光学の室内実験
岡山のシーイングを模擬

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展示用セグメント

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展示用セグメント

「2枚目の主鏡」を製作（今回、実際に掛かった日数）
研削準備・#170砥石ドレス 1日#170研削1日#1200ドレス1日#1200研削
2日
治具交換
1日
ヤトイ設置
2日
フラッシュ研磨
2日
ツールマーク除去研磨
3日
修正研磨
13日
---------------------------計
26日

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製作工程• 一連の工程を初めて連続で行った• 研削- 治具：ばね方式治具（9点）- #170、#1,200• 研磨- 治具：ホイッフルツリー（9点）- 分離型ヤトイ- フラッシュ研磨、ツールマーク除去研磨、修正研磨

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フラッシュ研磨後の形状誤差• ～200 nm p-vのうろこ模様
フラッシュ研磨後の形状誤差（高周波成分）-500 nmvalley400 nmpeakツールマーク除去研磨• ポロンなしの硬い研磨工具で全面研磨
フラッシュ研磨後

200 nm p-v

フラッシュ研磨後の形状誤差

13 hr研磨後
100 nm p-v

36 hr研磨後-400

400 nm

ツールマークなし

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修正研磨• 工具径f60、1回（6.5 hr）研磨後、4/18

今回まごついて26日での到達
主鏡構造関数の条件をほぼ満たす
将来は2週間ていどで-400 nm

400 nm22 / 27

極限補償光学系

室内実験○ 2016年度のファーストライトに向けた極限補償光学系の開発○ Shack-Hartmann波面センサと88素子可変形鏡による波面計測・補償の室内実験。

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室内実験○ 2016年度のファーストライトに向けた極限補償光学系の開発○ Shack-Hartmann波面センサと88素子可変形鏡による波面計測・補償の室内実験。

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現在までの結果
大気位相板を回した状態（風速6m/sに相当）で、シュトレール比0.3を達成

まとめに代えて： 京大から文科省への概算要求

京都大学3.8m光赤外線望遠鏡【 年次計画 】（平成２０年度から 高精度反射鏡の製作試験など）
平成２６年度 ドーム建設と望遠鏡製作開始
平成２７年度 試験観測開始
平成２８年度 本格観測及び共同利用観測開始【概 要】
口径3.8mの天文観測用の望遠鏡を、国内最高の観測条件を誇る岡山県に設置する。
国産初の分割鏡技術を使い、18枚の鏡を組み合わせて一つの高精度反射鏡として天体からの微弱な光・赤外線を集め、光学性能は赤外線波長域で理論上の最高値を達成する。高い駆動性能によって、突発的な天体現象にも対応でき、世界の同クラスの望遠鏡の中で、最も速く天体を捉えることができる。

【 運用体制 】
国際協力を行い海外に観測拠点を整備していく国立天文台と相補的に、本望遠鏡は国内観測拠点となって京都大学 理学研究科の附属天文台が運用を行う。
また、国立天文台から人員および運営費のサポートを受け、共同利用の一環として全国の研究者・学生に利用させることにより、連携観測の中核となる。

天文学研究はもとより、全国の大学の教養課程・専門課程における物理学・天文学教育、大学間の共同利用や社会連携活動にも活用する。
望遠鏡と観測装置に5億円、ドーム観測棟に4億円を想定している。

望遠鏡ドーム【特 徴】• 東アジアで最大の口径３．８mの光赤外線望遠鏡• 突発天体現象の観測 （高エネルギー天文学や重力波の物理学との連携など）• 独自の最先端天文学の推進 （太陽に似た星でのスーパーフレア現象、太陽系外惑星の撮像など）• 日本学術会議の天文学・宇宙物理学分科会で検討する中規模計画において、光赤外線天文学分野でトップ推
薦【 岡山県に設置する理由 】• 国内で最高の天文観測条件を備え、高解像・高精度の観測が可能である。第1に、晴天率が高い。第2に、大気の流れが穏やかなため、画像の乱れや揺らぎが少ない。
• アクセスが非常に良い（JR、高速道路）ため、大学院生や海外派遣の困難な学部生が本望遠鏡をふんだんに使用して試行錯誤を重ね、研究を遂行できる。
• 国立天文台岡山天体物理観測所のインフラストラクチャがあり、地元の堅固な協力がある。

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