3.8 m 望遠鏡－機動性と占有性を活かして新しいサイエンスを切り拓くー

岡山 3.8m 新技術光学赤外線望遠鏡計画

長田哲也(京都大学 理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻)

1 / 20１． 目的岡山 3.8m 新技術光学赤外線望遠鏡計画
国立天文台岡山天体物理観測所構内に
口径3.8m望遠鏡●中口径望遠鏡による天文学
突発天体現象系外惑星探査 等●望遠鏡技術開発
花びら形の分割鏡
超精密研削・CGH干渉計
斬新な構造の軽量架台●大学の基盤強化と人材育成
大学間連携、共同運用●地域との堅固な協力
天文教育、啓発活動

国内の研究・教育の拠点

2 / 20１． 目的

突発天体現象3 / 20

世界における位置

日本の周囲は３m以上の望遠鏡の空白地帯。GRBや重力崩
壊型超新星のブレイクアウトなど、一刻を争う観測に有利。

１． 目的（２） 緊急性大学間連携による光赤外観測ネットワーク“OISTER” H23(2011)ーH28(2016)・・・
名古屋大学
1.4m 近赤外撮像・偏光0.7m可視光撮像

東京大学
1.0m 可視近赤外撮像⇒中口径望遠鏡の突発天体・時間変動天体観測への特化！

Kl国内の大学・公共天文台
が持つ10以上の1-2mクラス
光赤外線望遠鏡群による観測ネットワークの中心に
4 / 20１． 目的系外惑星探査 （木星型の直接観測）

5 / 20２． 概要京大岡山3.8m新技術望遠鏡• 3.8 m 分割鏡式
• ナスミス焦点（両者ともF比6）• 主鏡（F比1.32）• 視野 12分と、1度可• 観測波長0.35-4.2 μm• 観測高度20～89度
最高速度：毎秒3度(方位)、2度(高度)• モード– シーイングリミット– AO（補償光学）
6 / 20２． 概要主な技術開発鏡計測・干渉計
・走査型計測器
・制振装置

鏡加工

軽量架台
・高度軸軸受・最適化

・研削加工
・支持冶具
・研磨加工

分割鏡制御
・ギャップセンサ
・位相カメラ・シャックハルトマン波面センサ
・支持機構・制御アルゴリズム

初期設計を完了しつつある
7 / 20２． 概要主鏡加工
研削と修正研磨
主鏡計測と製作のまとめ• 仕様を満たす干渉計の確立－1000－＋1000 nm－100－＋100 nm• 20日程度で仕様を満たす鏡を加工研削＋フラッシュ研磨後修正研磨後• 世界より1ケタ上の研削精度• さらなる高速化へ
鏡面形状誤差 rms [nm]

1000

10010

1
1101001000

空間スケール [mm]

誤差ゼロのPSF

2011年12月のPSF

8 / 20形状誤差の構造関数
赤線は許容誤差。青線は左図にあるセグメントの形状誤差
黒線は大気と回折限界から決まる構造関数。

２． 概要分割鏡制御開発
システム構成光学センサ
・位相カメラ・波面センサ鏡鏡アクチュエー
タ

センサ
アクチュエータプロセッサ

9 / 20２． 概要架台• 従来の1/5程度の質量– 鏡筒重量8トン（うち構造物：4トン）• 54個の主鏡支持点での相対変形<100 μm• 高速駆動
• 低熱容量• 低熱慣性• 低風抵抗10 / 20

３． スケジュール

過去のマイルストーン
2005

コストターゲットの設定
研削盤4億、望遠鏡6億、ドーム2億

2006. 8
京大、国立天文台（岡山）、名大、ナノオプトニクス・エナジー4者での共同開発覚書

2007
仕様の設定
2007.12 研削盤が完成、披露
2011
コストレビュー、 組織再編
2012までを初期設計段階と設定
2012.8

外部評価

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３． スケジュール

過去のマイルストーン
2005

コストターゲットの設定
研削盤4億、望遠鏡6億、ドーム2億

2006. 8
京大、国立天文台（岡山）、名大、ナノオプトニクス・エ
ナジー4者での共同開発覚書

2007
仕様の設定
2007.12 研削盤が完成、披露
2011
コストレビュー、 組織再編
2012までを初期設計段階と設定
2012.8

外部評価

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３． スケジュール

今後の計画

2012年
初期設計
外部評価価

2013年

2014年

2015年

2016年

望遠鏡建設

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ドーム建設

観測装置開発＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
テスト観測
通常観測

４． 体制
4者連携での製作、大学等の連携での運用

望遠鏡開発○京都大学大学院 理学研究科
宇宙物理学教室・附属天文台○名古屋大学大学院 理学研究科 光赤外線天文学研究室○国立天文台 岡山天体物理観測所○ナノオプトニクス・エナジー
2006年8月

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４． 体制2012.8外部評価を受けての、新組織図基幹部分
リーダー
長田

財務・学内外調整、 広報・装置・コミュニティ対応、 サイエンス、
装置・共同利用・地元対応、共同利用・装置

ボード
柴田、太田、嶺重、泉浦、吉田
プロジェクトマネージャー
栗田
光学系
松尾

機械構造
木野

サイエンス・観測装置
太田
電子・ソフト岩室・リーダーをはっきりさせプロマネをしっかりサポート
・ボードメンバーの担当を割り当て
科学委員会
野上、・・・・・・・・・・・
・プロマネと開発責任の兼任を解消
・科学委員会を立ち上げ
3月12-13日 岡山3.8,m新望遠鏡による 京都、岡山、広島、岡山ユーザー、大学間連携メンバー等
サイエンス・装置ワークショップ
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2012年10月31日 第1回、2013年3月3-5日 第2回 スーパーフレア研究会

５． 資金計画

望遠鏡とドーム建設想定額
主鏡部 9700万
副鏡部 1900万
第三鏡部2500万
方位軸等6500万
その他 1040万
望遠鏡合計 3億1000万
ドーム4億プラス

合計

7億円プラス
概算要求、 京大 理から本部へ（２０１３年２月）
観測装置など 大型科研費 等寄附（京大理へ、財団(SARIF)へ）

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６． 各分野長期計画での位置づけ

コミュニティでの議論
1999年岡山3m望遠鏡ワーキンググループ
国内での光赤外分野の観測的研究、機器開発、教育・人材育成をどうして行くか
2000年8月 岡山新天文台シンポジウム
••
•
•
•
•

2001年岡山ユーザーズミーティング
2009/09/15

2009年岡山ユーザーズミーティング
2010年光赤天連シンポジウム
2012年岡山ユーザーズミーティング

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６． 各分野長期計画での位置づけ

コミュニティでの議論

2001年5月 学術会議 天文学研究連絡会（天文研連）の特別議事録「岡山天体物理観測所の将来計画について」
2003年4月 特別議事録「大学における光赤外線観測天文学の研究基盤の強化について」
2005年5月 特別議事録「大学における光赤外線観測天文学の推進について」
光赤天連 運営委員会声明 2005.1.21
光赤天連 運営委員会声明 2012.6.26
日本学術会議物理学委員会、天文学・宇宙物理学分科会
日時：2012年10月23日（火）10:30-12:45

議事録

当分科会としては、「外部評価委員会の総合評価は理解できるし、京都大学新技術望遠鏡計画は我が国の天文学の発展にとって重要な計画であるとの認識から、京都大学本部としても是非計画の推進を努力願いたい」との結論を得た。
（ → 日本学術会議公開シンポ2013.2.17-18へ）

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６． 各分野長期計画での位置づけ
TMT時代に求められる人材を育てる
望遠鏡、分割鏡制御、光学素子製作の技術
TMTの観測装置など、メートルサイズの多様な光学素子の開発技術セグメント鏡での補償光学を確立し、サイエンスにもつなげる
系外惑星探査 SPICA

2012.8光赤天連シンポ

国内の他の計画との関連:
大学での教育・人材育成の拠点とする。技術開発面では、光学系の（凸面まで含んだ）自由曲面の加工と計測・微小変位センサー・望遠鏡構造等の要素技術で、各種の計画と密接な連携ができるものと考えている。分割鏡による望遠鏡を理解した人材を育てる点も重要と考える。・・・・・
サイエンス面では、惑星系形成研究や系外惑星直接観測をはじめとしてさまざまな連携が考えられる。
・・・・・・・・・・
安価に製作可能な中口径望遠鏡として、海外に数多く展開可能な点も強調したい。
●TMTプロジェクト「京大３．８ｍ望遠鏡計画とは技術的接点が多い。」●東京大学アタカマ天文台（TAO）計画「 6.5m主鏡支持について京都大・名古屋大と連携を開始。」●南極中口径赤外線望遠鏡計画 架台や鏡について連携を行なっている●広島大学・東アジア天文台計画「京都大学3.8m望遠鏡計画とは密接な繋がりがあり、経度差を利用し、さらに機能分担（本計画では偏光観測、3.8m望遠鏡は分光観測など）をすることでお互いに相補的に時間変動現象に迫れると考えている。 」

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京大岡山3.8m新技術望遠鏡 まとめ１．目的●中口径望遠鏡による天文学
突発天体現象系外惑星探査 等●望遠鏡技術開発
分割鏡技術、架台部分の斬新な構造●大学の基盤強化と人材育成
大学間連携、共同運用●地域との堅固な協力
天文教育、啓発活動

国内の研究・教育の拠点

３. スケジュール
技術開発推進。 2015年ファーストライト目指す。

４. 体制
4者連携での製作、大学等の連携での運用。

５. 資金計画
概算要求を行ない、競争的資金にも応募。
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