赤外線天文衛星「あかり」における国際協力と今後への教訓

山村一誠（宇宙研）
2017年7月25日

赤外線天文衛星「あかり」
打ち上げ: 2006/2/22 (JST)
観測期間:2006/5/8〜2007/8/26（Phase 1 & 2: 液体ヘリウム冷却）
2008/6/1〜2010/2/15（Phase 3: 機械式冷凍機のみ）
運用終了: 2011年11月24日
n望遠鏡口径 68.5 cm
二種類の観測装置
観測波長 1.8–26, 50–180 µm

nnn

2

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

全天サーベイ(2006/05–2007/08)
9, 18, 65, 90, 140, 160 µm
全天の 96 % 以上をカバー

指向観測
Phase

1&2

3

IRC撮像

3000

3800

IRC分光

900

8800

FIS撮像

1100

–

FIS分光

550–
光赤天連シンポ 2017/07/25これまでに公開された主なデータ
点源天体カタログVer.1「あかり」小惑星カタログ

2010

北黄極領域天体カタログ2011

2013

9 µm, 18 µm, 90 µm

近・中間赤外線撮像データ

遠赤外線点源天体カタログ Ver.2
2016

2015
2016

大マゼラン雲天体カタログ・分光カタログ
65,90,140,160µm

近赤外線点源スペクトルカタログ

遠赤外線全天イメージマップ
2014

2016

2012
2013
90 µm / 140 µm

3

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

光赤天連シンポ 2017/07/25

第4回「あかり」国際会議
2017年10月17〜20日＠東京大学
n http://www.ir.isas.jaxa.jp/AKARI/akari2017/n4

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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「あかり」の国際協力
n

ESA
nnn

n

IKSG(Imperial/Kent/Sussex/Groningen)nnn

遠赤外線全天サーベイデータ処理

個人レベル協力nn

5

4つの大学の合同チーム
遠赤外線全天サーベイデータ処理

ソウル大学
nn

データ受信
全天サーベイの指向決定
ユーザサポートThomas Müller (MPE): 小惑星キャリブレーション
Martin Cohen (UC Berkeley): 恒星キャリブレーション

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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「あかり」（ASTRO-F）の経歴
開発から運用終了までの主な経過

66

n 1995年1月
n 1997年度より
n 1999年頃
n 2000年
n 2003年6月

宇宙理学委員会にてミッション採択（当時の名称：IRIS計画）
第21号科学衛星「ASTRO-F」として開発開始
国際協力の議論開始
M-Vロケットのため、打ち上げ予定が2002年度末→2003年度末に主鏡保持機構トラブルにより、打上げ予定2005年度末へ。

n 2006年2月22日
n 2006年4月13日
n 2007年8月26日
n 2008年6月 1日
n 2010年2月14日
n 2011年5月24日
n 2011年11月24日

M−Vロケット8号機により打上げ。
望遠鏡の蓋を開き、試験観測を開始。 5月8日 本観測を開始。
液体ヘリウム全量消費。
冷凍機冷却による近赤外線観測（エクストラサクセス）を開始。
冷凍機性能劣化。 5月より観測中断、性能復帰をめざした運用。
電力異常が発生。 6月 科学観測終了を決定。
衛星姿勢の再確立～軌道降下運用を経て停波、運用終了。
山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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IRIS計画提案書 (1994年)
n77.3開発体制（中略）
国外の研究者からも関心が寄せられており、NASAのSIRTFグループとの協力が具体的に検討されている。具体的にアメリカ側は、(1) 望遠鏡をNASAが支給し、(2) 近・中間赤外カメラを日米共同開発すること、(3) DSN のサポートを提案している。IRISの経費削減、開発体制の強化に寄与する点が多いので、積極的に日米協力を進めるべく検討を進めている。

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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前史（〜1995）
IRIS(Infrared Imaging Surveyor)計画: 検討は1980年代後半
から
n 当時の国内の体制を踏まえ、アメリカとの協力を模索
nnnnNASAからの提案
nnn

8

アメリカの有力研究者と議論など
SIRTF(現Spitzer = 2003年打上げ) チームとの協力を模索
IRAC(近赤外線カメラ)のみを日本の衛星に搭載
日本の衛星にはそれ以外の観測装置は載せるな！

日本側としてとうてい受け入れられない → 成立せず

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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前史 (〜1998)n

アメリカとの協力(2)nnnn

アメリカとの協力(3)nnn

9遠赤外線フーリエ分光器(FTS)を強化し、星間空間の水を観測
NASAへのプロポーザル： 不採択
感度的にも厳しかった

データ解析における協力
NASAへのプロポーザル： 不採択
アメリカは SIRTF (Spitzer) へ全力投入すべき

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ESAとの協力
n

背景nnnn

1999年頃から個人レベルでの相談
nnnn

10

ESA側は上記の理由により前向き。
協力方法(ESA内でのプロジェクト承認手段）を模索

2000年に入って公式な協力の議論が行われる
nn

日本側は、データ解析体制の強化が課題
ESAとは、ISO以来の強力なつながりがあった
ESAは、ISO後Herschel(当時FIRST)へ人をつなぐ必要があった

協力内容はこの時点でおおよそ方針が固まる
ESA SPC(Science Programme Committee）承認

MoU調印: 2002年12月（外交文書としての調整に時間がかかる）
山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ESAとの協力内容
n

ESAが提供する
nnnnnn日本が提供するnn

11

Kiruna局でのデータ受信（1日4パス程度）
全天サーベイの指向解析（Pointing Reconstruction）
ISOの知見の提供
全天サーベイ解析に協力するヨーロッパグループの斡旋
ヨーロッパ公募ユーザのサポート

公募指向観測機会の 30 %（全指向観測機会の約10%）
ヨーロッパユーザに対する、FIRST (Herschel）のインプットカタログとしての、遠赤外線全天サーベイカタログの提供

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ヨーロッパチームとの協力（遠赤外線）全天サーベイカタログの作成について協力
n 「公募」以前に個別に打診
nn

1999年8月に Imperial College を中心としたグループより打診
当時宇宙研にいたポスドクが紹介
n 研究会などの機会に議論
n 2001年2月に来日、議論 〜 LoA 作成開始
nn

2001年8月にESAより公募（9月15日締切）
n10チームから応募 → 2チームを選定
Groningenチーム → 英国チームと合流
n MPEチーム(個人): 小惑星を用いたcalibrationnn

インタフェースを一本化することが日本側の必須条件だった
nn

12

Chris Pearson

イギリス3大学(Imperial, Kent, Sussex)とオランダ(Groningen)の合同チーム(IKSG)として2002年10月にLoA
MPEチームは個人かつ内容が異なるので個別に参加
山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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韓国（ソウル大学）との協力
n

1999年12月に議論開始。ソウル大学訪問。
nn

当時韓国は、衛星観測データの扱いの経験は無い
nnn

ユーザレベルのみ
日本としては、即戦力よりは将来の関係構築の意図

2000年夏より2006年夏までソウル大教員1名と大学院生1,2名が宇宙研に滞在（1チーム半年〜1年）
nn

13

遠赤外線全天サーベイデータの解析に参加する

データ処理活動の補助（大学院生中心）
サイエンス面での協力

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ESAとの協力： データ受信
nn
n

ESA側はESOC (European Space Operations Centre) が担当（窓口Angela Head)
日本側は松原英雄氏が担当
打ち上げ前（2001〜）n

I/F 調整、通信系の適合性試験（宇宙研通信系担当、NEC）
nn
n
n

n

データフォーマット確認（山村）
打ち上げ前レビュー
データ転送（専用回線）設置、データ転送（テレメトリ、軌道要素）プロトコル
確立（山村、富士通）

打上後（2006〜)
nn

運用調整（アンテナ予約）（松原）
データ転送モニタ、データ欠落への対処（山村、紀伊）n14

出張2回、メールベース、ESA側がかなり対応「あかり」の軌道が変わっていくことに対する対処

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ESAとの協力： 指向決定nn

全天サーベイ中の指向方向を解析・決定
担当： ESAC（European Space Astronomy Centre)
nnn

日本側窓口: 山村＋姿勢系詳細: 紀伊
打ち上げ前
nnnn

主担当: 職員1名、技術派遣 1名

技術文書の翻訳、作成
ICD策定、データフォーマット制定
技術方針の議論

打上後
n

データの作成と供給
nn

焦点面姿勢センサーの感度が不足していたため、IRC全天サーベイイベントリス
トをメインデータとして使用（石原）

結果の評価とフィードバックn

ESACへ、NECへ

IRC全天カタログの作成協力
15

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

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ESAとの協力： ユーザサポートnn

ヨーロッパの公募時間の配分、ユーザサポート
担当： ESAC（European Space Astronomy Centre)nn

日本側窓口: 山村nn

主担当： 職員2名
尾中（プログラム委員会）、臼井（スケジューリング）

打ち上げ前
nn

観測公募の枠組み議論
観測公募実施
nnnn

TACは独立（ESA主催）

打上後n

観測者サポートnnn

16

提案者用マニュアル作成
サポートツール作成
説明会開催@UK, ESA(, Korea)

解析説明書作成
解析ソフトウェアの作成(ISAS)、評価(ESAC)
説明会開催
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マネージメント体制
Project Committee
Science AdvisoryCommittee
・日本の天文研究者7名（＋事務局としてプロジェクトメンバー3名）

観測計画の審査

Program Committee
代表： 東大・名大教員
ISASのスタッフ／ポスドク
計5名
観測計画の募集、選定

約100名の天文研究者（大学院生を含む）
観測計画の提案17
17

議長: プロジェクトマネージャ
・ISAS主要メンバー
・日本の主要参加機関代表
・ESA代表・IOSGコンソーシアム代表
・韓国代表（計14名で構成）

Operation
Committee
代表： 宇宙研教職員・大学院生等まで含めて延べ約100名が運用当番として参加
・コマンド作成は専用チーム（延べ9名）衛星運用

山村 一誠 (ISAS/JAXA)

コア会議
・Project Committeeの日
本メンバー＋α
Proj. Com. の議題／資料準備、事前調整等

Data Handling
Committee
代表： 宇宙研教職員
データ解析

ISAS + 国内の大学
ESAC/ESA
イギリス・オランダ4大学連合
韓国チーム

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データ解析体制・活動n

2001〜2008にかけて
nn

2週間〜1ヶ月に一回電話会議
半年に一回程度実体会議@ISAS: 集中開発合宿（1週間〜2週間）
n @ヨーロッパ: 1,2日の会議
nnnn

2003年1月 Sussex大学

開発の主体:
日本4名, IKSG 3-4名, Korea 2名
打上後は、データのある宇宙研での作業が中心
2008年頃、ヨーロッパ側のプロジェクト予算終了に伴い活動はフェー
ドアウト。ISASが引き継ぐ※ Herschel 打上げ2009年5月

18

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「あかり」遠赤外線カタログ作成における分担
指向決定
ESA

19

観測データ管理
ISAS

スキャンデータ検証

スキャンデータ処理

ISAS

ISAS

キャリブレーション
ISAS
overseas collaborators

点源抽出・測光
ISAS, IOSGIOSG = UK + NL team

データアーカイブ
ISAS
山村 一誠 (ISAS/JAXA)

マネージメント
ISAS

スキャンデータ処理モジュール開発
ISAS,IOSG,
Korea

点源抽出ソフトウェア開発
IOSG

検出・測光結果の検証
ISAS, IOSG, Korea
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Calibrationに関する個人レベルでの国際協力
nThomas Müller (MPE)
nnnnnnMartin Cohen (UC Barkley)nnn

20

小惑星を用いた（遠）赤外線強度較正の唯一の専門家
ESAの協力公募を通じて関係確立
2003〜数回に渡って宇宙研滞在日本側（ISAS）小惑星チームが手動で同定検出した小惑星とその時刻を元に、標準天体小惑星のSEDを計算〜供給。
日本側で各バンドのフラックスを導出してキャリブレーション。

K〜M型巨星を用いた赤外線標準星のネットワークを構築
日本とは IRTS 以来の関係。2001年頃からASTRO-Fに協力。
標準天体データを供給

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研究活動への波及「あかり」国際協力は、データ処理などを目的としたものだったが、サイエンスチームに加わることで、自由な研究協力の議論が進んだ。
n Large Area Survey, Mission Program (GTに相当) で、共同研究チームを構成
n 「あかり」を超えた共同研究グループに発展した例もある
n21

MP4: 2003年6月@ISAS
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NEP Multi-wavelength Survey

NEP-WideNEP-Deep

Coming Soon:
Subaru/ HSCJCMT/SCUBA-2

GALEX
WIRCam
S-Cam
PACS
ChandraMegaCam

SPIRE
22

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NEP survey: Contributors (2016 Spring)
国内
nnnnnnn

ISAS, JAXA
Kwansai-Gakuin Univ.
Hiroshima Univ.
Nagoya University
NAOJ
Iwate University
Kyoto Sangyo University

国内チームから拡散
国際協力機関チーム
海外チームから拡散
23

海外Seoul National Universityn
KASIn
Kyungpook National Univ.
n
NTHU
n
ASIAA
n
Open Universityn
RALn
AIPn
Univ.de Lyonn
NCNR, Polandn
LAMn
INAFn
UCLA
松原氏提供資料を基に作成
nUNAM
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n「あかり」国際協力に関する（個人的）評価n

苦労したことは？
nn

その理由
nnnn

ほとんど無いメンバーに恵まれた。とくにヨーロッパチームは、ISO等の経験を活かし、日本側（とりまとめ）を尊重し、常に建設的な貢献をしてくれた。
IKSGとしてまとまったことにより、日本側から見たI/Fが簡素化。
山村がヨーロッパ（オランダ）でポスドクをしていたため、ヨーロッパの空気にある程度なじんでいた。

協力を生かし切れたか？
nn

満足はしていない
日本側の対応力不足（経験不足による見通しの甘さ）により、海外チームの持つスキルを十分に生かし切れなかった
nn

24

打上げの遅れによる、マンパワー・資金ピークのずれ
特に打ち上げ後、データ解析のリソースを集中できなかった

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今後への教訓（個人的意見）
n

時代は違う。。。
nnn

現場は人で動くnnn

懐に入ってお互いにものが言える関係
食事（懇親会）は大事（日本側に）十分な体制を
nnn25良くも悪くもドライな関係（契約）
互いの計画執行スタイルを理解しておくべき

国際協力を十分に生かすには、相手の作業に対応出来るだけの体制が必要。
日本国内での意思の疎通が重要
計画遅延など、リスクの予測と対策を十分にとること

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