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

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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

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

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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

1. TMT計画の概要

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超大型望遠鏡
TMT計画の推進【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。
第三鏡

副鏡

ナスミス台

• メンバー国・機関：自然科学研究機構(日本)、主鏡
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
観測装置
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
4• 建設費：約1800億円（約18億米ドル）

30ｍ光学赤外線望遠鏡（TMT）計画【建設における役割分担】【建設概要】
1.44m 六角鏡492枚＋交換用82枚
日本の建設費375億円+活動経費40億円
2018(平成30)年度 山頂建設再開予定

2027(平成39)年度 完成予定
【日本の分担】

日本 米国 カナダ

中国

イン
ド

山頂施設

○

○

○

○

○

山麓施設

○

○

○

○

○

○

○

ドーム
望遠鏡製作・組立

○

主鏡材

○

主鏡研磨

○

副鏡主鏡材574枚の製作

第三鏡第一期観測装置の一部製作・組立

分担金 (TMT国際天文台運営費等)○

主鏡支持機構

望遠鏡本体の製造・組立
主鏡材175枚の研磨

○

○
○
○

鏡洗浄蒸着機構

○

主鏡制御
望遠鏡制御

○

○

○

○

補償光学

○

観測装置

○

○

○

○

○

天文台運営費等

○

○

○

○

○

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建設費
各パートナーの貢献割合
総建設費• 建設前 (~2013): 約220M USD• 建設期間 (2014~27): 約1,800M USD（約1,800億円） 米国
 建設開始が3年遅れに伴い経費増
日本の貢献
・建設前：19億円
・建設費期間：375億円＋40億円（共同利用にむけた国内経費）

（その他）
31%

日本
21%
中国
10%

米国
(UC/Caltech)14%

 約21%貢献割合

NSFや個別大学による約31％の追加貢献を想定

カナダ
13%

インド
11%

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日本の工程と海外の工程との関係
年度

H22 H23 H24 H25 H26 H27 H28 H29 H30 H31 H32 H33 H34 H35 H36 H37 H38 H39
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

建設準備期
マイルストーン

建設期▼H26.5 TMT国際天文台設立▼H30.4 現地建設開始

ドーム建設（カナダ）

ドーム基礎工事・建設

望遠鏡本体構造 基本設計 詳細設計
製造
（日本）
準備主鏡：鏡材製作＋研磨加工（日本）

構造部・制御系完成▼
内装

製造
輸送・現地据付

鏡材製作
研磨試作

主鏡：研磨加工（米・印・中）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）
主鏡制御（米国・インド）

副鏡（米国）
第三鏡（中国）
補償光学（カナダ）

7現地建設スケジュール
年度
暦年

H29
2017

H30
2018

H31
2019

H32
2020

H332021

H342022

H352023

H362024

H372025

H382026

H392027

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

インフラ整備ドーム建設

2018年4月：山頂工事再開

ドーム仕上げ
山頂制御棟
ドーム固定部被覆
望遠鏡本体構造組立

日本が担当

ドーム固定部仕上げ
望遠鏡本体構造調整・試
験
組立調整、主鏡・装置搭
載、試験

日本が担当
日本が一部担当

2022年：望遠鏡工事開始

ファーストライト

2027年7月：ファーストライト
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2. TMT建設の現状

9マウナケア保護地区利用許可（CDUP）の再申請状況
 2015年(H27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(H28年)2月：ハワイ州土地・天然資源委員会(BLNR)に審査が差し戻され、委員会が手続きを開始
 2016年(H28年) 10月20日～2017年(H29年) 3月2日：BLNRが選んだ審査官による公聴会を開催（44回）

 2017年(H29年) 4月18日：公聴会証言記録を開示
 2017年(H29年) 5月30日：各当事者（賛成・反対両者）から、審査官の判断に向けた提案書を提出
今後の予定 2017年(H29年) 8月（見込み）：審査官による判断

 2017年(H29年) 10月（見込み）：BLNRによる最終判断
 CDUP承認後、半年程度の準備期間をへて現地建設再開。
再開は2018年(H30年) 4月を予定

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保護地区利用許可（CDUP）
に関する公聴会 2016年10月から2017年3月までに44回開催。ハワイ大学およびTIOの指名による証言者、反対者の指名による証言者がそれぞれ証言し、それへの質問が行われた。
 審査官による判断（BLNRに提出）は8月頃になる見込み。
公聴会会場（ハワイ州ヒロ）

証言するHasinger ハワイ
大学天文学研究所長

Amano審査官

証言者に対する質問
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ハワイ州世論は引き続きTMT建設支持
TMT支持のキャンペーン

毎週のTMT支持の活動

ハワイ島長Harry Kim、ハワイ州知事David Ige、ハワイ選出上院議員 12
Brian Schatz らからも安全なマウナケア山頂へのアクセスを支持

PUEO (Perpetuating Unique
Educational Opportunities)
Native Hawaiianの教育機会推進の非営利団体がTMT支持表明
イゲ知事がNative Hawaiianの意見に耳を傾ける＠ハワイ観測所

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Hawaii’s Public Opinion:
Poll53% (2015)  68% (2017)14

バックアップ建設地の選定と準備
 2016年に6か所の候補地を検討
 日本のコミュニティでも各地での意見交換 検討された候補地（この他に中国・インド）
スペイン
メキシコ（San会、意向投票などで検討・合意形成
Pedro Martir） （La Palma）
 カナリア諸島ラ・パルマ島（標高2400m）を選定• 北半球でよい気候条件
米国ハワイ• ロケ・デ・ロス・ムチャチョス天文台（Maunakea）（ORM）が多数の望遠鏡を運用
チリ（Honar, MacKenna）
 ハワイでの建設が行えなくなった場合に、2018年4月から建設に入れるよう、ORMを 選定されたラ・パルマ（La Palma）
運用するスペイン・カナリア天体物理研究所（IAC）とTMT国際天文台が準備に向けた受入れ合意書を締結

ラ・パルマ島（完成予想図）15

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3. 国際協力と日本の役割

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ＴＭＴ国際協力の枠組みとTMT国際天文台
TMTの建設と運用を担うTMT国際天文台を平成26年に米国で法人登記・設立。各メンバーの代表で構成されるＴＭＴ評議員会が意思決定を行う。

TMT評議員会(Board of Governors)
構成員：各メンバー代表
意志決定

ＴＭＴ国際天文台
国立天文台
(日本)

カリフォルニア工科大
カリフォルニア大
米国天文学大学連合

国家天文台
(中国）

TMTのメンバー機関• 自然科学研究機構• 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• インド科学技術省• カナダ国立研究会議• 米国天文学大学連合／ＮＳＦ（準メンバー：建設後期に正式メンバーに移行予定）

ＴＭＴ連
携機構
(インド）

カナダ
天文学大学連合

各国の実施機関：担当箇所の製作と分担金支払い
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18

国際協力と日本の役割
TMT国際天文台の組織各担当が緊密な国際協力
プロジェクト
科学者

システムエンジニアリング

観測装置
補償光学

広報

プロジェクトマネージャ

副プロジェクトマネージャ

プロジェクト
マネージャ補佐

望遠鏡
主鏡

⑥ 2人

10人2017．3.31．現在

統括責任者

ハワイ
対応

管理
事務

科学
運用

施設
建設

安全衛生
品質管理

1人

17人

8人

3人

4人

補償光学

観測装置

望遠鏡
制御

望遠鏡
構造

主鏡
光学系

4人

2人

6人

2人

6人

③④⑤

②

①

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国際協力と日本の役割①主鏡分割鏡Shin Oya(Optics Sub-Manager)

Saeko S. Hayashi(QA Manager)

Takaaki Miyashita(Business Manager)
Takuya Yamashita(Optics Lead)

Masanori Iye(TMT-J Representative)
Motokuni Sugiyama 20(Document Manager)

主鏡分割鏡の製作工程と日本の分担
分割鏡材の製造と球面加工（日本が574枚すべてを担当）

分割鏡材（平板）

球面研削

約7割は海外（米国、中国、インド）に供給

国内外で行われる非球面加工等（日本は約3割を担当）

表面非球面研削

表面非球面研磨外形加工等

支持機構搭
載後、米国での仕上げ加工に供給
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主鏡分割鏡 米国への輸送
1st 7 blanks @ Fremont in Dec. 2016

2nd 36 blanks fromCanon @Utsunomiya
22国際協力と日本の役割②望遠鏡本体Hiroshi Terada @Pasadena(STR I/F Control Manager)

Junji Inatani(STR Engineering Advisor)

Hiroshi Kusumoto(STR Mechanical Engineer)

Masahiro Sugimoto(STR Systems Engineer)

Seiichi Tazawa(STR Control System Engineer)

Masao Saito(STR Lead)

Akihito Kozu
(Translator)

George Kosugi
23(Control System Manager)望遠鏡本体の詳細設計
2013
2014

11/12－14

基本設計審査会 (PDR)

合格

4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

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 合格
た審査（LPR)

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

2015

2016
2017~
18年度

主鏡セグメント鏡交換機構

製造準備を開始、製造開始前審査会等を予定PDR: Preliminary Design Review
FDR: Final Design Review
LPR: Long-lead Procurement Review

2016年グッドデザイン賞（ベスト100および特別賞）受賞

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望遠鏡本体の最終設計審査会
FDR-P32017年12月7-9日

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国際協力と日本の役割③第一期観測装置IRIS
PDR-1 in Nov 17-18, 2016

PDR-1 Passed!!

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国際協力と日本の役割④第一期観測装置WFOS
New management team: PI (Kevin Bundy) & PM (Maureen Savage)
Opto-mechanical Design Requirements (OMDR) Phase review on
May 2-3, 2017.

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国際協力と日本の役割⑤第二期観測装置
国際協力で進められている大学での検討と要素技術開発→本セッションでの講演

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国際協力と日本の役割⑥WEPOC
Workforce development, Education, Public Outreachand Communications: TMT参加５ヶ国の間での広報・普及・教育活動における協力を検討するチーム
International Workshop for Future Science and Technology
Leaders from each partner (Hilo, 3-7 Dec. 2016)

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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

4. 国際競争の現状
他のELT計画30

「国際競争」の現状
他のELT計画
TMT(米国・ハワイ)

計画

ＴＭＴＧＭＴＥ－ＥＬＴ

直径30m

22m(8.4mｘ7）

39m

予算規模

1,800億円

1,100億円（推定）2,000億円（推定）2027年

2023年に4枚で初期運用(7枚全体の運用は2025年)

2027年完成予定

日本、米国、 米国（カーネギー天メンバー カナダ、中国、 文台、ほか）、韓国、
インド
オーストラリアなど

GMT（チリ)

欧州南天天文台(15ヶ国）
ブラジル

E-ELT(チリ)31

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

5. 運用プラン

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TMT運用プラン
運営の基本プラン• 望遠鏡運用はTMT国際天文台（TIO）が行う
日本の義務は分担金の支払い（年$10M規模、第二期観測装置開発費を含む）• 各メンバー（日本など）の観測時間の共同利用サポート
は独自に行う観測提案受付・時間配分、観測サポート、データ解析サポート、独自のデータアーカイブなど
検討課題• TMTの天文台運営・望遠鏡運用にどこまで、どのように関与するか？
組織運営面、技術面での貢献（in-kind）
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望遠鏡運用の基本プラン(1) 各パートナーごとに独立した観測時間• TMT観測所が指定した夜数について各パートナーが独自に観測時間の割り当てを行う。
• 各パートナーは独自に観測提案の募集・評価・採択を行う。TMT全体における観測提案の重複は気にしない。
• ただし共有できるシステムはTMT全体として開発し共通化する。例えば、観測提案応募システム、積分時間計算• ツール、データ解析ツールなど。パートナーで協力してUM、講習会を開催する。
 基本はリモート観測（またはサービス観測）
観測者は現地へのアクセスを気にしなくてもよい34

望遠鏡運用の基本プラン(2) リモート観測：ヒロ山麓施設 and/or 各国の基幹施設（例：天文台三鷹）
 観測モードは2(3)つ。
(a) PI-直接観測モード：観測者が装置を操作し、時々刻々の観測計画を直接変更する。SAは観測開始時のみサポート。
半夜や1時間単位の割付も考慮。現在のKeck観測とほぼ同じ。
(b) キューサービスモード：観測所のスタッフが事前に決められた観測提案を観測者に代わって遂行する。すばるのサービス観測とほぼ同じ。キュー観測ではない。1 or 2時間単位。
(c) 完全キュー観測モード：観測所のスタッフが、優先度が高く、かつ当夜の観測条件に一番合った観測提案を観測者に代わって遂行する。Gemini/VLTのキュー観測と同じ。
運用開始初期は(a)(b)が主で、将来的に(c)を設ける予定。 35

望遠鏡運用の基本プラン(3) ToO・Time Critical Observing：ToO観測は後日使用した観測時間を返却する方針で実行。ただし拒否権や別々のパートナーに同じ提案があった場合などについて検討されていない。
 観測・解析ツール: 解析パイプライン、観測シミュレーター（積分・観測時間計算など）は共有化。
 データアーカイブ: 生データは永久保存。解析済みデータのアーカイブは考えていない。各パートナー毎にアーカイブの方式などを決定する。18ヶ月(TBD)は各パートナーに優先権ある。リモート観測：ヒロ山麓施設 and/or 各国の基幹施設（例：天文台三鷹）
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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• ハワイにおける保護地区利用許可手続きが進行中。2018年4月現地工事再開、2027年完成の予定。
• TMT国際天文台のもと、望遠鏡・主鏡・装置等、各担当グループで国際協力を緊密に進めている。
• （日本の）科学的成果の最大化のために、望遠鏡運用へのかかわり、共同利用・データ解析の検討が必要。
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