銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

CONFIDENTIAL

TMT
プロジェクト進捗報告と第二期観測装置計画
うすだとものり臼田知史
国立天文台 TMT推進室室長

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

超大型望遠鏡TMT計画【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

主鏡

観測装置

ナスミス台

• 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）

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

世界の次世代超大型望遠鏡計画
計画名

TMT

GMT

E-ELT

⼝径

30m

22m (8.4m ｘ 7）

39m

建設地
(標⾼）

ハワイ：マウナケア(4,012m) 北の宇宙

チリ：ラスカンパナス（2,550m）南の宇宙

チリ：セロアルマソネ
ス（3,060m）南の宇
宙

予算規模

約1,800億円

1,100億円（推定額）

2,000億円（推定額）

完成予定

2027年

~2021年に4枚で初期運⽤(7枚全体の運⽤は未定)~2025年

メンバー

⽶国（カーネギー天⽂台
⽇本、⽶国、カナダ、他）、韓国、オーストラリ
中国、インドア、ブラジルサンパウロ州

欧州南天天⽂台(欧州15ヶ国＋ブラジル）

3銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

ハワイ現地建設をめぐる動き
2014年10⽉：起⼯式
抗議活動により⼀時中断2015年4⽉：反対運動の活発化に伴い、⼭頂⼯事を中断
2015年５⽉：ハワイ州知事がTMT⽀持とマウナケア管理⽅針を発表
2015年6⽉：⼯事再開を予定したが、反対派の道路閉鎖などにより中断

2015年4⽉

2015年11⽉：ハワイ州警察の協⼒のもと⼯事再開を予定したが、ハワイ州最⾼裁から⼯事⼀時停⽌命令
2015年12⽉：ハワイ州最⾼裁が承認⼿続の瑕疵を理由に保護地区利⽤許可(CDUP)を無効とし、審査を差し戻す判決
2016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CDUP再認可の⼿続きを開始

2015年6⽉
4銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

マウナケア保護地区利用許可承認に向けた取り組み状況
2016年2⽉以降の動き
2016年2⽉、公聴会を実施し、意⾒を聴取する審査官（HearingOfficer）の選考が始まる。4⽉1⽇、⼟地・天然資源局（DLNR）がR. Amano⽒の選出を発表。
4⽉15⽇、審査官選出について反対派が反対意⾒の申し⽴てを提出。
5⽉6⽇、ハワイ州⼟地・天然資源委員会(BLNR)が審査官を決定。
5⽉16⽇、第1回プレヒアリングが開催され、提出資料や⽇程などについて審議
2011年のCDUP審議とほぼ同じ⼯程で進んでいる。
6⽉17⽇、第2回プレヒアリングで審理の当事者認定申請のあったTIOおよびTMT反対者、TMT⽀持者等から当事者が認定され、その後の審議⽇程が決定される予定
2017年春にCDUP認可が⽬標。6ヶ⽉の準備期間（予備6ヶ⽉）を経て、2018年4⽉からの⼭頂⼯事開始が⽬標。

5銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

ハワイ州世論は引き続きTMT建設支持
2015年12⽉28⽇〜2016年1⽉9⽇（最⾼裁判決後）
Honolulu Star-Advertiser紙世論調査
Ward Research Inc. が実施、回答数 619 ※「マウナケアでのTMT建設を進めるべきか？」
賛成 67%
反対 27%(ネイティブ・ハワイアンに限定すると賛成39％、反対59％)
2016年5⽉15⽇（プレヒアリング直前）
Honolulu Star-Advertiser紙読者へのアンケート調査
回答数 1341 ※「TMTのCDUP再取得についてどう思うか？」
賛成 88%（1182）
反対8%（ 107）※誤差は4％程度
6銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

建設スケジュールの延伸
当初予定

年度

延伸後

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028

国際協⼒枠組形成

マイルストーン

⽇本：望遠鏡本体

⽇本：主鏡

⽇本：観測装置•••▼2014.5 TMT国際天⽂台設⽴建設▼2014.10 起⼯式、現地建設開始▼2016.2 CDUP認可⼿続き開始▼2016.9
公聴会▼2017.4 CDUP再認可▼2018.4 現地建設開始

運⽤完成▽
完成▼
▼2022.8

ドーム外装完成▼2025.4 主鏡搭載開始

詳細設計、製造、輸送、据付・調整
詳細設計、製造、輸送、据付・調整鏡材製造、主鏡研磨・外形加⼯・⽀持機構搭載
鏡材製造、主鏡研磨・外形加⼯・⽀持機構搭載
設計、製造、輸送、据付・調整設計、製造、輸送、据付・調整

⼟地利⽤許可（CDUP）の再審査に伴い、ハワイ現地の建設は2018(平成30)年度に開始となるため、カナダのドーム建設⼯程にあわせ、⽇本の望遠鏡本体の製造開始時期を⾒直し。
全体⼯程の後年への移⾏に伴い、完成年度が2027(平成39)年度に延伸。
⽶国・中国・インドについても、関連する部品の輸送・据付が2027(平成39)年度まで延伸。

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万が一に備えたハワイ以外の建設適地調査(プランB)
調査・検討している5つのサイトは、スペインのカナリア諸島（標⾼2,250m）、メキシコのSan Pedro Martir（標⾼2,800m）、チリのHonar（標⾼5,350m）とMacKenna（標⾼3,100m）の2箇所、中国のAli（標⾼5,100m）、インドのHanle（標⾼4,500m）。
ß 北半球でマウナケアより良いサイトは無い
TMT科学諮問委員会（SAC：柏川、秋⼭、松尾、本⽥充、⾅⽥）で、科学的優先度について議論を開始。5⽉27⽇に京都でSAC会議が開催。
建設コストや建設許可申請の⼯程などについて、情報を整理して評議員会に報告される予定。
カリフォルニア⼯科⼤学、カリフォルニア⼤学、カナダ、インドは、年内にプランBの中から⼀つを選択し、ハワイ堅持か次善のサイトへの移⾏かを早急に決断したい。しかし、⽇本は、マウナケアの許可（CDUP）の結果が出る（2017年4⽉）までハワイ優先堅持を主張。中国もハワイ堅持を希望。
⽇本としては、プランBの優先順位について天⽂学コミュニティとの8議論を早々に開始する予定。

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TMTパートナーと役割分担
望遠鏡
主鏡材
主鏡

30％

40％

15％

15％

ドーム

副鏡
観測装置

補償光学

第3鏡
付帯設備
制御系・ソフト99銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

国内活動状況
日本の主鏡量産工程
分割鏡材の製造と球⾯研削加⼯（⽇本が574枚全てを担当）
約7割は海外（⽶国、中国、インド）に供給

分割鏡材（ブランク） 裏⾯球⾯研削

表⾯球⾯研削国内外で⾏われる⾮球⾯研削・研磨、外形加⼯（⽇本は約3割担当）

裏⾯球⾯研磨

表⾯⾮球⾯研削 表⾯⾮球⾯研磨

外形加⼯、⽀持機構搭載等
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国内活動状況
日本の主鏡量産工程

2013年度 2014年度 2015年度 2016年度

計

鏡材

60(29)

35(0)74(31)

40(21)

209(81)

球⾯研削

12(0)

19(0)

63(29)

60(52)

154(81)

⾮球⾯研削

12

16

33

869

⾮球⾯研磨

単位：枚数
()内は海外⽤

6

16

22000

外形加⼯等

50th Blank backside Polished

107 Blanks produced (2015 Oct)11

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国内活動状況
望遠鏡本体

2013年11⽉12~14⽇: 基本設計審査会 (PDR)
2014年4⽉15~16⽇: 望遠鏡制御系のPDR
2014年11⽉18~28⽇: 主鏡セグメント鏡交換機構(SHS)のPDR
2015年2⽉17~20⽇: 望遠鏡本体の最終設計審査会(FDR-P1)
2015年７⽉27~29⽇: 望遠鏡制御系のFDR-P2“FDR design of telescope software and control system isprogressing well in many areas, but has not yet reached
FDR level”
主要な課題(後述)を解決してFDR phaseを完了させる必要あり
2015年10⽉8~9⽇: Long-lead Procurement Review (LPR) –⻑納期品の材料調達開始 (EL-Journal, Lower-tube, Pintle)
2016年2⽉24~25⽇: Delta FDR-P2
2016年12⽉7~9⽇：FDR-P3（Segment Handling System等）
2017年~2018年度：FDR-C & PRR112

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国内活動状況
SHSプロトタイプ（動画120sec）

http://www.mitsubishielectric.co.jp/corporate/randd/spotlight/a28/index.html

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国内活動状況
第一期観測装置IRIS

近⾚外線撮像⾯分
光装置 (IRIS)

低次波⾯センサー（カナダ）

参考：OSIRIS (Keck), NIFS (Gemini)

⽇本：撮像部分の設計
・製作・試験
⽶国：分光部分の設計
・製作・試験
カナダ：低次波⾯セン
サー部分およびAO装置とのインターフェースの設計・製作・試験
中国：光学部品の製作
・試験
インド：ソフトウェアの開発・試験

⽀持機構
撮像モード
（⽇本）

⾯分光モード（⽶：UCLA,Caltech）
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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

国内活動状況
第一期観測装置WFOS

広視野可視多天体分光装置（WFOS）

青用カメラ

参考：DEIMOS (Keck), FOCAS etc.

⽇本はWFOSの⻘⽤と⾚⽤のカメラ部（光学系、シャッター・フィルター交換機構等）の設計・製作・試験を担当

カメラ部

赤用カメラ
⽶国：全体設計、検出器、総合組⽴・試験
中国：光学部品の製造・試験
インド：ソフトウェアの開発・試験
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カナダ：なし銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
2005/6年と2011年にTMT SACが第⼀期装置3つを選択

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TMT観測装置
2005~6年の実現可能性検討
HROS-UCSC

IRIS

MIRES
MIRAO

HROS-CASAPFI

WFOS-HIAIRMOS-UF

1
7
IRMOS-CIT
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TMT第二期観測装置
NFIRAOSの下：IRIS
横：HROSWFOSIRMSNFIRAOS

IRMOS

PFI
APS
MIRAO/MIRES &NIRES-R

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TMT第二期観測装置
選択の手順
コミュニティ

SAC TIO装置部門コミュニティでの調査・検討

SAC TIO装置部門

SAC優先順位

Board
TIO装置部門

募集
概念検討完了
外部レビュー、SAC提言、ボード決定

Board TIO装置部門

契約、役割分担検討
開発チーム形成

TIO装置部門

基本設計段階

TIO装置部門

詳細設計段階製造・試験

SAC TIO装置部門

コミッショニング

コミュニティ

観測開始

外部資金

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
選択の手順
1. コミュニティでの調査・検討
まず、SACが製作すべき装置の基本的な科学的要求（Science, Technical
Readiness & Risks, Rough Cost, & Schedule）をまとめる。
ワークショップを開催、White Paperのまとめ
Mini-Study（~1年、<$100k）を実施
装置開発グループが外部資⾦獲得を望む場合、TIOはサポートする

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
選択の手順
1. コミュニティでの調査・検討
まず、SACが製作すべき装置の基本的な科学的要求（Science, Technical
Readiness & Risks, Rough Cost, & Schedule）をまとめる。
ワークショップを開催、White Paperのまとめ
Mini-Study（~1年、<$100k）を実施
装置開発グループが外部資⾦獲得を望む場合、TIOはサポートする
2. SAC 優先順位
基本的にScience Drivenだが、科学的要求やAOとのバランスを考慮して優先順位を付ける
この優先付けの⽅法は、2006年と同様

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置選択の手順
2011年 SACでの議論の結果
Eight instrument capabilities (not “set in stone”):
1. High-Resolution, Optical Spectroscopy (HROS-UC-2)
2. High-Resolution, Near-IR Spectroscopy (NIRES-B)
3. Multi-IFU, Near-IR Spectroscopy (IRMOS-N + AO upgrades)
4. Adaptive Secondary Mirror (AM2)5. Mid-Infrared, High-Resolution Spectroscopy (MIRES)
6. High-contrast imaging (PFI)
7. Multi-IFU, Near-Optical Spectroscopy (VMOS + AO upgrades)
8. High-Resolution, 5-18µm Spectroscopy (NIRES-R)
One new capability every 2.5 years on averageStarts in 2018 and ends in 2040
Total cost of $405M at a rate of $21M/yr after first light22

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TMT第二期観測装置
日本での基礎開発・検討
TMT計画参加当初より、⽇本は第⼆期観測装置の開発に興味があることを表明してきた。2010年キックオフ会議@San Diego、2011
年観測装置WS@Victoria等でも紹介。
2011年時点に5つの観測装置の検討を紹介
MICHI (Mid-IR Camera, High-disperser, and IFU) (Y.Okamoto+):Modified MIRES ← COMICS, MIMIZUKUNIR High Dispersion Spectrograph (N.Kobayashi+): NIRES-band NIRES-r ← IRCS, WINERED & IRD (Immersion Gr., AstroComb, fiber)
NIR Multi IFU spectrograph with MOAO (M.Akiyama+): IRMOSà TMT-AGE ← RAVEN, FMOS, MOIRCS-upgrade, SWIMS
Optical High Dispersion Spectrograph (W.Aoki+): HROS ← HDS,HIDES (I2 cell, image slicer, fiber)
Exoplanet Direct Imager (T.Matsuo+): SEIT ← HiCIAO, SCExAO,CHARIS
23銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
日本での基礎開発・検討

⽇本は5つ全ての装置について検討
秋⼭
市川三澤

10年前の提案à新しい提案も重要 (可視光⾯分光à川⼝講演) 24

銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
選択の手順
1. コミュニティでの調査・検討
まず、SACが製作すべき装置の基本的な科学的要求（Science, Technical
Readiness & Risks, Rough Cost, & Schedule）をまとめる。
ワークショップを開催、White Paperのまとめ
Mini-Study（~1年、<$100k）を実施
装置開発グループが外部資⾦獲得を望む場合、TIOはサポートする
2. SAC 優先順位
基本的にScience Drivenだが、科学的要求やAOとのバランスを考慮して優先順位を付ける
この優先付けの⽅法は、2006年と同様
ISDTs (International Science Development Teams)や各パートナーのコミュニティからの科学的要求が重要
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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
Thirty Meter Telescope
選択の手順
Detailed Science Case: 2015
TMT.PSC.TEC.07.007.REL02

DETAILED SCIENCE CASE: 2015

PAGE 1

April 29, 2015

International Science Development Teams
1. コミュニティでの調査・検討& TMT Science Advisory Committee
まず、SACが製作すべき装置の基本的な科学的要求（Science, Technical
Readiness & Risks, Rough Cost, & Schedule）をまとめる。
ワークショップを開催、White Paperのまとめ
Mini-Study（~1年、<$100k）を実施
装置開発グループが外部資⾦獲得を望む場合、TIOはサポートする

2. SAC 優先順位
基本的にScience Drivenだが、科学的要求やAOとのバランスを考慮して優先順位を付ける
この優先付けの⽅法は、2006年と同様
ISDTs (International Science Development Teams)や各パートナーのコミュニティからの科学的要求が重要
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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）TMT第二期観測装置選択の手順
3. Competitive Conceptual Design Study
1つの要求に対して複数の設計案が提案されることが望ましい
1.5年の間、年間$1MUSDの予算をかけて3~4つの実現可能性検討
予算として、現状は各パートナーの内部努⼒に期待（例：⽇本の戦略的基礎開発経費）
設計審査は外部の専⾨委員と⼀緒に実施。審査項⽬はConcept、Science、Managementなど11項⽬
スケジュール：想定案
2017年Q1：観測装置の概念設計の募集（Call for Proposals）
2017年Q4：役割分担（SoW）の確定
2018年Q2：概念設計開始
2029年：ファーストライト（第⼀期観測装置のファーストライトより2年後）27

銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

TMT第二期観測装置
戦略的基礎開発経費
TMT（ひいては⽇本の光⾚外全般）に関わる装置開発能⼒を育てるための基礎。ボトムアップによる概念検討、基礎開発は、⼤学研究者などの参加を期待。2012年より開始。
2015年度：5件2,130万円を配分
TMT-AGE: TMT-Analyzer for Galaxies in the Early universe（東北⼤）à 秋⼭さんの講演
Second-Earth Imager for TMT (SEIT)計画の実現に向けた⾼コントラス観測システムの開発（京⼤、北⼤）
⾼効率Ge イマージョングレーティングの性能評価（東⼤）⾼効率⾼分散回折格⼦の開発 （理研）
MICHI（Mid-Infrared Camera, High-disperser, and IFU)の要素技術開発（神奈川⼤、東⼤、茨城⼤）TMT推進⼩委員会が募集、審査、評価
以下のサイトで報告書とともに公開
http://tmt.mtk.nao.ac.jp/inst_budget-j.html

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銀河進化研究会2016＠東北大学 青葉サイエンスホール（June 3 2016）

まとめ
建設サイト
マウナケアに建設するための⼟地利⽤許可認可の⼿続き中。2017
年春にCDUP認可、2018年4⽉からの⼭頂⼯事開始を⽬標。その場合、ファーストライトは2027年。
万が⼀に備え、ハワイ以外の建設適地を調査中（プランB）
国内活動状況
建設予算は厳しい中、主鏡の製作、望遠鏡本体の設計、第⼀期観測装置の設計は進⾏中（⼀部先送り）。
第⼆期観測装置
これまでに⽇本は5つの観測装置についての興味を提案
2012年より戦略的基礎開発経費で、第⼆期観測装置のR&Dをサポート
2017年Q1に出る可能性が⾼い、観測装置の募集に合わせて、国内で第⼆期観測装置の科学的要求を検討・まとめる必要がある。
観測装置を開発するにあたり、リーダーシップも必要

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