次世代超大型望遠鏡構想をめぐって家 正則（国立天文台）• 光赤外天文学将来計画検討会の活動• ＪＥＬＴ構想の検討• 天文台の行うべき計画と大学計画• 地上とスペース＝＞コミュニティマスタープランの作成
学界、その周辺へのアピール
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

光赤外線天文学将来計画検討会活動
・検討会結成（２００３年１月）：全体世話人（家）サイエンス班(千葉班長)、
杉山、児玉、和田、土居、小久保、茂山、
地上望遠鏡班(家)、土居、本原、高見、臼田
３０ｍＪＥＬＴ
スペース班(田村班長)、中川、郷田、山田
ＳＰＩＣＡ，ＪＡＳＭＩＮＥ， ＪＴＰＦ
・検討報告書のとりまとめ中・国立天文台内Aプロジェクトの立ち上げ・スペース 宇宙理学委員会への提案
・天文研連等コミュニティのバックアップ
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

光赤外天文学将来計画検討会検討報告書• １．序（検討会の位置づけ）• ２．光赤外天文学の現在過去未来
世界の動向、日本の実績、今後の課題• ３．サイエンス班検討報告
宇宙論、銀河、AGN、銀河系、星、惑星系、• ４．地上班検討報告
ＪＥＬＴ構想、Ｒ＆Ｄ• ５．スペース班検討報告
ＳＰＩＣＡ， ＪＡＳＭＩＮＥ， ＪＴＰＦ

• ６．今後の進め方
マスタープラン、国際協力、社会アピール、• Ａ．付録
成果リスト、開発実績、各国財政、米欧ロードマップ、
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

光赤外マスタープラン• 天文計画の多様性を訴えるだけではだめ。
• 全体ビジョンの中での位置づけの提示が必要
京大計画はJELTにつながるＴＡＯも装置開発で？
• スペース３計画は順序、ストーリが必要
財布は地上とは別• 必要予算年次計画（別紙）• 体制の枠組み（ＪＡＸＡ／ＮＡＯＪ／Ｕｎｉｖｓ）• 成果のFeed Back (社会へ、学会へ、財務へ）
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

すばる論文ベスト２０

一連の高赤方偏移銀河探査
超新星／ＧＲＢが二大成果。
さらに拡がりが期待される。
成果出版、引用の御願い・・
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

ＪＥＬＴ Ｃｏｎｃｅｐｔ Ｓｔｕｄｉｅｓ• すばる望遠鏡は今後３０年間運用。
• ＡＬＭＡ建設２０１１年まで、運用経費も。
• 次世代超大型構想ＴＭＴ（北米）、ＯＷＬ（欧）。
国際協力の枠組構築の動きが活発化。
• 国立天文台プロジェクトと大学プロジェクト。
• 地上とスペースのマスタープラン。
• 法人化の中でこれらをうまく育むには。

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

ＪＥＬＴマイルストーン••••••••••••••

光赤外将来計画検討会発足(2003/1)
ＩＡＵＧＡＸＸＶ, ELTWG, Comm. 9（2003、7/21, Sydney)
光赤外将来計画シンポI (8/21-22,三鷹）Backascog ELT WS (9/9-11,Sweden)
すばるＵＭ＋光赤外将来計画シンポＩＩ(2004、1/20-22：,三鷹）OECD GSF(2003/12, Munchen)、（2004/4、ワシントン）、(2004/7、パリ）
法人化（2004/4）
天文は核融合、高エネルギーＳＰＩＥ（2004, 6/21-14，Glasgow）
ＨＯＰ(2004/8）に比べてバラバラ
光赤外将来計画検討報告書（2004/秋）
３本柱： セグメント開発、 新AO、 ＥＬＴ用観測装置
研連ヒアリング(2004/9/28）
理論懇共催シンポ(2004/12末）
国立天文台準備室立ち上げ（2004/年末？）
Ｒ＆Ｄは新たな競争的経費に・・
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Baseline Specification : Japan ELT
M1
M2, M4

F/1.5, segmented 30m,
CFRP/Glass/Ceramic :TBD
3 aspheric mirror system, adaptive M4?

FociTwo Nasmyth foci, No aberration

FOV

10 arcmin radius half circle

λbands

0.39-5 micron

Instruments Opt Spectrograph, IR Spectrograph,
Cameras..
Enclosure
Diameter < 90m

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Optics: 3 Asph. Mirror Telescope (Nariai/Iye)characteristics/aberration free/flat image plane/M4 conjugate to16km/shorter telescope/two arms on each
Nasmyth stage

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

JELT Optics Layout

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

ＪＥＬＴ CAD モデル

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Unit

CFRP
Young modulus
E
120
Densityg/cm^3 1.5
ρCTE
ppm/K 0.03
αConductivity
50ΛHeat Capacity
Max Stress
800
Roughness rms
nm
Stiffness/mass
E/ρ
80
Thermal stability Λ/α1700
Size< 2mCostlow

C/SiC Glass ZPF
400
90
150
2.65
2.53 2.542.60.02 0.02
125
1.6
5.3820 800
17580240
7.4
14150
35605080260< 2m <8m <1mhigh high medi

日本で開発された新セラミック素材ＺＰＦが武器になる・・・？
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

30cm ZPF ceramichoney-comb mirror*light weight 2.4 => 1.7g/cm3*polished by Nikon to 1/12λ
Promising new material formirrors.
30cm鏡を使って見たい人？

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

High Precision Grinding Machine (Nagase Integrex)# Work stage up 日本発の超高精度研削技術
to 4mx2m!
# Friction freehydrostaticbearing =>10nm accuracy# Dynamicbalancing ofspinning tool

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

NC Raster grinding
PRELIMINARY (Yamagata Inst. Tech.)Apparently needs to optimize the grinding head shape, pitch,
speed of raster

0.5mm
0.1mm

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Laser Guide Star
New AO ProjectＨ• New Subaru AO project• 5 years special grant byMEXT~5M$• Increased number of elements 補償光学の高度化はもう一つの重要分野
36 => 188(2006/2）• Laser Guide Star to increasesky coverage
1%=> 80%(2007/2)
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

From Telescope

Calibration Unit

AO Module:
Optical Bench
2.75 m• On Nasmyth platform• Optical bench size :2.75 m x 1.8 m• Three Major Parts

SciencePath– Science Path– WFSs
– Calibration Unit
WFSs
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Instrument

1.8 m

Mode locked Nd:YAG Laser
HRHR

LD BOX

Mode Locker
LD
Nd:YAG
OutputCoupler

Nd:YAG
Mode Locker

1319 nmLD1064 nmOutputCoupler

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

Prototype PCF
Tapered
Input

Large-cored
Multimode PCF (20µm)

Single-mode PCF (10µm)< 500mm2000mm100mm

10µm

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

OutputSimulated H-band image with Subaru New LGSAO

0.6“

0.1“

0.2“
0.06“

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

ELT観測装置構想具体化はもう一つ国際協力の道• 日本のコミュニティのサイエンスをどちら向けるか？
• すばる観測装置製作グループの折角の実績• 国立天文台、東大、京大、東北大、名大・・の力を結集したチーム編成・・・。
• 国際協力・棲み分け

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

ELT Plans• ESO： 100m OWL project
OverWhelmingly Large Telescope、Sph• ＵＳＡ（NSF）
50m ＧＳＭＴ（MAXAT）
Giant Segmented Mirror Telescope、Asph• California Univ. 30m CELT
California Extremely Large Telescope、Asph• Sweden
50m ＸＬT、Sph• Arizona
29m ELT、Asph• Japan

30mJELT光天連シンポ、2004/8/25、家 正則Thirty Meter Telescope

光天連シンポ、2004/8/25、家 正則

6m Deformable M4
20m Flat Secondary

100m Mosaic
Primary正則
光天連シンポ、2004/8/25、家8m Deformable M3

Merits of ExtremelyLargeTelescopes
Collecting Power ： Ａ＝Ｄ2
Image Area

： ｓ＝Ｄ-2 （Diff.Lmt:θ＝λ／Ｄ）

Peak Intensity： Ａ／ｓ ∝ Ｄ4

Background Intensity
Ｓ／Ｎ

： Ｄ0

： D2

Telescope Cost ： Ｄ2.5 (10G¥=>1000G¥): Cut by 100
Source Confusion is not a problem（=>ＨＤＦ、ＳＤＦ）
5x1011 arcsec2, ~1011galaxies, confusion of confusion
Diffraction Limited Imaging with ELT is essential.
光天連シンポ、2004/8/25、家 正則