Naoyuki TAMURA(Kavli IPMU, The University of Tokyo)
Prime Focus Instrument “PFI”“Cobra” engineering model module
Produc;on-batch “Cobra”sCamera cryostat
Spectrograph system
Fiber connectors

GOPIRA symposium at NAOJ Mitaka, Sep 26-28, 2016

発表概要
(ほぼ岩田さんのご依頼内容)• PFS開発状況のアップデート(コミッショニング計画を含め)• PFS SSP の検討状況、タイムライン• PFS コラボレーションの枠組み、国際パート
ナーの参加条件、データアクセス• 将来的なPFSの機能向上やSSPの後の観測計画など、長期的なプラン
2

財政状況• 大幅に改善している。PDR 時(2013) には $~20M 不足だったのに対し、現在の不足額は $~2-3M。
(conOngency 含め)。
– Aug 2014 MPA 加入– Jun 2015 新学術領域(村山、高田ら)採択– Dec 2015 中国コンソーシアム参加• Aug 2016 中国コンソーシアムに北京大学加入– Aug 2016 アメリカ NSF MSIP 採択– IPMU 追加出資、NAOJ の装置本体への貢献、コスト削減等• 一方、製作が進むにつれ色々と顕在化してくるのも確か・・・(à ”meaningful” cost increase & delay)• 現在も数機関と加入交渉中。
3

PFS subsystems distribution

分光器システム• Jun 2016: 赤カメラのみを搭載した部分モジュールの光学性能レビューを行った。
• 2017 年半ばのフルモジュール SM1(, 2)、2018 年に SM(2, )3, 4 のすばるへの輸送を目指し製造、組上、試験を進めている。
Spectrographsystem (SpS)On the TUE ﬂoor

望遠鏡ファイバーケーブル
年内に試作完成予定。工場での光学試験、設計レビュー会議、その後の望遠鏡での FRD 測定も検討を進めている。
2017 年内にすばるへ納入予定。

… in Prime focus unit
“POpt2” with Wide Field
主焦点装置 (PFI)
Corrector “WFC”.

•••

CDR in Mar 2015 (dCDR forposiOoner system inJun 2015)system
Calibra>on“Cobra” ﬁber posiOoners ~1100 本納入済。週 40 本ペース。
その他のハードウェア、エレキ、テスト用設備も納入が進んでいる。

メトロロジカメラシステム
POpt2 & WFC will be• CDR in Sep 2015
(dCDRwithin Dec2015)
sharedHyper• 2017 年半ばのすばるへの納入に向Suprime Cam (HSC).
け製造、組上、試験が進んでいる。

So7ware system
4Fiber posiOoner system & PFI
ProducOon Cobras

Cobra benchCaltech-JPL

Prototype Cable C (no ﬁbers)

LNALNA’s mechanical parts

On-going Cable C
ﬁber assembly
ASIAA

Fit check of rails on the bench toaccommodate Cobra modules

Test stand for
PFI I&T

Spectrograph System (SpS)
Dark image of CCD“Red”~1.6um RMS ﬂatness

Fiber slit & cable
assembly (LNA)

Smee(JHU)+ SPIE 2016

Gunn (Princeton)+,Hart (JHU)+, SPIE 2016
TesOng H4RG are underway.

Bench size: 1.9m x 2.4m
Madec (LAM)+ SPIE 2016

Red camera integraOon

1st warm imageof H4RG

“Blue”“NIR”

Spectrograph System (SpS)
The parOal assembly “one channel”has been reviewed and accepted inJun 2016.

“Pie-pans” (camera & cryostat
electronics assembly ﬁjed atthe back of the dewar) & theblue cryostat at JHU

1st & 2nd red dichroic mirrors

OpOcal bench, ﬁber slit alignment
tool & red cryostat at LAM

2nd Science-grade H4RG wasdelivered. CharacterizaOon ofblue CCD and H4RG are
ongoing at JHU (no photos).

5. Simulate optical bench transportation using mo

PFS & Subaru Interfaces
Prototype ﬁt check

Spectrographsystem (SpS)On the TUE ﬂoor8

Top-level schedule“SM-N”: Nth Spectrograph Module“MCS”: Metrology Camera System“PFI”: Prime Focus Instrument“CAB”: Fiber Cable on Telescope

Subsystem DEL & AIT at Subaru
SM-1(, 2) AITDEL SM-1(, 2)PFICDRMCS CDR (Sep) &dCDR (Dec)
CAB review

2015

2016

Always subject
to updates …

CAB

DEL SM-(2, )3, 4

SM-(2, )3, 4 AIT

PFIMCS

2017

Start of sci.
ope. & SSP

2018

Apr? SSP call for“Cobra” producOon
proposal??
started.HSC SSP survey (~5 years, ~300 nights)
ConstrucOon, subsystem integraOon & test

2019
Readinessreview inFeb?

System integraOon
On-sky commissioning

9The CompeOOon: Schedules
Note: The schedules of the compe>tors are based partly on the informa>on in theoﬃcial websites etc but partly on informal informa>on, so may be inaccurate.
MOONS: GA and galaxy surveys(FL 2020, Op 2021?-)
DESI: Cosmology(FL 2018?, Op 2019?-)WEAVE: GA(FL 2018?, Op 2019?-)

4MOST: GA & galaxy surveys(FL 2021?, Op 2022-)

eBOSS/HETDEX: cosmology

EUCLID: cosmology

HSC SSPPFSCONSTRU
CTION

2017

ULTIMATEPFSCOMMISSIONING20182019

PFS SCIENCE OPS (both PI-type & SSP)

2020

2021

2022

2023

2024

10Planning system integraOon & engineering observaOon
13 Run 3 10
Timeline ofStill preliminary

Schedule
Engineering runs
B/w MCS andSemester Run number (numberof nights)• Run
1: 3 days
Semester

Subaru general
PFS observationcommissioning

2017
2018
2019
arrivalJ F M A M J J A SPFIO N
D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D
S17A
S17B
S18A
S18B
S19A
S19B

S17B

#1 (3 nights)

S18A#2 (7 nights)

S18B#3 (4 nights), #4 (6 nights), #5 (6Engineeringnights[incl. 3obs. start
Run 1 can bemaximumb/wdark nights]), #6 (4 darknights)
scheduled
sum of day-timestarts transformation.
scientificoperation• CheckMCS, study coordinate
System integration
PFS system level
Eng. 2:
obs.7 days
• Run
Readiness review for open use• Check PFI, verify
A&G camera functions, align PFI with WFC,
SCR/IR4 readyrun TelescopeSM1,2@Subaru
Pointing Analysis.
DEL--I&T
SM3,4@Subaru
DEL--I&T•
Validate
CableB.
andcalibrate
Cobras on the telescope.
PFS hardwares
DEL and I&T
Cable B@Subaru DEL--I&T• Take sky spectra
forPSF
characterization
MCS@Subaru DEL--I&T
required• Run
3 : 4 days PFI@Subaru DEL--I&T
subsystems
PFS softwares• Study
the focal plane with A&G cameras.
MCS PFI SpS CAB preparation•M-1Continue Cobra
calibration& PSF characterization.
Stand-bytest
Run1
M-2
Install to the telescope• Run
M-34 : 6 days

Readiness Review

anytime of

day-time

Test on the telescopenight-timework
sum ofthisandperiodVerify theMCS focalperformanceadarknight-time•M-4Continue to study
plane with A&G cameras.
night-time work
P-1
Stand-by test
telescope is not occpied•P-2Measure the focal
plane
distortion
usingfibers.
Install to the telescope
aanalyze the data
Test
telescope & PSF characterization.
•P-3Continue Cable
B on
validationo optional (accompanied by other sequences)
P-4
Validate MCS performancesum of all work
P-55 : 6 days PFI x/y offset
• Run
P-6
AG camera validation•P-7Continue to optimize
fiberplane
positioning
Check of focal
shift/tilt & verify system
Run3
performance PFI-MCS(throughput,flux calibration, sky subtraction etc.).
P-8
relation
PFS commissioning
Run2Run4
P-9
Pointing Analysis• Run
6: 4 days Telescope
P-10
1st pass distortion mapa a a a•S-1Continue performanceverification.
Basic functionsof SCR and SMs
1,2
3,4
Characterization
SpS
1,2
3,4
•S-2Stabilize performance
andofoperation
F-1
Connect fibers
1,2
3,4
F-27&8: 4 daysFiber-slit relation
1,2
3,4
• Run
1,2
A-1
Cobra parameters
3,4•A-2Continue to stabilize
performance and operation
Run6
1,2Spot measurement
1,2allRun7 Run8A-3
2nd pass distortion mapaa a a
A-4
Total performance verifiction Ia a a aRun5S2018
A-5 : 3 nights
Total performance verifiction IIa a a a a a a a
S2018A : 7 nights report
J F Mshould
A M JbeJ dark
A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D
S2018B : 20 (4+6+6+4) nights, among which 7 (3+4)
2017
2018
2019

S19A

#7 (4 dark nights), #8 (4 dark nights)

追記：• 〜２か月に１度の頻度で PFS の試験観測を前提(S18Bは一部崩れている)。
• 天候のファクター(70%)なども一応取り込んでの数字。
• 8 Eng.
人員体制についての考察は不十分。
runs, 38 nights in total
S2019A : 8 (4+4) dark nights

Y. Moritani (Kavli IPMU)

Stabilization

Note: We don’t count the number of days for SpS validation, which will not need telescope time.

PFS SSP 検討状況、タイムライン• 2018 年夏ごろの提出を目標に検討を進めている。
– HSC SSP とのタイムリーなシナジー、他望遠鏡でのプロジェクトとの競争を鑑み、共同利用開始後できるだけ速やかにサーベイ開始の運びとしたい。
– 宇宙論、銀河・AGN進化、銀河考古学三位一体での提案• SAC・観測所との綿密な議論が必要と認識している。
– 全体で ~7か月程度の審査期間を想定している。とはいえ、予測性能を中心にサーベイ計画を練り、提出することになる見込み。
– コミッショニングを通して on-sky でわかってきた性能をもとにプランを opOmize する機会が欲しい。
– 観測計画立案を進めるのと並行して、審査の前提条件についてすり合わせをしていきたい。

12

Commissioning vs. SSP proposal review process〜 A naive comparison 〜• Engineering runs with~1-2 SMs• Delivery of other SMs

Jul 2018

Call for SSP (CfSSP)
2.5mo

Submission deadline

1.5mo (preliminary review)
Engineering runs with4 SMs

Successful (TBC!) open-use
readiness review

2.5mo (science & technical review)Feb 2019

Acceptance of SSP
CfP for non-SSP program
Announcement of SSP

Engineering runs for
opOmizaOon/stabilizaOon
Open use starts

0.5mo6moAug 2019(i.e. S19B)

Semester starts (SSP starts
someOme in this semester)(A) 2-stage review process?
1st SSP proposal

Preliminary
acceptanceEsOmated
performanceMinor
revisionsFinal
acceptanceStart SSP

2nd SSP proposal

Major
modiﬁcaOon

Validated/realperformance?

By Takato (2015,PFS collab. mtg. )(B) Single review process, but set mulOple performance
criteria depending on science goal?
SSP proposal(a) “easy” obs.
(b) “diﬃcult” obs.
EsOmated
performance

AcceptanceReadinessreview (a)Start SSP (a)Readinessreview (b)Start SSP (b)(C) Start a review process aser the instrument successfully passes
the open-use readiness review.

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発表概要
(ほぼ岩田さんのご依頼内容)• PFS開発状況のアップデート(コミッショニング計画を含め)• PFS SSP の検討状況、タイムライン• PFS コラボレーションの枠組み、国際パート
ナーの参加条件、データアクセス• 将来的なPFSの機能向上やSSPの後の観測計画など、長期的なプラン
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The PFS collaboraOon
The Chinese consor;um newly joined in Dec 2015.
Peking University joined the consor;um in Aug 2016.

Note: An SSP survey will be proposedwith “all Japan” elements in the team.

16

PFS organizaOon chart
PFS Steering CommitteeKavli IPMUNAOJ & Subaru

PI & one representative from PFS
partner, Subaru, SAC, PS (+ PM)

Murayama (PI)Hayashi, Arimoto

PFS Science TeamPFS Project Office

Subaru Divisions

Co-Chairs: Takada [PS] (Kavli IPMU)& Ellis (ESO/UCL)

Tamura [PM, SE], Shimono, Ishizuka
Yabe, Moritani (Kavli IPMU)
Takato (Subaru), Kamata, Ueda
(NAOJ)

Cosmology

GalacticArchaeology

Galaxies& AGNs

New Development
Takato, Minowa,
T. TamuraManagement Team

Systems Engineering Team

Tamura(, Shimono) and 1-2
representatives per instituteTamura, Moritani, Shimono & 1-2
representatives per institute

Fiber
Positioner

Prime Focus
Instrument

Spectrograph
SystemSystem
SoftwareData Reduction
Pipeline

CIT-JPLASIAA, CIT-JPL

LAM

IPMU

PU, LAM

Tel. Eng.,
Inst., OCS,
CDM, …

Fiber
SystemMetrology
Camera System

Detectors& DewarsExposure Targeting
SoftwareDatabase & dataarchive

USP, LNA

ASIAA

PU, JHU

MPA

IPMU, NAOJ, JHUPFS collaboraOon policy• PFS Principles of OperaOon (Ver. 2, Apr 2016)• InsOtuOonal Membership (§ 6)

PFS Principles of Operation
version 2April 7, 2016

– (装置開発への貢献に基づく。初期メンバー機関以外 Contentsは cash での貢献が強く期待されている。)– (初期メンバー機関の出資が $5-6M 相当なので、)$5M 以上の出資で full membership (steeringcommijee で one vote の権利)参加となる。
– 複数機関による出資(ParOcipaOon Group)でも可。
– $5M 未満の出資で参加する枠組みもある(1/5 x $5M = $1M per staﬀ がベースライン)。
– 具体的に誰(faculty and/or research staﬀ)が加入するか等の詳細は MOU に記載。
– １人の senior scienOst につき、最大４人までの “junior scienOsts” (直接関わりを持つポスドクや学生)が一緒に参加できる。
– 日本の研究機関に所属している研究者は関心があれば無制限に参加可能。海外の日本人研究者のうち、PFS メンバー機関以外に所属している方々は、サーベイ検討には参加できるが基本的にデータアクセスはない(次スライド)。
1 Preface12 PFS organization; definitions

13 Project Membership and Data Access
3.1 Survey Participants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Builders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 External Participants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 External Collaborators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Continuing Collaborators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

222
333

4 Science Policies
4.1 Announcement of Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Student Theses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Science Projects and the Roles of the Working Groups . . . . . . . . . . . .

44455 Publication Policies
5.1 Authorship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Technical Papers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Internal Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55666 Institutional Membership

67 Responsibilities and Membership of the Steering Committee

78 Access to HSC data

89 Scientific Ethics and Integrity

810 The PFS Collaboration Post-SSP

9118

PFS collaboraOon policy (cont’d)• Project membership and data access (§ 3)
StatusSurveyParOcipant
Builder

Descrip>on

Full data access?

PFS 機関に属しサーベイ計画立案や研究、装置開発に携わ¢るスタッフ。

ExternalParOcipant

サーベイ検討や装置開発に相当程度の貢献をした人がPFS 外の機関に異動する場合、PFS 内部からの要請があり承認を経ればこのステータスに移行し引き続き参加できる(ただしポスドク、学生は External Collaborator への移行手続きが必要)。

¢ExternalCollaborator

PFS 外の人に対し、特定の研究について PFS 内部から要請があり承認された場合、このステータスで参加可能になる。

✕(承認を得た研究用データに限る)

ConOnuing
Collaborator

PFS のデータを使って研究を始めた人が PFS 外の機関に異動になった場合、承認されれば、その人のポスドク、学生も含めこのステータスに移行し引き続き参加可能。

✕(すでに承認を得た研究用データに限る)• Access to HSC data (§ 8)– HSC collaboraOon 外の機関に属する PFS メンバーは、PFS SSP サーベイの検討目的に限って必要情報にアクセス可能(その情報「だけで」科学論文を書くのは不可)。
19長期的(post SSP)ビジョン• PFS steering commijee にて「時々」話題にのぼり議論されている。
– まずはちゃんと完成させ、SSP で結果出すのが先決。
– PFS 内部では、意見を集約する以上に議論できない。

• Post SSP (SSP-1) 時代の PFS へのアクセスについて現段階での「所感」– 「PFS を共同利用装置としてすばるに納入」 ＝ 「すばるの運用に出資」という考え方もできると期待している。
– 装置開発への貢献が、PFS コラボレーション加入に必要な条件。すばる自体の運用に関わる国際パートナーとの関係は不可避な議題。
– 一方、望遠鏡・観測装置の強固な運用体制が不可欠なことも自明。
Win-win を目指して SAC・観測所・コミュニティと議論をしていきたい。

• PFS のアップグレード(2010 年以前から PFS 内部でも議論有)– 高分散分光器(R~50,000)の製作と(選択的)ファイバーフィード– 面分光モード追加(面分光装置化？)

20

8th PFS collaboraOon meeOng(tennet: 14342, gopira: 407)

• Dec 12-16 at Johns Hopkins University, BalOmore USA– Dec 13-14: Joint session (science team & technical team together)– Dec 12, 15, 16: Breakout sessions• Dec 12: MeeOngs of individual science WGs• Dec 15: MeeOng of science WG co-chairs• PFS プロジェクト、装置とその開発状況やサーベイ計画検討状況を知るには絶好の機会ですので、関心のある方はぜひ参加をご検討ください。
– Pre-registraOon サイト hjps://goo.gl/forms/TxWxCzBXSFYygwBW2– 若干名の旅費サポートの財源を確保してあります。補助を希望される方は世話人(j-pfscm2016 at pfs.ipmu.jp)までご連絡ください。

• PFS プロジェクトへの参加も是非ご検討ください。関心をお持ちの方は、hjp://sumire.pbworks.com/ でアカウントを取得していただくと様々な情報にアクセスできます。

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