全体計画：「我国の取るべき道」 （Executive Summary 最終節）

Presentation on theme: "全体計画：「我国の取るべき道」 （Executive Summary 最終節）"— Presentation transcript:

1 全体計画：「我国の取るべき道」 （Executive Summary 最終節）
光赤天連シンポ 「光赤外将来計画：将来計画のとりまとめ」 2016年2月9-10日 松原英雄　（ISAS,JAXA）

2 1.5節の内容 天文学・宇宙物理学全体の動向 分野横断・連携と国際連携の考え方 若手研究者の育成や技術継承に関する考え方
光赤外分野外の主要な我が国の計画 日本学術会議の動向 宇宙科学ロードマップ／我国の宇宙科学の実行戦略 世界（欧米）の動向 分野横断・連携と国際連携の考え方 分野横断・分野連携 国際連携の戦略 若手研究者の育成や技術継承に関する考え方 多様なデータベースの整備の重要性 大学主導の中小規模プロジェクトの重要性 戦略的な技術開発の重要性 2030年代への展望

3 1. 天文学・宇宙物理学全体の動向 光赤外分野外の主要な我が国の計画
宇宙の構造の起源： LiteBIRD（宇宙マイクロ波背景放射偏光揺らぎBモード成分の検出に特化した衛星)が宇宙科学・探査プログラムの戦略的中型計画の候補。2020年代を超えて実現を目指すDECIGO（原始重力波のスペースアンテナ）がある。 物質・エネルギーの本質： ダークエネルギーの状態方程式（の進化）については、我々光赤外分野の将来計画以外には計画がない。ダークマター検出を狙う計画としてGAPS（宇宙線物理学分野、気球実験）がある。 揺らぎの種からの構造形成： SKA（国際協力による開口面積1平方キロメートルの巨大なcm波・m波帯の長波長電波干渉計）が2020年代後半に実現予定。 バリオン物質の織りなす多様な宇宙： 電波（VLBI）ではEvent Horizon Telescope（地上）によるブラックホールの直接撮像、K-EUSO（最高エネルギー宇宙線観測、スペース、海外主導プロジェクト）や、Athena（X線、銀河と巨大ブラックホール形成・大規模構造形成、ESA Lクラス）に小規模プロジェクトとしての参加、DIOS（X線、大規模構造形成）等、公募型小型衛星計画がある。 惑星系形成： 光赤外分野外には特にない。地上大口径光赤外望遠鏡やJWSTと相補的な役割を担うSPICAが重要ミッションである。 バイオマーカー探査： 光赤外分野外には特にない。WFIRST（コロナグラフ）への参加が高い優先度に位置づけられる。

4 天文学・宇宙物理学全体の動向（続） 日本学術会議の動向 宇宙科学ロードマップ／我国の宇宙科学の実行戦略
日本学術会議の「学術の大型施設計画・大規模研究計画に関するマスタープラン」（以下、マスタープラン）は、2014年に第２２期版がリリースされた。そこで採択された「学術大型研究計画」（実施期間5--10年程度、及び予算総額数十億超（上限なし））は新規192件であった。さらに、その中より「重点大型研究計画」27件を採択した（天文・宇宙物理関係では、SKA、LiteBIRD、SPICA）。2017年に向けてマスタープランの改訂の動きが始まっており、注視していく必要がある。 宇宙科学ロードマップ／我国の宇宙科学の実行戦略 従来のボトムアップ、良いミッションが競争を勝ち抜いて実現するという基本方針は尊重するものの、宇宙科学全体の方向性を政府・社会に向けて発信する上では戦略性をもって長期計画を立案することが必要である。2014年末から2015年初頭にかけて行われた「コミュニティからの目標・戦略・工程表」（Request for Information: RFI）の提出を受けて、宇宙研としての独自戦略のまとめが行われつつあるところである。 まず光赤天連・高宇連・CMB実験コミュニティ・VLBI懇談会・CRCといったコミュニティの工程表を分析し、宇宙物理学全体が今後取り組むべき主要二大課題「宇宙の物質と空間の起源」、「宇宙における生命の可能性」を掲げた。 次に（あくまで宇宙研の独自戦略としてではあるが）優先するプロジェクトを具体的にまとめている。その中には光赤外分野からはSPICA,　WFIRSTをそれぞれ優先するプロジェクト・戦略的に国際協力を進めるべきプロジェクトとしている。 公募型小型計画については、特に戦略的に優先するプロジェクトを明示していない。光赤外分野が推す公募型小型計画候補は、他分野の候補との厳しい競争を勝ち抜いていかねばならない。

5 コミュニティからの目標・戦略・工程表から、宇宙科学の実行戦略へ」
コミュニティからの目標・戦略・工程表から、宇宙科学の実行戦略へ」　 (宇宙科学・探査プログラム検討チーム、　JAXA 宇宙科学研究所、2015 年12 月）

6 天文学・宇宙物理学全体の動向（続） 世界（欧米）の動向
米国（NASA)においては、JWSTのシステム試験と観測準備が2018年の打ち上げに 向けて順調に進んでいる。 New Horizon Decadal Surveyの最優先ミッションと位置 づけられたWFIRSTも進行中である。比較的小規模のExplorerプログラムや他機関 主導ミッションへの参加の枠組み（Mission of Opportunity）の公募が2年に一度行 なわれている。　一方ESAは、Cosmic Vision の枠組みの中で、宇宙科 学ミッション（S、M、Lの3クラス）が選定・開発が進行中である。現在MクラスはM3 まで決定されていて、M4は一次選抜まで終了。SPICAはM5に応募予定である。Lク ラスは、L1（JUICE）とL2（ATHENA）が選定されている。 なお米国において、2020 Decadal Surveyの準備としてJWSTやWFIRSTに続く基幹 ミッションの検討が始まっており、以下の4つの候補が挙げられている： The Far IR Surveyor The Habitable-Exoplanet Imaging Mission The Large UV, Optical, and IR Surveyor The X-ray Surveyor 4つの内3つまでが光赤外分野のミッションであることは特筆に値する。後で述べる 2030年代に向けての計画の策定の上でもコミュニテイとしてこの検討に関わること が必要と考える。

7 “Exoplanet Exploration Program Analysis Group (ExoPAG) Report to Paul Hertz Regarding Large Mission Concepts to Study for the 2020 Decadal Survey”

8 2. 分野横断・連携と国際連携の考え方 分野横断・分野連携 国際連携の戦略 ここは未だ、今一つ書けていない・・・
我々の研究ターゲットである天体現象の解明には、多波長の観測手段を併用しなければならないことが多い。また、多波長での観測手段が充実して来た昨今、観測手段を特定の波長に限る必然性はもはやない。 あくまでサイエンスからの動機付けにより様々な手段を使いこなす「グローバル研究者」が2020年代には主流となっているだろう。またそうした研究者の育成を目指すべきと考える。 HiZ-GUNDAMの支援の枠組みを模索する中で高宇連との分野横断型プロジェクト推進委員会の設置は、この流れに沿った動きであった。引き続き光赤天連は、高宇連・宇電懇等他波長コミュニティとの連携を推進する。 なお特定の波長分野に限るのでは、スペースプロジェクトの実施頻度は限られ、開発運用経験を若手に継承していくことが難しいが、波長分野に拘らないスタンスがあたり前であるなら、衛星共通技術の開発や運用経験の豊富な若手の確保が可能であると考える。 国際連携の戦略　 今後の将来計画は国際協力・国際連携のもとに進められるものが大半を占める。計画が巨大になればなるほど、国際協力は実現のために必要不可欠となり、特に欧米の動向は重要である。 例えば新しい枠組みの下でSPICAはESAが（経費的にも）主導する。TMTに於いても日本を始め東アジアの寄与は大きくなってきたものの米国の経費負担が最大である。従って我々の将来計画の実現には、欧米パートナーの動向を良く見極めて対応をとっていく必要がある。 アジア戦略？？東アジア天文台のこと？？ ここは未だ、今一つ書けていない・・・

9 3.若手研究者の育成や技術継承に関する考え方
多様なデータベースの整備の重要性 どんな計画にも目標と成果物が定義され、実現後のミッションの達成度はそれらによって評価される。しかしそれが全てではない。バリオン宇宙の織りなす多様な宇宙の観測データは、様々な視点で活用することができ、それこそが新しい知見をもたらす事に繋がる。従って天文・宇宙物理学者であれば誰でも使える、多様かつ信頼できるデータベースの整備を怠るべきではない。コミュニティの資産として良質のデータベースを整備し続けることで、巨大プロジェクトに関わることができない地方大学の若手研究者にも最先端の研究機会を与え続けることができる。 大学主導の中小規模プロジェクトの重要性 TMTやSPICAといった基幹大計画が実現し、公募型の観測的研究の機会がコミュニティにもたらされるようになっても、関わっている国際パートナーが多く世界中にユーザーが無数にいる以上、一人一人が得られる観測時間は必ずしも多くはなく、代替となる研究手段を多くの研究者が必要とするだろう。 また、幸いなことに、宇宙は多様性に満ちており、必ずしも大型計画に依ることなく観測研究が可能である。従って、大学主導で進める中小望遠鏡や、観測ロケット実験による様々な観測研究を今後も推進していくことが必須である。 これらは研究者の自由な発想に基づき柔軟に行えるものであり、優れた研究者の育成において大変有効であるからである。

10 3.若手研究者の育成や技術継承に関する考え方（続）
戦略的な技術開発の重要性 国際協力でプロジェクトを推進するのが当たり前となっていく時代に生きる以上、全ての必要な観測技術を網羅的に高める必要はない。 しかし我国の立ち場を強化するという戦略的な観点において、我が国の「お家芸」と呼べる技術を幾つか持ち、継続的に発展させていくことが肝要である。 具体的には軽量望遠鏡の製作・評価に関する技術、ユニークな波面補償技術、極低温冷却技術、独創的なセンサー技術、等が挙げられる。　 また次節に述べる2030年代に実現すべき計画の立案を進める上で、鍵となる技術開発を戦略的にすすめるべきである。 スペース計画で言うならば、例えばJWSTやWFIRSTを超える高性能望遠鏡を実現する技術（鏡面の作成や波面補償）、WFIRSTを超えるコントラストを実現するコロナグラフ、等が考え得る。

11 年代への展望 最後に2030年代を見据えての長期的な展望について述べる。サイエンスからの要求が時代と共に厳しくなるにつれ装置は大型化し技術的な難易度も増大してきた。 TMTに続く地上大型計画を立案するのか、それともSPICAではカバーされない科学目標を満たすスペース次期計画を立案するのか？例えば、前述のようにWFIRSTに続くハイコントラスト系外惑星直接撮像・分光に特化したミッションの計画は今のところ存在しない。 いずれにしてもはっきりしていることは、TMTとSPICAの成果を受けて将来計画を立案するのでは、技術的な難易度とプロジェクトの規模から推測するに、次期計画の実現は2040年代になってしまうだろう。従って、我々はここでロードマップの検討を一旦終了するのではなく、引き続き検討を続けていくことが肝要である。 一つの目安として次期計画のタイムラインは以下のように考えることを提案しておく： : Visionary Survey 2020: Identification of Mission Concepts to be Studied 2021: Science/Technology Developed Team (+ Study Office in ISAS for the Space Program) 2024: Solicitation

12 光赤天連シンポ 「光赤外将来計画：将来計画のとりまとめ」 2016年2月9-10日 松原英雄 （ISAS,JAXA）
議論 ～検討書の今後の進め方～　 光赤天連シンポ 「光赤外将来計画：将来計画のとりまとめ」 2016年2月9-10日 松原英雄　（ISAS,JAXA）

13 3. 残された課題 （昨日版から修正） 本シンポジウムにて以下の課題の対処について決定・確認したい：
3. 残された課題　（昨日版から修正） 本シンポジウムにて以下の課題の対処について決定・確認したい： ～サイエンス課題のとりまとめはこれで良いか？～ ～スペースと地上のロードマップはこれでよいか？～ ～全体計画の進め方はこれでよいか？～ ★検討書最新版は以下よりダウンロードを： 表紙や口絵のデザイン（カラー） ＜方針＞　前回同様の考え方をとる（主要な多波長の天空（天域）画像と主要な観測装置を配置する）、でよいか？ 印刷部数・配布先の方針～経費との兼ね合い 印刷版の製作開始：　何とか2015年度内に（3月中） Executive Summaryの英訳について：　 ＜方針＞　要旨(1.1節）と主要な図のキャプションだけ英訳するのでよいか？

14 表紙の材料になりそうな図

15 ＜リマインド＞ 4. 今後の日程と進め方: 2016/2/9-10: 光赤天連将来計画シンポジウム
＜リマインド＞ 4. 今後の日程と進め方: 　　　　　 2016/01/15: フルバージョン第4章・第5章の改訂／執筆期限（でした） 　　　（第3章（サイエンス）は、「活動経緯」を除いて改訂版が届いてます） 2016/01/18：　第6回　編集全体会議 2016/01/22-26: 第2回事務局（集中）作業＠宇宙研 2016/2/9-10:　光赤天連将来計画シンポジウム ロードマップの最終報告会　 確認と議論の会 2016/2月22日：　Executive Summaryの修正。他、指摘事項に対して各班から修正版を送付。 2016/2月下旬：　第3回事務局（集中）作業＠宇宙研 2015/3月7日:　原稿チェックの最終報告。印刷版準備開始 2015/3月14日：　印刷版業者に発注 2016/？月：　公開・配布　（要検討）

16 A/Iリスト No セクション 内容 担当 期限 1.2節 （Executive Summary、サイエンスまとめ）
吉田さんのプレゼンスライド（サイエンスのキメの図）幾つかを取り込む 動物園（※）は何か別のものに 矢印だらけの図1.2は第3章1節に移動。 吉田 ↓ 松原 2/19 1.1 節及び1.5節（Executive Summary、要旨及び「全体計画」） 地上研究者とスペース研究者が今後どのように支え合って、将来を切り拓くのか、加筆する。 （編集委員会） 1.1節及び第2章 今回の検討では、必要とする装置は、2020年代に実現されうる、という現実路線をとったことを追記。 1.3節　（Executive Summary, スペース） 1.3.2 と1.3.3を並び替える。 WISHの扱い、冒頭に追記。 1.3.4 （2030年代）の修正。 松原（スペース班） 1.5節 （Executive Summary,全体計画） 「全体計画の推進」の完成版を作成 松原（編集委員会） 表紙 表紙のデザインの方針を定める シンポ参加者 本日 方針に従って表紙をデザインする 3/7 ーー 出版物の方針を定める（Exec. Summaryだけか、フルバージョンか？印刷部数？） 第1章　（Executive Summary） 英訳についての方針を決定する （1.1節と図のキャプションのみ？）

17

18 この図はExecutive Summaryではなく、第3章の「活動経緯」に移動しましょう。

19 TMT SPICA Subaru 光赤外天文学は、宇宙の加速膨張・バリオン宇宙の多様性とその進化・惑星系形成と進化を解明する 宇宙の始まり
中性化 再電離期 ダークエイジ 初代星、初代銀河、GRB 銀河進化、銀河団形成 100億年 10億年 2億年 38万年 宇宙の始まり 物質創成 インフレーション 光赤外天文学は、宇宙の加速膨張・バリオン宇宙の多様性とその進化・惑星系形成と進化を解明する TMT EXZIT / ソーラー電力セイル HiZ-GUNDAM 京大望遠鏡 巨大ブラックホール進化 原始赤外線銀河、 重元素生成 SPICA 小型JASMINE 138億年 （現在） TAO 大規模構造、 ダークエネルギー 天の川銀河、 中心ブラックホール 惑星系形成 WFIRST / WACO Subaru