小惑星の位置合わせと
グリッドの応用
寺薗 淳也
(日本スペースガード協会
BATTeRSプロジェクト/
(財)日本宇宙フォーラム)
[email protected]
[email protected]
http://www.spaceguard.or.jp/
http://www.terakin.com/
クレーンで吊り下げられて運ばれる1m望遠鏡
の架台(2001.12)
観測施設整備の背景
• 近年、「宇宙のゴミ」(スペースデブリ)の数が激増し、人類
の宇宙活動に対する脅威となりつつある
大きさ10cm以上のデブリだけでも9000個以上、もっと小さなデブリは無数に存在し
ていると確かめられている。mmオーダ以下のデブリでも、船外活動中の宇宙飛行
士に当たれば、致命的なダメージを与える。
• また、小惑星の地球への衝突は、人類文明を一瞬にして
破壊してしまう、潜在的な可能性を秘めている。
直径10kmの小惑星が衝突すれば、恐竜絶滅時とほぼ同じような事態になり、人類
文明は存続の危機に立たされる。
宇宙からの脅威を見張る設備が必要!
小惑星・デブリ等観測施設の整備
• 平成10年度から6年計画で、岡山県に観測施設を整備。
• 光学設備(望遠鏡)による監視施設(美星スペースガード
センター=BSGC)と、電波(レーダ)による監視施設(上斎
原スペースガードセンター=KSGC)の2つの施設を整備。
• 旧科学技術庁の特別電源所在県科学技術振興事業補
助金を利用し、(財)日本宇宙フォーラムが施設整備を実
行。
• 平成13年度(2001年度)までに光学施設(BSGC)は整備完
了し、現在運用段階。また、レーダ施設(=KSGC)につい
ては、平成15年度(2003年度)までに整備完了予定。
美星スペースガードセンター
• 口径1m、50cm、25cmの3種類の光学望遠鏡により、主に
地球近傍小惑星、及び人工衛星やスペースデブリの光
学観測を行う。
中央のドームが大型観測棟(1m望遠鏡)、奥側のスラ
• 観測は、宇宙
開発事業団か イドルーフに、50cm望遠鏡と25cm望遠鏡がある。手
前はラベンダー畑。右手奥は町立美星天文台。
ら(財)日本宇宙
フォーラムが委
託を受け、NPO
法人日本スペ
ースガード協会
が実施。
1m望遠鏡
• 小惑星やデブリ観測の主力となる望遠鏡。
• カメラには10個のCCDがモザイク上に配列され、視野角
3°という広い範囲を同時に撮像することが可能。
焦点モード
カセグレン焦点、合成 F=約 3
視野直径
3 度角
最大追尾速度 赤経・赤緯 1°/sec 以上
架台方式
フォーク式赤道儀
CCD カメラ
CCD 温度
視野直径約 160mm
2000×4000 ピクセルの CCD を 10 個使用
観測時 -100℃
1m望遠鏡
左…据えつけが完了した1m望
遠鏡(2001.12)
下…CCDカメラを取りつけた1m
望遠鏡(2002.2)
CCDカメラ
2000×4000ピクセルの領域を持つ高感度CCDを10枚使用。
50cm望遠鏡
↑1m望遠鏡用ドームと50cm望遠鏡
50cm望遠鏡及びCCDカメラ→
これまでの状況
• 2001年4月より、50cm望遠鏡、及び25cm望遠鏡によるテスト観測を開
始。2000年10月には、BSGC初の地球近傍小惑星発見(2000UV13)。
• 2001年11月に新たな彗星を発見。現在、BATTERS彗星(C/2001W2)と
して登録。
• 2001年12月に1m望遠鏡の設置完了。
• 2002年1~2月にかけてCCDカメラを設置。現在テスト観測中。
• 100以上の新小惑星を発見。フォローアップ
観測も実施。
• MUSES-C計画の候補天体である、1998
SF36の光度曲線観測を実施(2001.2)
• 現在、6名の観測者が常駐し、観測を行う。
BATTERS彗星発見時の画像→
BSGCのデータ処理
データ公開のポリシー
•内部ユーザは、観測データへのフルアクセスが可能。
観測直後のデータなどについてもアクセスすることができる。
•一般の人を含め、その他のユーザについては、データ発生後2週間で公開を行う。
(この2週間というタイミングは、他の科学データに比べても非常に早い)
データの流れ
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•
•
データ量が非常に多い。1m望遠鏡の稼働時に出力されるデータ量は一晩で
数十GBにも及ぶ。
データはまず、BSGC内のサーバに蓄積される。必要な解析をローカルに行
うか、画像をそれぞれの機関にダウンロードしてそこで解析する。
美星町が所有する光ファイバー網から岡山ギガビットネットワーク(TAO)を経
由し、倉敷芸術科学大学を通じインターネットに接続。(最大622Mbps)
約3TBのネットワークディスクをセンター内に用意。現在、データベースシス
テムの整備中。
データアーカイブ検索システム
インターネット経由でデータの検
索、ダウンロードなどができるシス
テムを現在構築中。
このシステムの特徴は次の通り。
•
•
•
美星スペースガードセンターのデータ
アーカイブシステムトップページ
•
観測場所や観測対象など、いろ
いろなパラメータでデータの絞り
込みが可能。
データを分割して、あるいは全体
でダウンロードすることができる。
複数データの一括ダウンロード
が可能。
データは(自動的に)圧縮されて
ダウンロードされる。
教育プロジェクト
• BSGCで得られた観測データを利用した「国際小惑星監視
プロジェクト」を実施した(2000年12月~2001年3月)
• このプロジェクトは、主に中学・高校生を対象とした教育用
のアウトリーチプログラムだが、プログラムは一般の人々
にも配布された。これを利用して、一般の人も多数応募し、
一緒に小惑星探しを行った。
• このプロジェクトを実施するため、小惑星発見用のソフト
ウェア「アステロイドキャッチャーB-612」を新たに開発した。
このプログラム自体は、当時のBSGCのネットワーク回線
が非常に細かったことを考慮してCD-ROM形態で配布さ
れた。
本格稼働への準備
データ様式の検討(FITSヘッダ)
•
•
観測データは、天文分野で一般的なFITSというフォーマットで出力されるが、
このヘッダの仕様を決めることが、観測データの迅速な流通には不可欠。
FITSヘッダの様式などについて、望遠鏡の仕様なども考慮しながら検討中。
小惑星の自動判定
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•
現在は、小惑星の判定については、観測者がパソコン画面上でのブリンキ
ングによって判別している。
しかし、1m望遠鏡が本格的に稼働したら、データ量からみてとても間に合う
ものではない。
そのため、ブリンキングを自動的に行い、小惑星を自動発見するためのソフ
トウェアを開発中。
小惑星の同定処理
同定方法については現在検討を進めているところであるが、大体
の処理の流れは以下の通り。
CCDから出力されてきたデータを分割
画像補正
(Flat field,thermal,biasの各補正)
WCSを計算
星像の検出、移動天体ピックアップ
データ処理に必要とされる能力
• これらの同定処理を、リアルタイム、ないしは準リアルタ
イムで行うとすると、かなりのCPUパワーが必要。
– 少なくとも、所内のネットワークを使ったグリッド処理で、かなり解決でき
る部分がある?
– 汎用性や効率性も考えなければならない。その意味からもグリッド技術
を応用するのが最適。
• 大容量のデータを蓄積し、それを送信する技術も必要。
– ネットワーク速度はいくらあっても足りないが、システム内部で限界が来
るなら、ネットワークアーキテクチャで克服するしかない。
– グリッド技術を応用して、並列的なデータサーバのアーキテクチャを組め
ると魅力的。
グリッド技術の応用範囲として
• 広い範囲に分散しているディスクを、ネットワーク経由で1
つのストレージとしてまとめ上げるような技術。(ネット
ワーク経由でのLVMのような概念)
– 内部ネットワークであれば、ストレージを1つの単位で管理できる。また、
ディスクの追加や交換も極めて簡単。
– 外部ネットワークであれば、たとえば、ディスクが余っている組織のディ
スク領域を(一時的に)借りるなどして、柔軟なディスク構成が組める。
• 並列ネットワークのアーキテクチャ
– あえてグリッド技術といわないまでも、現存する技術を組み合わせること
によって克服できるか?
– 1つのデータを並列で送受信することで、スピードが速くなることは確か。
問題はそれをどのように実現するか…。
今後の予定
• システムのさらなる整備
1m望遠鏡からのデータが出はじめるのに合わせて、シス
テムのチューンアップ、総合性能の向上を行う。
• 小惑星同定アルゴリズムの検討、実装
プログラム作り、テスト、そして実運用へ。
• 定常運用体制へ
テスト観測から、定常的な観測へ。小惑星検出やデータ整
理など、定常作業をできる限り自動化し、観測に集中でき
る態勢を整える。
• 他プロジェクトとの連携
フォローアップ観測などを通じた連携を。
ダウンロード

移動天体探し