| 研究課題/領域番号 |
13359001
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
尾中 敬 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30143358)
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| 研究分担者 |
金田 英宏 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外サブミリ波天文学系, 助手 (30301724)
村上 浩 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・赤外サブミリ波天文学系, 教授 (40135299)
田辺 俊彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (90179812)
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| キーワード | 大型冷却望遠鏡 / カーボンファイバー / 軽量鏡 / 衛星搭載機器 / スペース観測 / 低温物性 |
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| 研究概要 |
赤外線の観測は、天体数の多さから暗い天体によるコンヒュージョンで決まる場合が多い。この検出限界は積分時間を増やしても改善することはなく、空間分解能をあげる以外に限界を下げる手段はない。赤外域での空間分解能は主に望遠鏡の主鏡の口径による回折限界で決まっているため、遠方の天体までの観測を目標とする将来の衛星望遠鏡にとって、大口径、少なくとも、3-4m級の衛星搭載冷却望遠鏡の開発は必須である。本研究では、3-4級の冷却軽量望遠鏡を目標として基礎研究として、カーボンファイバー強化プラスティック(以下CFRP)による冷却赤外鏡の開発を目的とした。特にレプリカ法によるCFRP鏡の製法の確立をめざし、以下の点を確認し、改良・改善を行い成果を得た。
1.150Kでは熱膨張率が2ppm/K以下のCFRPが実現できることを確認した。
2.まず平面鏡を試作し、表面粗さが数mmのスケールで30-40nm程度の鏡をレプリカ法により実現した。この粗さの原因はプリプレグ中の繊維の粗密によることを確認し、改善を行い、その結果約半分まで表面粗さを改善できることを示した。
3.上記の手法を球面鏡に応用し、曲面でも同様の表面粗さが得られることを確認するとともに、曲面の評価を行った。この結果、支持構造のない薄いCFRP鏡では、レプリカ法で鏡面を製作する際にストレスが余分にかかり、十分な表面精度が得ることが困難であることがわかった。これに対して、ハニカムコアの支持構造を取り付けた球面鏡を製作することにより、この精度を上げることができることを示した。
4.以上上記の研究により、CFRPを用いたレプリカ鏡の製法の基礎的な手法を確立した。
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