The prototype fiber cable has been installed on the telescope/ 試作ファイバーケーブルを望遠鏡に敷設


We reported that Metrology Camera System had been installed to the Subaru Telescope for the test. MCS, however, is not the only instrument for PFS to have been installed to the telescope. The prototype fiber cable was also routed on the telescope to test the optical performance about a half year ago. The work was done a little long time ago, but we would like to report the installation work of the prototype fiber cable in this article.

In the PFS instrument, the light from the sky is fed to the one end of an optical fiber at the prime focus of the Subaru Telescope and is emitted out to the spectrograph modules from its other end. The spectrograph system is such a long distance away from the prime focus (http://pfs.ipmu.jp/instrumentation.html), that it is crucial to transmit the light in the fiber as efficiently as possible. Previously, we reported the completed integration of 50m-long prototype fiber cable that ranges from the telescope top-end to the clean room to accommodate the spectrograph system. In January 2018, we installed the prototype cable on the Subaru Telescope and tested its optical performance there.

In advance of the installation work, firstly in the Subaru Hilo base facility, we checked a sample of fibers in the fiber cable and confirmed that their optical performances are consistent with those we saw at the factory. We repeated the same check after the cable was transported to the Subaru summit facility, and then went ahead to the installation work.

In the figure, several photos representing the sequence of the work are presented. First of all, the cable was loosely routed on the floor in the telescope area, and then its one end was lifted up by the crane and was installed on the top of the telescope. Then the rest of the cable was routed down along the ladder at the side of the telescope structure, drawn into the telescope enclose building through the clearance near the telescope elevation axis, further routed inside the building and then reached to the inside of the clean room for the spectrograph system.


Snapshots of integration work. The arrows show the sequence of the work: (1) The fiber cable is loosely routed on the floor in the telescope area. (2) & (3) Its one end is lifted by the crane to the telescope top end. (4) the cable is installed on the telescope top-end. (5) The cable is routed down along the ladder at the side of the telescope structure. (6) The other end of the cable is drawn into the telescope enclosure building through the clearance near the telescope elevation axis. (7) The cable is further routed inside the enclosure building. (8) The cable is fully routed up to the clean room for the spectrograph system.

This installation work was carried out on Jan 30, and subsequently for the three days after that, the optical characteristics of the fibers in the cable were measured, with attempts to optimize the way of routing the cable. Through these processes, we managed to obtain not only important know-hows to install the cable but also valuable data about the optical performance of the fibers on the telescope. We will come back in the near future for further data acquisition and cable route optimization to prepare for the real cable installation.


メトロロジカメラが試験のために望遠鏡に取り付けられた、と紹介しましたが、実はメトロロジカメラ以外にも試験のために望遠鏡に取り付けられたものがあります。ファイバーケーブルの試作ケーブルです。半年ほど前の話題ですが、今回は試作ファイバーケーブルの望遠鏡敷設のお話です。

PFS では、天体からの光をすばる望遠鏡の主焦点で光ファイバーの一端に導入し、もう一方の端から分光器に射出します。主焦点と分光器は物理的にだいぶ離れたところにあるので(http://pfs.ipmu.jp/instrumentation.html )、両者の間をできるだけロスなく光を伝達することが重要になります。ここで必要になるファイバーケーブルのうち、望遠鏡の筒頂部からドーム建物の中を通りPFS分光器が設置される特設室(クリーンルーム)までの 50m 程度の部分の試作ケーブルが完成したことは以前の記事で紹介しました。2018年1月末に、この試作ケーブルを望遠鏡へ敷設し、光学試験を行いました。

敷設作業に先立って、まずはヒロ市内にある山麓施設でファイバーの光学性能を調べ、製作後の工場での状態と矛盾ないことを確認しました。その後、望遠鏡のある山頂へケーブルを運び、ここでも同様の確認作業を行ったのち、敷設作業を行いました。

一連の作業工程の様子を収めた数枚の写真を図にまとめましたのでご覧ください。まず、ケーブルを望遠鏡直下の床に広げた(1)のち、ケーブルの望遠鏡筒頂部に取り付ける側の一端をクレーンで引き上げて望遠鏡に取り付けて行きます(2~4)。次に、ケーブルの他端をドーム建物に引き込み、PFS分光器を設置するクリーンルームのある4階まで引き上げていきます(6~7)。


試作ケーブルの望遠鏡敷設の様子。矢印の順に、(1)ファイバーケーブルを望遠鏡のある観測床に広げておいたところ、(2)及び(3)ファイバーケーブルの、望遠鏡の筒頂に設置する方の一端をクレーンで引き上げているところ、(4)望遠鏡筒頂でのケーブル設置作業、(5)筒頂から望遠鏡側面のはしごに沿って這わされたケーブル、(6)ケーブルのもう一端を望遠鏡高度軸付近からドームの中へ引き入れる、(7)ドーム内に引き入れたケーブルを這わせていく様子、(8)ドーム4階にあるPFS分光器用のクリーンルーム内まで引き上げられたケーブル。

この敷設作業は2018年 1月30日 に行われ、引き続いて 1月31日から2月2日には光学データを取得し解析、その結果に基づいて議論しながら、より適切な形で光が分光器側へ伝わるケーブルの敷設方法を模索しました。敷設のノウハウとともに、ファイバーの望遠鏡上での性能について貴重なデータを取得できました。今後機会を改めて再びデータの取得と調整作業に臨み、実際のケーブル敷設作業につなげていく予定です。


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