Critical design review of the metrology camera system / メトロロジカメラシステム詳細設計レビュー会議

The metrology camera system (MCS) is one of the PFS subsystems that has been developed by ASIAA (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics) in Taiwan. MCS will be the key component for quick fiber configuration. It is a camera system mounted at the Cassegrain port of the Subaru Telescope looking up the prime focus where the ~2400 science fibers and ~100 fiducial fibers are populated. In the process of fiber configuration, these fibers are “back-illuminated”: In other words the fiber tips at the side of spectrograph system are illuminated so that the other ends at the prime focus are lit. MCS will then take the images of these back-lit fiber tips so that one can measure their positions on the focal plane, see how far away they are currently located from the requested positions, and send commands to the fiber positioner system accordingly. MCS has a field of view large enough to image all the fibers at the prime focus by one exposure, which greatly simplifies the process (e.g. no need to stitch a number of images to scan the entire field) and shortens the fiber configuration time.

As design studies are getting completed, we came to a position where the team should have the designs reviewed from independent viewpoints. This time in order to review in particular the mechanical design and Integration & Test (I&T) plan in detail, we invited several experts as reviewers, half from the Subaru observatory and another half from the PFS project but working for the other subsystems. We had this Critical Design Review (CDR) on Sep 22 and 23 at ASIAA with TV connections to a few other places. According to the review report, the team at ASIAA applied further updates to the design and I&T plan and we had another review meeting as a “delta” CDR on Dec 3 where we confirmed improvement and risk mitigation had appropriately been implemented. The team will soon start fabrication aiming at the delivery of MCS to Subaru sometime around the end of 2016.

MCS (MCS mechanical design)

メトロロジカメラシステム(metrology camera system = MCS)は、 台湾の ASIAA(中央研究院天文及び天文物理研究所)が開発を進めている PFS のサブシステムの一つで、ファイバーの先端を天体の位置に正確に配置する際にカギとなる装置です。MCS はすばるのカセグレン焦点に取り付けられ、約2400本の天体観測用ファイバー(サイエンスファイバー)と、配置の際基準となる約100本の固定ファイバーが並ぶ主焦点を見上げる形になります。ファイバー配置を行う際には、これらのファイバーに主焦点の反対側、つまり分光器側の先端から光を入れることで、主焦 点側のファイバー端を光らせます。MCSでこの光ったファイバー端の画像を撮ることにより、それぞれのファイバーが今主焦点面のどこにいるか、到 達すべき場所からどのくらい離れてしまっているかを正確に把握し、ファイバー配置システムに命令を送ることができます。MCSの視野は一回の露出で主焦点にある全てのファイバー端の画像を撮れるほどに広いので、例えば何枚も小さな領域の画像を撮ってつなぎあわせる必要もなく、素早くファ イバー配置を進めていくことができます。

MCSの設計が完成に近づき、設計者とは独立の視点で特に機械設計とパーツの組み上げ、試験手順について詳しくチェックする段階になりました。そ こで、ハワイ観測所と、PFS チーム内で他のサブシステムを開発しているメンバーから数人ずつを審査員として招き、詳細設計審査会議を 9/22、23 の二日間、ASIAA と各所をインターネットでつないで行いました。ここで得られた 審査員からの提案に従い ASIAA のメンバーはさらに検討を重ね、12/3 に差分審査会議を開催、設計や組み上げ・試験手順に期待通りの改善やリスク回避策の導入を確認できました。チームは今後、2016年末頃のハワイ観測 所への輸送を目指し、ハードウェアの製作に入ります。

MCS (MCSの機械設計図)

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