2018年5月16日水曜日

システムエンジニア的な話


 光学など担当の岩室です。

 今回はちょっと難しい話です。
世の中で良く「システムエンジニア」という職業名を聞くようになりましたが、これってコンピュータ関係の仕事だという事はわかるけど、実際、何をやっているのかよく分からないですよね。「プログラマ」はプログラムを開発する人ですが、「システムエンジニア」はプログラムを組み合わせて必要なシステム全体を作る人です。私は宇宙物理教室のシステムエンジニア的な仕事も行なっています。

皆さん、メールを送ったりブログやインスタをアップしたり色々ネット内での活動をされているかと思いますが、それぞれ、どんな仕組みになっているかご存知でしょうか。メールであれば、メールの送受信をしてくれる「メールサーバー」というのがどこかにあって、それに接続することでユーザーはメールのやり取りができます。ブログやインスタであれば、ネット上に情報を置いて公開してくれる「ウェブサーバー」というものがあって、そこに情報を送ることで掲載してくれます。どれも、大きなネット関係の会社が無料でサービスを提供して運用されていますが、昔はこれらは使いたい人が独自にサーバーを立ちあげて運用していました。宇宙物理学教室は非常に歴史が古く、1995年頃からそのようなサーバーを独自に立ちあげて運用していたようです。現在もその流れを受けて、小規模ながら各種サーバーを自前で立ちあげて運用しています。これは、非常に労力がかかりますが、ユーザーのやりたいことを自由に行なうことができ、また必要なときに自由に改変できますので、短期間だけ設定を変更するなど柔軟な運用が可能となります。

しかし、このサーバーっていうものはどうやって準備するのでしょう?

実は、サーバーを作るのに必要なソフトは全て無料で入手できます。宇宙物理教室では Debian という種類の linux (リナックスと読みます)を使っていますが、Windows のように単一の会社が扱う商品ではなく、linux は世界中のボランティアによって日々開発されているコンピュータを動かすベースとなるソフトウェア(OS と言います)です。Debian はそれをベースにこれまた多くのボランティアによって「パッケージ」と呼ばれる様々な機能を持ったソフトを部品として準備し、linux 上での多種多様なソフトウェアの集合体として開発されたもので、多くのパッケージの中から必要なものだけを組み合わせて目的にあった特殊なコンピュータを作り上げることができます。Windows でも、どんどんソフトを追加インストールして、使い方を増やせますよね。それが、もうちょっと細かく難しくなった感じです。こういう複雑なものは「スクラップ&ビルド」が必要なので、Debian は2年おきに新たなバージョンが公開されており、セキュリティ対策のため、サーバー PC も数年経つと新しいバージョンのもので作りなおす必要があります(古いものはアップデートされなくなるので、攻撃を受けやすくなります)

最近、宇宙物理教室の全サーバーの総とっかえ作業を行いました。まずは、できるだけ性能の高いコンピュータの部品を揃え、自前で組み立てる所から始まります。RAID と呼ばれる、ハードディスクを2台1組で使うボードを追加する事で、片方のディスクが壊れても問題なく復活できるようにします。部品単位で集めて組み立てるのは、こういう特殊な用途のものを完成品で購入すると非常に割高になるからです。量産品は安いですが、特殊なものは高いですよね。次に、この PC Debian linux をインストールします。その後、この PC に内部でソフト的な PC (仮想PC と言います) を動かすためのパッケージを入れます。その中で数台の仮想 PC を作り、それぞれに linux をインストールして(実際はある程度共通で使うパッケージまでインストールした仮想 PC をコピーして増やします)、そこにメールサーバーやウェブサーバーなどに必要なパッケージを入れることで、メールサーバーやウェブサーバーといった異なる機能を持つ仮想PC ができます(他にも、ユーザが外部から入る際のゲートとなる機能をもつサーバーや、ユーザのログイン名やパスワードの情報を管理するサーバーが必要になります)

 こうしてサーバーが出来上がります。見た目は1台の PC ですが中には数台の仮想 PC が入っていて、1台で数台分の役割をこなします。できるだけ性能のいい部品を揃えるのはそのためです。1台目ができたら、それで新しいサーバーの運用を開始し、これまで運用してきたサーバーの中身を新しい OS で同様に作り変えます(数年前の最先端 PC ですが、まだ何とか使えるので)。この作業は、1台目の中身をコピーするだけなので、大した作業ではありません。このような感じで、同じソフト構成にした PC を3台準備し(仮想 PC の台数では10台以上になります)、どれが壊れてもすぐに代わりの PC が使える体制で運用しています(下写真)最近は、昔に比べてセキュリティ対策がどんどん進化し、日々、より防御力の高いソフトが開発されています。そのため、パッケージを入れる際に昔の知識は通用しない部分が多々あり、その度に最近の情勢を勉強しないといけません。システムエンジニアはそういう意味で日々の努力が必要で、頭の固いオジサンには結構厳しい仕事です。




 ところで、岡山天文台をスタートさせるにあたり、そこでもサーバーが必要になります。最近、宇宙物理教室でサーバーを入れ替えたばかりなので、ついでに岡山天文台のサーバーもお古のサーバー PC を使って9割方完成させて昨日持って行ったのですが、何と輸送の途中で RAID を管理するボードが壊れたか、4台あるハードディスクの3台が同時に壊れたかと思われる事象が発生し、岡山天文台用に仮想 PC 4台を作りこんだ私の一週間は水の泡と消えつつあります(まだ復活の希望は少しありますが)。これまで数年間、宇宙物理教室のサーバーとして動かしてきたお古のサーバーなので、長距離の移動は酷だったのでしょうか。こういうサーバークラスの PC を輸送するときは、ハードディスクのヘッドの振れる方向まで意識して載せ、特に縦Gには注意して輸送しないといけないという事、また輸送後は PC の中身を開けてコネクタやボードのささり具合の目視点検が必要であることを学習しました...

(この PC はこの記事を書いた後に無事自己修復できて最重要部分は復活し、一安心でした)


2018年5月1日火曜日

3.8m望遠鏡の愛称は「せいめい」に決定しました!


 こんにちは。広報・サイエンス担当の野上です。

 決まりました!そう、我々の新しい望遠鏡の愛称です。「せいめい」望遠鏡です!今後はせいめい望遠鏡と呼んでかわいがってあげてください。

 昨年10月下旬から12月20日まで愛称募集を行ないましたが、日本全国から1036通+海外から2通の応募がありました。
年齢層も幅広く、幼稚園の年中さんから80代まで応募がありました。
我々の想像を大幅に上回る応募で、関係者一同感謝感激です。
応募していただいた皆様、どうもありがとうございました!

 この中から選ばれたのが「せいめい」です。平安時代の陰陽師、あるいは天文博士として有名な安倍晴明(あべのせいめい)にちなむものなのですが、この方、日本全国で観測を行なったとされています。3.8m望遠鏡の近くに安部山というのがあり、そこでも庵を構えて天体観測を行なっていたそうです。
ということで、京都にも岡山にもゆかりのある天体観測の大先達のお名前をいただきました。また、この望遠鏡で行なうサイエンスの3つの柱、突発天体・現象の即時観測、系外惑星探査、恒星スーパーフレアの中で、系外惑星探査は宇宙における生命の探求に繋がります。
太陽でのスーパーフレアも、地球での生命の発生や進化に大きな影響を及ぼした可能性があります。まさにせいめい望遠鏡にぴったりの研究テーマと言えるでしょう。

 ちなみに下の画像は、3.8m望遠鏡と同じ敷地にある岡山天文博物館のマスコットキャラクターです。その名も「せいめいくん」!
同じく安倍晴明にちなむものですが、あくまでも偶然の一致です。
これホントです。選考委員会には浅口市長など関係者にも入ってもらっていたのですが、選考委員会では一切そういう話は出ませんでした。決定してからそういう話を聞かされてびっくり、という顛末でした。折りしも大フィーバーを起こした羽生結弦さんのフリープログラムの音楽もSEIMEIでした。これも偶然の一致です!ホントです!

 ということで、これからもせいめい望遠鏡、せいめいくん、羽生結弦さんを応援してください!





2018年4月20日金曜日

キュー観測


 キュー観測って何?急観測や旧観測の書き間違い?そうではない。まさか9観測?それはさすがに、、、じゃあ、やけでQ観測とか?おしい。正解はQueue観測。Queueを英和辞典で見ると弁髪とも書いてあるけど、順番待ちの列のことである。で、何の順番待ちの列かというと、ここでは観測プログラム(観測課題)の列のことである。クラシカルな天体観測では、割り付けられた夜に観測者が自身で観測を実行するが、キュー観測はそのようなスタイルをとらない。あらかじめ採択された観測申し込み(プログラムor観測課題)に重要度に応じて優先順位をつけ、また観測条件に応じて順番を決めて、このスケジュールされた「列」に従って、当番の観測者がその夜の観測を次々と進めていく方式のことである。「プロの天文学者は、晴れていれば夜な夜な観測していると思われているらしい。しかし、実際にはそうでもない」シリーズの観測形態のひとつである。観測条件も考慮して順序を決めていくわけだが、観測対象天体の座標(位置)や月の位相(満月とか新月)は予めわかっているので、かなり前から順番の列を作って準備しておくことが可能である。一方、気象条件は直前にならないとわからないので、前日や当日の昼に予想して順序を決めておいて、夜になったらこれに従い順次観測を実行していくことになる。観測途中で急に薄雲が出てきたとかシーングが悪くなってきたという状況になったら、優先順位は低くても、薄雲でも悪いシーングでも観測可能な申し込みを急遽取りあげて観測を実行するといった具合である。優先度の高い観測課題を特定の夜に割り当てて、でも残念ながら気象条件が悪かったのでまともに観測できませんでした、また来年どうぞ、というような事態を避けるのに好都合であるため、最近の大型望遠鏡で採択されつつ方式である。すばると同じく8m級の望遠鏡であるGEMINI望遠鏡では既にかなりの時間はキュー観測で実施されている。すばる望遠鏡でも、可視撮像観測で導入されつつある。
 
 優先度が高いと評価された観測研究の達成率が上がるため、望遠鏡の効率的運用としては利点がある。但し、キューの効率的な組み方、望遠鏡や観測装置のオペーレーションを行なう人員の確保などといった面には注意が必要である。また、他人が観測を実施するので、どの程度の質のデータが取得できればよいのかという判断基準をかなり詳細に示しておかないといけない。また、例えば院生などが観測の現場を肌で勉強していくといった訓練ができない点にも要注意であろう。
 
 さて、20183月に、3.8m望遠鏡の共同利用の具体的な運用方針が、岡山プログラム小委員会から提出されてきた。それによると、キュー観測が望ましい形態とされている。(クラシカルモードも許容しているが、主なモードはキューとされている。)その理由は上記のような面もあるが、どちらかというと、3.8m望遠鏡ではToO(target of opportunity)観測を重視していることが挙げられる。ToO観測は超新星のように突発的に出現する天体の観測を行うものであるから、何月何日に実施できるかわからない。いつ出現するかわからない天体の観測のために望遠鏡サイトにずっと張り付いて滞在するわけにはいかない。キュー観測実施中であれば、ToO観測を行いますという電話やメール連絡があれば、優先順位を考慮してキューに割り込んでToO観測を実施することができるので、大変効率的である。と、いうわけでキュー観測が主な観測モードになりそうである。しかし、上記の様に院生が観測経験を実地で積むことも教育上必須であり、また観測実行できる人を育成する必要だってある。そこで、京大時間にはなるべく院生が観測を行なうような体制にしておくのがよいだろうと考えられる。
 
 ところで、自動観測でない限り、キュー観測体制下では、担当者は夜な夜な観測を行うことになる。その人達はプロの天文学者であるので、「一部のプロの天文学者は、がむしゃらに夜な夜な人の観測をする」ということになる。将来は、自動キュー観測が目指されている。


太田 201844日 




              GEMINI(北)の雄姿(?)


2018年4月6日金曜日

桜満開~日本の春


 桜が早くも満開になりました。毎年のこととはいえ、その美しさに目を奪われます。
 で、こんなことを考えました。桜の美しさとは何か? それは「統制された乱雑さ」ではなかろうかと。
 話はとびますが、2017年9月に京都大学バリアフリーシンポジウム2017が開かれまして、私も企画に携わりました。テーマは「『障害』で学びを拡げる」。「健常者」という(じつは)限られた世界でしか通用しない「普遍性」をベースになりたってきた学問を、「障害」という観点から見直し、新たな展開を目指そうという趣旨の会合です。従来の「普遍性」から多様性を包含した「真の普遍性へ」。今、障害当事者が発信する新しいスタイルの学問が形になりつつあります。
 宇宙物理学者の池内了さんはこんなことを書いています。「人々の自然観の基礎的概念を打ち立てるべき物理学の目標が、統一的原理の探究から、多様性発現の論理の追究へと移りつつあることに留意すべきだろう。・・・初心に戻って差異をそのまま受け取り、記述し、その根源を探る方向へと転回する時代にさしかかっている」(池内了『転回の時代に~科学のいまを考える』岩波書店)。確かに科学は発展してきた、しかしそれは原理に合わないものを排除した発展ではなかったか、という鋭い指摘であります。単純な原理で表せないもの、それは例えばカオスやフラクタルなど複雑系とよばれる現象であり、また科学と社会との関係でしょう。
 桜に話を戻します。もし桜が、この桜もあの桜も、みな同じ四角形とか三角形に花咲いていたとしたら、おそらく興ざめでしょう(「いや、それがいい」とおっしゃる方もおられるかもしれませんが)。桜の木々は、それぞれに枝を伸ばし、それぞれに花を咲かせています。同じモノはありません。まさに「統制された乱雑さ」。
 「雑」というと、今では「その他もろもろ」とあまりいい意味では使いません。しかし万葉集は「雑」の分類から始まります。年始にいただく「雑煮」と同じく「華やかな開始」という意味があるそうです(鷲田清一『折々のことば』朝日新聞2018年1月3日)。そういえば、星空だってじつに雑な(華やかな)世界ではないですか!
(嶺重 慎)


通勤途中で見つけた桜の花(2018330日撮影)




2018年3月7日水曜日

近未来の話 -3.8m望遠鏡の愛称とプラネタリウム番組-


こんにちは。広報・サイエンス担当の野上です。

前回の私の記事は20171027日のもので、そこでは3.8m望遠鏡の愛称募集のことを書きました。1027日に募集開始で1220日までの約2ヶ月間で、日本全国から幅広い年齢層で1000件を超える応募を頂きました。我々の想像をはるかに超える反響でした。応募していただいた皆様、本当にどうもありがとうございました!

愛称案と合わせて愛称の由来も書いていただきましたが、「なんとなく」というものから小論文か?と見紛うようなものまで様々で、中には感動を覚えたり勉強になったりするものもありました。皆様の期待をひしひしと感じ、我々もきっちりと望遠鏡や観測装置を作り上げ、後世に残るような科学的な成果を挙げていかなければと思いを新たにしております。

さて、この愛称の選考委員会が先日開催されました。いろいろな観点から非常に活発な議論の末、決定に至りました。結果や詳細についてはいずれ正式な発表がありますので、それまで楽しみにお待ち下さい。今回選ばれなかったものの中でも、「これもいいなあ」というものも多数あり、今後の3.8m望遠鏡関連の何かで使われる可能性があります。意外なところで「あ、これ3.8m望遠鏡の愛称で考えたやつや!」という発見があるかもしれませんので、ご自分の応募された案を覚えておかれるとまた楽しみがあるかもしれません。

さて、それとは別に、コニカミノルタプラネタリウムさんが、3.8m望遠鏡を取り上げたプラネタリウム番組を作ってくれることになりました。このメンバーズブログ執筆陣の長田さんと栗田さん、そして私が出演します。実は既にプレビュー版は見せていただいたのですが、印象は「編集ってすごい!」()。どこでいつ上映されるかは今後決まっていくことですが、楽しい番組になっていると思いますので、もしお近くで上映されるということになりましたら是非ご覧下さい。


大宇陀観測所の外観と
大宇陀観測所から岡山天文台に送られた
本棚とソファー




2018年2月26日月曜日

もっと昔の話 ― 雪露天じゃなくFrozenでもなく「虹と雪のバラード」


リーダの長田です。

「君の名は。」の地上波初放送を録画して、さらにそれをいつまでもほうっておいて、しかし、やっと見ました。みつはーーーーー! 百武すい星、ヘール・ボップすい星、さらに昔にさかのぼればハレーすい星、それは私が何とかハワイ大学にポスドクで雇ってもらえた原因のありがたいすい星ではあるのですが、その時は地球との相対関係があんまり良くなくて大して壮観な思い出にはなりませんでした。それで「君の名は。」のようなことにはならなかったわけで・・・。(以上、見ていない人には意味不明のコメントでした。)

さて、もっと昔、1972年に札幌で冬季オリンピックがありました。その公式曲として「純白の大地」という古関裕而の行進曲や賛歌があるのですが、私も先日のNHK-FM番組「クラシックの迷宮」まで全く知りませんでした。古関裕而は1964年の東京でも「オリンピック・マーチ」を作曲してとても有名な曲となり、また「巨人軍の歌」「大阪タイガースの歌」「ドラゴンズの歌」のすべて、さらについでに「君の名は」(1952年からNHKラジオで放送されて、番組が始まる時間になると、銭湯の女湯から人が消えたという伝説のドラマの方)の主題歌なんぞも作ったという、すごい人です(72年当時60代になったところ)。だけどこの札幌オリンピックの曲は全く知られていない、知られているのはむしろ「虹と雪のバラード」でしょう。私の世代だとちゃんと歌える人も多いはず。

何ゆえオリンピック・マーチや「闘魂こめーて」や「六甲おろーしにサッソウと」の線の曲である「純白のだーいち踏みしめー」が流行らなかったのかと言うと、1968年のグルノーブル冬季オリンピック映画とその主題歌「白い恋人たち」(クロード・ルルーシュ、フランシス・レイ)がウィンタースポーツのイメージを一新していたからだ、とNHK-FMの片山杜秀さんは言うのです。

そして、番組は、廣瀬量平(札幌五輪時41)、矢代秋雄(42)、武満徹(41)、山本直純(39)といった人々が委嘱された実に素晴らしい他の数々の公式曲をかけつつ、終わりました(年齢を調べたのは私なので、間違っていてもNHKの責任ではありません)。

40歳前後の人たちが中心になって作る3.8m望遠鏡、やっぱり「昔の名前で出ています」といった人間は精一杯サポートに回らないとねえ、いつまでもオレがオレがという老人はみにくいもんです。あ、古関裕而さんがそんな人だったというわけではありませんよ。それに、61歳頃に太陽からの赤外線を発見したハーシェルや68歳で天文対話
(Dialogue Concerning the Two Chief World Systems)
を出版したガリレオを例に出すまでもなく天文学ではトシをとってもすごい人、たくさんいますから、私も頑張ります!




写真:京都丹後鉄道「はしだて5号」の車内。京都府の北の端の峰山高校に19日に出前授業に行って来ました。峰山駅の駅舎は糸をかけた織機を模したデザイン。峰山高校の先生がおっしゃるには、10日・11日には神戸の舞子高校(私の育ったところのすぐそばの高校。その高台の校庭からは隕石孔が良く見えて・・・というのはウソ)に行って震災の場所巡りをなさったとか。その10日に舞子高校の生徒が、京大で開催の宇宙ユニットシンポジウムで優秀なポスターのユニット長賞を受賞し、私は舞子高校の生徒に賞品を渡していたのでした。
 https://www.usss.kyoto-u.ac.jp/symposium11.html
糸の(ホントはちりめんの)峰山・舞子・京都での入れ替わりです! (まだ「君の名は。」に酔ってます。最後まで、見ていない人には意味不明で、失礼しました。)



2018年2月9日金曜日

Frozen 氷の結晶


プロマネの栗田です。

 寒いですねー。なんでこんなに寒いのだろうと不思議に思います。日常使う摂氏は水が氷る温度で定義されていますが、物理的な意味はありません。むしろ絶対温度に意味があります。0℃は絶対温度で273度で、暖かいなぁと感じる15℃は絶対温度で288度です。その差はわずか5%ほど。なぜ人間はこのわずかな差を大きく感じるのでしょう。(鈍感ならいいのに)。気温の物理的な意味は空気中の分子の速さです。分子が激しく飛び回っていると暖かく、静かになると寒くなります。激しい分子はチクチクと肌を刺激し、静かな分子は優しく刺激するのに。。その分子の速さは0℃で秒速数百メートル程度。温度は速さの2乗に比例するので、分子がたった2%だけ遅く飛び回ると寒く感じるのです。体内が水で満たされているので、0℃付近に敏感なのでしょうか。人間は裸ですからねぇ。寒さの不思議を思うといつも動物園の夏のペンギンや冬のオラウータンを思い出します。ほとんど虐待に見えます。。




  先日、みぞれが降った良く晴れた翌朝、車のフロントガラスにとてもきれいな氷の結晶ができていました。我が家にだけ天から舞い降りた天使の羽か!残念ながらそんなメルヘンな話ではなく、屋根のない駐車場の車のフロントガラスはみなこんな感じでした。
放射冷却で空気中の水蒸気が過冷却状態になり、冷たいフロントガラスに触れ、氷となって張り付いたのですが、どうしてこんな模様を描けるのかが不思議です。自然が芸術家のような絵を描き、またそれが水とは全く関係のなさそうな鳥の羽やシダのような模様となる。

  雪の結晶といえば中谷宇吉郎が有名ですが、朝永とともにノーベル物理学賞を受賞したファインマンの著書から引用したいと思います。「(原子は)互いにくっつき合ってエネルギーができるだけ低くなろうとする。ある原子がエネルギーの低いパターンを見つけたら、ほかの原子も真似をするだろう(ファインマン物理学IVより)」。真似をすることで氷の結晶の様に規則正しい繰り返しのパターンが生まれるんですね。

  しかし、この結晶の曲線美は雪の結晶とも違い、単純ではなさそうです。暦の上では春の到来ですが、チャンスがあれば観察してみたいと思います。