Modeling and budgeting fiber injection efficiency for the Maunakea spectroscopic explorer (MSE)
Maunakea光谱探测器（MSE）每年将通过高度多路复用的光纤馈送系统，在低（R ~ 3，000）到高（R ~ 40，000）光谱分辨率下，通过每次指向观察> 4，000个光谱，获得数百万个光谱。MSE的关键科学计划包括黑洞反射映射，高红移暗星系的恒星星族分析，以及恒星天体物理学的亚公里/秒速度精度。MSE成功的一个关键指标将是其调查速度，即MSE每晚和每年能够获得多少具有良好信噪比的光谱。测量速度与分配效率（焦面中有多少光纤可以分配给目标）和注入效率（来自目标的光的多少部分可以在焦面处进入光纤）直接相关。在本文中，我们专注于注入效率，以及如何优化它，以提高信噪比的目标观测在天空占主导地位的条件。注入效率取决于光纤的尺寸，并且需要光纤在焦面中的高度精确、可重复和稳定的定位。我们提出了用于概念设计审查的分配预算和允许估计注入效率的建模，这只是满足灵敏度科学要求所必需的一部分。
2018-07-20 astro-ph.IM
Transforming the Canada France Hawaii Telescope (CFHT) into the Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE): A Conceptual Observatory Building and Facilities Design
加拿大-法国-夏威夷望远镜公司（CFHT）计划重新调整其位于莫纳克亚山顶的天文台的用途，并运行一台新的宽视场光谱巡天望远镜，莫纳克亚光谱探测器（MSE）。MSE将用更大的11.25米口径望远镜升级天文台，并为其配备专用仪器，以利用该网站，该网站拥有北半球最好的视力，并为其用户社区提供进行变革性科学的能力。CFHT现有员工的知识和经验将极大地促进这一新设施的工程设计。MSE将重复使用与CFHT相同的建筑物和伸缩墩。然而，由于需要一个直径为12.5米的更宽的狭缝开口，因此有必要升级支撑墩以容纳更大的望远镜，并取代目前的圆顶。一旦该项目完成，新设施的外观将与当前的CFHT天文台几乎没有区别。MSE将以CFHT在远程操作方面的开创性工作为基础，夜间没有工作人员在天文台工作，并使用现代技术减少白天的维护工作。本文介绍了为MSE重建CFHT设施的设计方法，包括支持和促进夜间观测所需的基础设施和设备考虑。该建筑的设计将使现有的设备和基础设施可以尽可能地重复使用，同时满足新的需求。将利用过去的经验和教训来创建现代化、优化和逻辑的设施布局。本文的目的是为参与MSE项目的读者或参与为新任务重新开发现有观测设施的组织提供信息。
2018-07-20 astro-ph.IM
Maximising the sensitivity of next generation multi-object spectroscopy: system budget development and design optimizations for the Maunakea Spectroscopic Explorer
MSE是一个11.25米的望远镜，1.5平方度。视野.在360- 1800 nm波长范围内，在R=3000处可同时获得3249条光谱，在R=40000处可同时获得1083条光谱。MSE的科学成功的绝对关键是有效地访问微弱的宇宙。在这里，我们描述了所采用的系统工程方法，以确保MSE满足具有挑战性的灵敏度要求，以及如何将这些要求划分为三个预算，涉及吞吐量，噪声和光纤注入效率。然后，我们描述了如何作为一个系统的MSE的灵敏度估计在概念设计阶段结束时，以及如何使用这些信息来重新审视系统设计，以满足灵敏度的要求，同时保持整体建筑概念的天文台。最后，我们提出了预期的灵敏度性能的MSE和描述的关键科学，这些能力将使。
2018-07-20 astro-ph.IM
Automated testing of optical fibres: towards the design of the Maunakea Spectroscopic Explorer Fibre Transmission System
我们目前的结果，在维多利亚大学建造的一个自动化的光纤测试台的一部分，Maunakea光谱探测器（MSE）光纤传输系统（FiTS）。为了准备MSE-FiTS，我们已经开始表征候选多模光纤的焦比退化（FRD），最终目标是测试所有~4000 MSE光纤。为了实现这一目标，我们已经建立了一个光学工作台来执行准直光束测试的自动化版本。在这里，我们介绍了工作台的设计，并通过介绍我们的开源自动化软件Big FITS Fibre Wrapper（Big FFW）来讨论组件的自动化。最后，我们总结了使用Big FFW对候选纤维样品进行测试的结果，并将Big FFW结果与使用手动方法发现的结果进行了比较。我们的研究结果表明，候选MSE纤维满足f=2时FRD < 5%的科学要求，两种测量方法之间的差异小于1%。
2018-07-20 astro-ph.IM
A concise overview of the Maunakea Spectroscopic Explorer
这篇简短的文档旨在作为Maunakea光谱探测器详细科学案例（DSC）的伴侣和介绍。它从国际天文学界的角度简要总结了MSE的基本特征。MSE是一个宽视场望远镜（1.5平方度视场），孔径为11.25米。它致力于在宽波长范围（0.36 - 1.8μm）内以R ~ 2500 - 40000范围内的几种不同光谱分辨率进行多目标光谱分析。MSE将在系外行星宿主表征等不同领域实现变革性科学;恒星监测活动;星际和星系际介质的层析成像;遥远银河系的原位化学标记;将星系与宇宙的大尺度结构连接起来;测量星系和星系团尺度宿主中冷暗物质子晕的质量函数;类星体中超大质量黑洞的反射映射。MSE是同类中最大的地面光学和近红外望远镜，它将在2020年代活跃的新兴天文设施网络中发挥独特和关键的作用。MSE是当前和下一代多波长成像调查的重要后续设施，包括LSST，Gaia，Euclid，eROSITA，SKA和WFIRST，并且是E-ELT，TMT和GMT的理想馈线设施。
2016-05-31 astro-ph.IM
Maunakea Spectroscopic Explorer exposure time calculator for end-to-end simulator: to optimizing spectrograph design and observing simulation
本文设计了莫纳克亚光谱探测望远镜的曝光时间计算器，提供四种计算模式并纳入系统需求，用于优化光谱仪设计和观测模拟。
2024-01-16 astro-ph.IM
Maunakea Spectroscopic Explorer Low Moderate Resolution Spectrograph Conceptual Design
Maunakea光谱探测器（MSE）项目计划将现有的3.6米加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）替换为10米级专用宽视场高度复用光纤馈电光谱设施。MSE旨在解决基础科学问题，从恒星和恒星系统的起源，早期的星系考古学，宇宙时间的星系演化，到宇宙学和暗物质和暗能量的性质。MSE将是未来许多重要的光度测量和天体测量测量的主要后续设施，也是多波长宇宙研究的主要组成部分。MSE基于主焦点望远镜概念，可照亮3200根或更多光纤。这些光纤被送入低中分辨率（LMR）光谱仪和高分辨率（HR）。LMR将在360至950 nm的波长范围内提供R>2500和R>5000的2种分辨率模式，并在950 nm至1300 nm的带宽上提供R>3000的分辨率。H波段也可能被1450至1780 nm范围内的第二NIR模式覆盖。HR在360至600 nm波长范围内的分辨率为R>39000，在600至900 nm带宽内的分辨率为R>20000。本文介绍了2017年6月举行的概念设计审查后的LMR设计。它侧重于仪器的总体概念，光学和机械设计。它描述了相关的初步预期性能，特别是关于光学和热性能。
2018-07-23 astro-ph.IM
Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE): a preliminary design of multi-object high resolution spectrograph
Maunakea光谱探测器项目将把CFHT 3.6米光学望远镜改造成10米级专用多目标光谱设施，能够以三种光谱分辨率模式测量数千个目标，这三种模式分别是R~ 3，000的低分辨率、R~ 6，000的中等分辨率和R~ 40，000的高分辨率。两台相同的多目标高分辨率光谱仪预计将同时产生1084个光谱，其中蓝色（401- 416 nm）和绿色（472- 489 nm）通道的高分辨率为40，000，红色（626- 674 nm）通道的高分辨率为20，000。在概念设计阶段（CoDP），提出了不同的光学方案以满足具有挑战性的要求，特别是一种具有新型透射图像切片器阵列的独特设计，以及另一种具有超大尺寸体积相位全息（VPH）光栅的传统设计。在CoDP期间，很明显，这两种设计都存在制造复杂性或可行性的问题，特别是高线密度色散器（各种光栅，棱镜，棱镜的总称）。目前，提出了一种新的设计方案，以探讨最佳的方式，以减少技术风险，并得到更可靠的估计成本和时间尺度。它包括新型色散器、F/2快速准直器等，其中色散器利用特殊的棱镜和棱镜，降低了光栅表面的线密度，保持了大的光路开度角，并在三个光谱通道得到了相似的光谱布局。对于快速准直器，它仔细比较了轴上和离轴设计的吞吐量，接口光纤组件和技术风险。目前的进展比以前的设计更具竞争力和可信度，但它也表明，为了提高工程上的可访问性，将进行更具挑战性的工作。
2018-07-23 astro-ph.IM
The science calibration challenges of next generation highly multiplexed optical spectroscopy: the case of the Maunakea Spectroscopic Explorer
MSE是一个11.25米的望远镜，1.5平方度。视野.在360- 1800 nm波长范围内，在R=3000处可同时获得3249条光谱，在R=40000处可同时获得1083条光谱。大视场，大量的目标，以及使用4000多根光纤将光从焦平面传输到光谱仪，这意味着精确和准确的科学校准是困难的，但对于实现科学目标至关重要。作为一台聚焦于微弱宇宙的大口径望远镜，精密的天差法和分光光度法尤为重要。在这里，我们讨论了科学校准要求，以及所采用的校准策略，包括操作功能和硬件，这将使巨大的MSE数据集的成功科学利用。
2018-07-20 astro-ph.IM
The Maunakea Spectroscopic Explorer: Thousands of Fibers, Infinite Possibilities
介绍12.5米、万根光纤级多路复用光谱巡天设施MSE的观测能力、天体物理科学目标及CFHT Pathfinder先期仪器计划。
2023-07-15 astro-ph.IM
Optical designs for the Maunakea Spectroscopic Explorer Telescope
介绍了Maunakea光谱探测器（MSE）望远镜的光学设计。采用的基线设计是一个主焦点望远镜，具有11.25米孔径的分段主焦点，速度f/1.93和1.52度视场，优化波长为360- 1800 nm。广角校正器（WFC）有五个非球面透镜，大部分是熔融石英，最大的元件直径为1.33米，总玻璃质量为788公斤。大气色散校正器（ADC）是补偿横向类型的，通过六足将整个WFC的运动与单个透镜的恢复运动相结合。有一个适度的渐晕（平均5%的六边形领域），这大大提高了图像质量，并允许设计有效地以瞳孔为中心。多色图像质量在ZD 0/60度下在超过95%的六边形视场内为d80<0.225”/0.445”。ADC作用允许用天顶距调整底片标尺，用于将差折射引起的图像运动减半。提出了一种实现所需ADC透镜移位和倾斜的简单设计。一个双镜设计也进行了MSE，但没有被选中。这是一个12.3m F/2.69前卡塞格伦设计，具有2.75m直径的M2和三个最大直径为1.33m的二氧化硅透镜。视野再次为1.52度。f/0.95主要使设计非常紧凑，长度不到10米。ADC动作涉及M2的小运动（再次通过六足）以及单个透镜的移位和倾斜。该设计有效地以学生为中心，具有适度的渐晕（平均5.9%）。图像质量几乎与主焦点设计相同。
2016-07-27 astro-ph.IM
The Maunakea Spectroscopic Explorer Book 2018
这是Maunakea Spectroscopic Explorer 2018图书。它旨在为国际天文学和工程界以及相关机构提供MSE科学和技术设计的所有方面的简明参考指南。当前版本是MSE科学目标及其实际实施的状态报告，继2018年1月举行的系统概念设计审查之后。MSE是一个计划中的10米级、宽视场、光学和近红外设施，旨在实现变革性科学，同时填补新兴的国际大型天文设施网络中的一个关键空白。MSE完全致力于数千至数百万天体样本的多目标光谱学。由于其独特的设计能力，它将在这一领域引领世界：它将拥有大口径（11.25米）和宽（1.52平方米）。度）视野;它将有能力以从R2500到R40,000的宽范围的光谱分辨率进行观测，具有大规模的多路复用（每次曝光4332个光谱，所有光谱分辨率在任何时候都可用），并且对目标观测效率超过80%。MSE将揭示微弱宇宙的组成和动力学，旨在精确研究微弱的天体物理现象。它还将为多波长成像调查提供关键的后续行动，例如大型综合巡天望远镜，盖亚，欧几里得，宽视场红外巡天望远镜，平方公里阵列和下一代甚大阵列。
2018-10-25 astro-ph.IM
Astrophysical Tests of Dark Matter with Maunakea Spectroscopic Explorer
我们讨论了如何天文物理观测与Maunakea光谱探测器（MSE），一个高复用（约4300光纤），宽视场（1.5平方度），大望远镜孔径（11.25米）的设施，可以探测粒子性质的暗物质。MSE将进行一系列调查，为确定所有质量尺度上的暗物质晕的质量函数、相空间分布和内部密度分布提供关键输入。对冷、热、模糊和自相互作用的暗物质的N体和流体动力学模拟表明，暗区的非平凡动力学可能在结构形成上留下了印记。在这些框架内进行分析，MSE产生的广泛和前所未有的数据集将用于搜索偏离冷和无碰撞暗物质模型的偏差。MSE将提供对暗物质局部密度的改进估计，这对于直接探测实验至关重要，并且将改进对J因子的估计，用于通过自湮灭或衰变成标准模型粒子的间接搜索。MSE将确定低质量子结构对速度空间中银河系恒星流动态的影响，并将允许使用一个数量级以上的示踪剂来估计银河系矮星系的暗物质晕的密度分布。在低红移宇宙中，MSE将提供临界红移，以确定大量卫星系统的光度函数，MSE将是未来强透镜测量的重要组成部分，以限制晕质量函数。在几乎所有的质量尺度上，与其他设施相比，MSE提供的改进是这样的，相关分析受到系统学而不是统计学的限制。
2019-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A Native Hawaiian-led summary of the current impact of constructing the Thirty Meter Telescope on Maunakea
毛纳基亚，30米望远镜（TMT）的拟议地点，是夏威夷土著居民，夏威夷居民和国际天文学界的避雷针主题。在本文中，我们，夏威夷土著自然科学家和盟友，确定历史的决定，影响目前的情况下，毛纳凯亚，并提供方法来承认他们的存在。我们的目的是提供一个土著的观点集中在夏威夷土著的观点对夏威夷社区的TMT项目的影响。我们总结了目前的Maunakea上下文从作者的角度谁是受过训练的自然科学（包括和超越天文学和物理学），其中大多数是夏威夷原住民或土著。我们强调了围绕TMT的冲突中的三个主要主题：1）物理示威和使用执法对毛纳基亚的保护者; 2）评估毛纳基亚天文学对夏威夷土著人的好处; 3）天文学家和夏威夷土著人之间的脱节。最后，我们对天文学界提出了一般性的短期和长期建议，这些建议代表了可以采取的步骤，以重建信任，并与夏威夷原住民和其他土著社区进行有意义的互惠和合作。我们的建议基于自由、事先和知情同意的既定最佳原则，以及超越交易交换的研究人员与社区互动。我们强调，大型天文仪器的开发必须以当地土著社区就是否允许在其家园进行开发达成共识为前提。必须采取积极步骤，在项目设计的最初阶段集中土著人的声音。
2020-01-03 astro-ph.IM physics.ins-det
MSE FiTS: the ultimate multi-fiber optic transmission system
Maunakea Spectroscopic Explorer（MSE）是下一代天文台，旨在提供广泛视野内的高度多路复用，多目标光谱学。该观测台将包括：（1）一个11.25米口径的望远镜，（2）一个1.5平方度的科学视场，（3）光纤定位和传输系统，以及（4）一套低分辨率（R=3000）、中分辨率（R=6000）和高分辨率（R= 40，000）摄谱仪。光纤传输系统（FiTS）由4332根光纤组成，旨在将来自望远镜主焦点的光传输到专用光谱仪。MSE雄心勃勃的科学目标要求光纤传输系统提供远远超出多光纤系统当前技术水平的性能，例如，在非常宽的波长范围（0.37 - 1.8微米）内观测24等天体的灵敏度，同时实现<3%的相对分光光度精度和20公里/秒的径向速度精度。
2018-07-20 astro-ph.IM
The Detailed Science Case for the Maunakea Spectroscopic Explorer: the Composition and Dynamics of the Faint Universe
MSE是一个11.25米口径的天文台，具有1.5平方度的视野，将完全致力于多目标光谱学。超过3200根光纤将为以低（R ~ 2000 - 3500）和中等（R ~ 6000）光谱分辨率工作的光谱仪馈电，大约1000根光纤将为以高（R ~ 40000）分辨率工作的光谱仪馈电。MSE的设计目的是在星际和星系间介质的层析成像测绘、厚盘和晕星的原位化学标记、星系与其大尺度结构的连接、测量星系和星系团尺度宿主中冷暗物质次晕的质量函数、类星体中超大质量黑洞的反射测绘等不同领域实现变革科学;下一代宇宙学调查使用红移空间扭曲和特殊速度。MSE是当前和下一代多波长成像调查的重要后续设施，包括LSST，Gaia，Euclid，WFIRST，PLATO和SKA，旨在补充和超越其他计划和当前光谱能力的科学目标，如VISTA/4 MOST，WHT/WEAVE，AAT/HERMES和Subaru/PFS。它是E-ELT，TMT和GMT的理想馈线设施，并提供了宽视场成像和小视场精密天文学之间缺失的环节。MSE针对宇宙中最微弱源的高通量、高信噪比观测进行了优化，通过观测站的专用操作模式确保了高质量校准和稳定性。（节略）
2016-05-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Detailed Science Case for the Maunakea Spectroscopic Explorer, 2019 edition
Maunakea Spectroscopic Explorer（MSE）是一个端到端的科学平台，用于设计，执行和科学利用光谱调查。它将揭示微弱宇宙的组成和动力学，并影响几乎所有空间尺度上的天体物理学领域，从单个恒星到宇宙中最大尺度的结构。MSE科学计划的主要支柱包括（i）最终盖亚后续设施，用于了解遥远银河系的化学和动力学，包括高光谱分辨率的外盘和微弱的恒星晕（ii）星系形成和宇宙中午的演化，通过在附近宇宙中发生的革命性调查，（iii）推导中微子的质量，并通过宇宙学红移巡天对具有高星系密度的大体积宇宙进行探测，深入了解暴胀物理学。MSE的定位是成为新兴的国际一线天文设施网络的关键枢纽，其科学能力自然补充和扩展了盖亚，大型综合巡天望远镜，平方公里阵列，欧几里得，WFIRST，30米望远镜等的科学力量。
2019-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
