地球環境の色を測る、気候変動観測衛星「しきさい」公開

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宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2017年9月14日、茨城県の筑波宇宙センターで気候変動観測衛星「しきさい」を報道公開した。「しきさい」は今年度内に種子島宇宙センターから打ち上げられる予定だ。

宇宙から地球の色を「測定」

「しきさい」は地球の気候変動に関係する様々な観測を行う衛星。具体的には「色を測定する」計測装置だ。

一般に地球観測衛星と言うと、地図を作成するような画像を撮影する「宇宙のデジタルカメラ」のような機能を持つ。「しきさい」も地球を光で観測するが、デジタルカメラとは似て非なる衛星と言える。「しきさい」は地球の色を厳密に、正確に測定する衛星なのだ。

色を正確に測定する、とはどういうことだろうか。「しきさい」には紫外線から可視光線、赤外線まで幅広く19種類のセンサーが搭載されている。これらのセンサーは単なるカメラではなく、光の強さを厳密に測定する計測機器だ。そのため、校正用のLEDランプを搭載したり、真っ暗な宇宙の背景を測定する機構を設けるなどして、運用期間中は定期的にキャリブレーション(微調整)を行える仕組みになっているという。

分解能(地上を観測した際の細かさ)は最小250mと、地図作成用の衛星に比べると荒いようにも見えるが、このように精密に光を測定できる衛星としてはかなり細かい。そして、一度に1000km以上の幅を観測することができ、2日間で地球全体の観測を終えることができるという。

なお「しきさい」の英語略称はGCOM-Cで、水循環変動観測衛星「しずく」のGCOM-Wとセットになっている。これは地球環境変動観測ミッション(Global Change Observation Mission)という計画を2機の衛星で担うことを意味しており、「しきさい」は光の色を、「しずく」は大気中の水分が出す電波を観測する。さらに二酸化炭素などを観測する温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」と合わせて3機のJAXA衛星が地球環境、気候変動を総合的に観測するということだ。

地球環境を調べる「しきさい」

軌道上の「しきさい」の想像図。センサーを地球に向け、手前に向かって飛行する。

軌道上の「しきさい」の想像図。センサーを地球に向け、手前に向かって飛行する。

「しきさい」が観測したデータはJAXAから研究機関や大学などに提供され、次のようなことがわかると期待されている。

・温度
地面や海面の温度を測定できる。気候変動の研究、動植物の研究、漁業の参考などに役立つ。

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・エアロゾル(空気中のちり)
従来の衛星は海上でしか観測できなかったが、「しきさい」は陸上も観測できる。PM2.5などの大気汚染、黄砂などを測定し、気候変動の研究などに役立つ。

・植物の量や種類
地面の樹木や草、農作物などを判別して量を調べることができる。海水中の植物プランクトンも知ることができる。地球温暖化の推定、赤潮の研究などに役立つ。

これらの研究を通して、気候変動をより正確に予測し、対策の検討に役立てることがJAXAの地球環境観測衛星シリーズの大きな目的と言えるだろう。

写真で見る「しきさい」

まず「しきさい」の模型を見てみよう。故障に備えて左右に大きく広げた太陽電池は近年のJAXA衛星に共通の特徴だ。下半分の箱は「衛星バス」と呼ばれ、エンジンや姿勢制御装置、電源、通信機器などを備えている。「しきさい」の衛星バスは「しずく」と共通で、上半分の観測機器を載せ替えたような造りになっている。

観測機器は全て同じ面を向いており、この面が地球を向き、写真の上向きを進行方向として飛行する。左側の箱が赤外走査放射計部(SGLI-IRS)、右の大きな黒い箱が可視・近赤外放射計部(SGLI-VNR)で、合計19種類の観測ができる。

続いて「しきさい」の実物だ。模型の写真と記事冒頭の実物写真を比較すると、実物はセンサー部分にカバーが掛けられているが、これはクリーンルームでも付着する分子サイズのゴミでさえ、センサーの機能を損なってしまうためとのことだ。また太陽電池はまだ取り付けられていない。

中でも向かって左側の赤外走査放射計部(SGLI-IRS)には真空ポンプが取り付けられており、衛星の組立や試験の間もセンサー内を真空にしている。ロケットの打ち上げ直前まで真空状態を保つそうだ。赤外線を測るため低温に冷却するため特に水分を嫌うとのことで、ロケット搭載後は周囲に乾燥窒素を封入し、宇宙に出るまで水分の侵入を防止する。

衛星は太陽に対して少し斜めに飛行するため、右側にはずっと太陽光が当たらない。そこで右側面には星を観測して衛星の姿勢を知るためのスタートラッカが取り付けられている。逆に、太陽光が当たり続ける左側面はすっきりとしている。

「しきさい」は翌15日にはコンテナに格納され種子島宇宙センターへ出荷されるとのことで、これが筑波宇宙センターでの最終的な姿となる。種子島に到着すると最終的な点検、太陽電池の取り付け、燃料の注入などを行った後、ロケットに搭載される。「しきさい」本体の開発と地上設備、打ち上げるH-IIAロケットなどを含めたプロジェクトの総費用は322億円とのことだ。

Image Credit: JAXA、大貫剛

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大貫 剛
東京都庁に技術職職員として11年間勤務後、民間宇宙開発を志して退職。ベンチャーを経て、宇宙開発や前職の経験を生かして公共事業に関する解説などの、情報発信をしている。宇宙作家クラブ会員。

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