ひまわり (気象衛星)
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ひまわりは、気象観測を行う日本の静止衛星・気象衛星の愛称である。1号から5号までの正式名称は静止気象衛星GMS (Geostationary Meteorological Satellite)、6号、7号は運輸多目的衛星MTSAT (Multi-functional Transport Satellite) である。
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[編集] 概要
世界気象機関 (WMO) と国際学術連合会議 (ICSU) が共同で行なった地球大気観測計画 (GARP) の一環として計画されたもので、得られた気象情報を日本国内だけでなく、東アジア・太平洋地域の多国に提供している。このプログラムに参加した衛星は以下のとおりである。
| 衛星の名称 | 運用国 | 静止位置 | 観測区域 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| GOES-EAST | 合衆国 | 西経75度 | 南北アメリカ・西大西洋 | GOES-12で運用 |
| GOES-WEST | 合衆国 | 西経135度 | 北アメリカ西部・東太平洋 | GOES-11で運用 |
| ひまわり | 日本 | 東経140度 | 東アジア・太平洋西部 | ひまわり6号 (MTSAT-1R) で運用中 |
| FY-2 | 中華人民共和国 | 東経105度 | 中西部アジア・インド洋 | FY-2Cにて運用中 |
| インサット | インド | 東経74度 | 中近東・中東部アジア・インド洋 | Kalpana-1にて運用中 |
| METEOSAT | EUMETSAT | 東経63度 | 中西部アジア・インド洋 | METEOSAT-5,2007年２月にMETEOSAT-7に移行 |
| GOMS | ソ連 | 東経76度 | 中西部アジア・インド洋 | 運用中止 |
| METEOSAT | EUMETSAT | 東経0度 | 欧州・アフリカ・大西洋 | METEOSAT-8,9で運用中 |
[編集] 歴代ひまわり
| 名称 | 打ち上げ日 | 打ち上げ箇所 | 機材 |
|---|---|---|---|
| ひまわり (GMS) | 1977年7月14日 | ケネディ宇宙センター | デルタ・ロケット |
| ひまわり2号 (GMS-2) | 1981年8月11日 | 種子島宇宙センター | N-IIロケット |
| ひまわり3号 (GMS-3) | 1984年8月3日 | 種子島宇宙センター | N-IIロケット |
| ひまわり4号 (GMS-4) | 1989年9月6日 | 種子島宇宙センター | H-Iロケット |
| ひまわり5号 (GMS-5) | 1995年3月18日 | 種子島宇宙センター | H-IIロケット |
| ひまわり6号 (MTSAT-1R) | 2005年2月26日 | 種子島宇宙センター | H-IIAロケット |
| ひまわり7号 (MTSAT-2) | 2006年2月18日 | 種子島宇宙センター | H-IIAロケット |
[編集] GMSシリーズ
ひまわり1号から5号までのGMSシリーズの衛星本体はヒューズ社のスピン衛星バスHS-335 (GMS-1) および HS-378 (GMS-2 - GMS-5) に観測機器や通信機器を搭載したものである。観測機器は可視赤外走査放射計 (VISSR) といい、地球を可視光線および赤外線により撮影する光学センサである。検出器が衛星の自転により地球を東西方向に走査しつつ、反射鏡により南北方向にも走査することで、地球の半球全体を2,500本の走査線で画像化する。観測データは Sバンド（マイクロ波のバンド区分の一、2.5GHz帯の呼称）で地上に送信され、データ処理を行い各種の画像データを作成する。これを地上回線で利用者に配布するとともに、「ひまわり」の通信衛星機能を用いてサービス区域の各国の利用者に配信している。
基本的には米国の静止気象衛星GOES-4 - GOES-7の類似機で、NECが主契約者として担当し、主に米ヒューズ社（現在はボーイングスペースシステムズ社）が製造したものであるが、徐々に観測機器を国産化してきた。
[編集] MTSATシリーズ
1990年（平成2）に米国貿易政策である「スーパー301条」の適用を受け、協定によって日本は国内で使用する商用衛星も国際競争入札にしなければならなくなり、大量生産していないために高コストの国産衛星は、大量生産によって低価格を実現した欧米の商用衛星に太刀打ちできず、「ひまわり5号」の後継衛星は米スペースシステムズ・ロラール社からの完成品購入となった。これが運輸多目的衛星MTSATで、気象衛星の機能だけでなく航空管制機能も持つ。
MTSAT-1を搭載したH-IIロケット8号機は打ち上げに失敗したため、ひまわり5号は設計寿命の5年を超えて観測を続けた。しかし静止軌道を保つための姿勢制御用の燃料の残りが少なくなったため、2003年5月22日をもって気象衛星としての運用を終了し米国の気象衛星GOES-9（ゴーズ9号）による代替運用が開始された。気象庁は、このGOES-9の愛称を「パシフィックゴーズ」と呼ぶことにしたが、「ひまわり」ほど一般に広がるには至らなかった。
ひまわり5号は、GOES-9により気象観測業務を終えたものの、地上で処理された気象データを利用者に中継配信する通信機能も併せ持つため、後継機の「ひまわり6号」稼動まで、中継配信業務のため通信衛星としてそのままの位置（東経140度）にとどまる必要があった。一方のGOES-9 は、アラスカ・フェアバンクスにある衛星通信所を使用する関係から、日本から見て東寄りの東経155度に置かれた(衛星追尾視野限界に近い）。気象庁では「観測には大きな支障はない」とした。
MTSAT-1の代替機MTSAT-1Rは2005年2月26日にH-IIAロケット7号機により打ち上げられ、3月8日には無事に静止軌道に乗った。運用する国土交通省は、親しまれている「ひまわり5号」の後継と位置づけ、愛称を「ひまわり6号」と命名した。同機は映像送信テストなどを行ったのち2005年6月28日の正午から気象衛星として運用を開始した。2010年まで使用する予定である。
ひまわり6号のバックアップ衛星であるMTSAT-2は2006年2月21日にH-IIAロケット9号機により打ち上げられ、2月24日に静止軌道に乗ったことが確認された。MTSAT-2は「ひまわり7号」と命名された。日本はスーパー301条発動と共に実質的に商用衛星を打ち上げられなくなり、技術試験衛星などの製作でかろうじて技術を保持し続けてきた。ひまわり7号は、衛星の機構をほかの用途の衛星でも共用できるようにして低価格を実現し、欧米の衛星に対抗することとなった。ひまわり7号の気象観測機能は、6号に異常がなければ2010年から使用開始される予定である。それに先立って2006年9月4日には静止軌道上で気象衛星としての待機運用が開始され、ひまわり6号のバックアップ態勢が整った。
[編集] 豆知識
ひまわりの愛称は植物のヒマワリから来ている。植物のひまわりの花は常に太陽に向かって花を咲かせ、時間と共に太陽を追尾し向きが変化するといわれている（実際には動くのは芽生えから開花前のつぼみまで）。このため、いつも地球を同じ方向から見ているという意味と、1日に1回、地球を回るという意味でひまわりと名付けられたと言われている。
これに因んで、東京都清瀬市にある気象庁気象衛星センターの前の市道は、「ひまわり通り」と名付けられている。
気象衛星ひまわりのIC部品は特注品でもある。同じ型のICでも特別なナンバーが振られていると言われている。
気象衛星は、機器の寿命はもちろんだが、通常は姿勢制御スラスター用の燃料が尽きて寿命となる。気象衛星に限らず静止形衛星はすべて、時々の姿勢・軌道制御を行う必要があるため、スラスター（小型のロケットブースター）とスラスターを吹かすための若干の燃料を搭載している。この燃料が切れた時に、衛星は軌道上で正しい姿勢を保てなくなり、その役目を終えることとなる。お役御免の衛星は、そのままだとポテンシャルの低い位置に流れていき他の衛星にとって衝突等の危険をはらむ邪魔な存在となってしまうので、最後の燃料を使用してより高い軌道に遷移して停波をすることとなる。これを俗称墓場軌道 (graveyard orbit) と呼ぶ（中には何らかの理由により軌道離脱ができず、宇宙のごみ（スペースデブリ）と化すものもある）。
[編集] 気象衛星による観測
気象衛星に搭載される観測機器は、運用する国によって異なるものの、大まかに分けると次があげられる。
- イメージャー観測
- 光学系を主とした観測機器で、地球の画像を観測する。天気予報などで目にする衛星からの雲画像は、この光学系観測による。
- サウンダー観測
- ある一定の波長帯の電磁波を捉えて、鉛直構造、あるいは精度の高いガス（オゾンなど）を観測する。静止気象衛星の系統では、アメリカのGOESに搭載されている。極軌道衛星の多くには、特定の波長帯の電波を発射し、その強度から水蒸気や風、オゾンなどの分布を観測する。
- 宇宙環境監視システム
- GOESはSEM、SXIイメージャーが搭載されている。静止軌道上において、太陽から到来するX線や、高 / 低エネルギー荷電粒子、磁力、プロトン、太陽を直接撮影して、地球上の電離層擾乱や衛星の運用警報、さらには宇宙船外活動などに役立てることを目的としている。かつてGMS-4まで、宇宙環境モニターを観測していた（現在、GMS-5、MTSATには装備されていない）。
- 現在、WMO（世界気象機関）では、静止気象衛星による観測に、サウンダーによる観測装置を積んで観測することが決議されていることから、日本の衛星もMTSAT-2以降の衛星で、搭載される見通しである。
観測スケジュールは、日本、アメリカ、ヨーロッパ気象衛星観測機構などで公開されている。主立った観測スケジュールは特にことわりがない限り、次の通り（全球観測）:
- 毎時：日本 (MTSAT)、中華人民共和国 (FY-2)
- 3時間毎：アメリカ (GOES)、ヨーロッパ (METEOSAT-8/9)、インド (kalpana)
- 6時間毎：ヨーロッパ（METEOSAT-5/7 インド洋上空）
