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運用が終了した衛星

環境観測技術衛星
「ADEOS-II」

ミッション

山間やビルの谷間でも正確に自分の位置がわかる。

ADEOS-IIは、衛星本体が約4 x 4 x 5メートル、太陽電池パドルを展開すると横方向に約29メートルにもなり、これまで日本の開発してきた中でも最大級の人工衛星です。データ中継用アンテナや太陽電池パドルなどの衛星運用のために必要なバスモジュールの他、地球観測センサなどのミッションモジュールを搭載しています。

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ミッション

ADEOS-IIは、国際気候共同研究計画 (WCRP) の全球エネルギー・水循環実験計画 (GEWEX) や気候変動研究計画 (CLIVAR) ならびに地球圏・生物圏国際共同研究計画 (IGBP) などに利用され、世界的な気候変動研究に貢献することを目的とし、クロロフィルの分布や、水蒸気、海氷分布、海面温度等で、多くの観測データを取得しましたが、2002年12月14日に打ち上げた後、2003年10月25日に運用を停止いたしました。これまでに得られた成果は、2003年の11月にまとめられているレポートをもとに整理されていますので以下に紹介します。

画像:ADEOS-IIの大きな目的

これまでに得られた成果

観測センサ 目的 成果
マイクロ波放射計(AMSR: Advanced Microwave Scanning Radiometer) 陸域の土壌水分観測 (世界初) 広域の定量観測が難しかった陸域の土壌水分観測 (世界初) 画像:陸域の土壌水分観測
全天候下での海面温度観測 (世界唯一) Aqua搭載のAMSR-Eとともに、全球の海面水温を雲を透過して観測 画像:陸域の土壌水分観測
極域海氷分布の観測 地球温暖化とも密接な関係のある極域の海氷分布変化や、流出した巨大氷山の動きを連続観測 画像:極域海氷分布の観測
オホーツク海の流氷観測 海氷の動きや密接度を、天候に影響されず連続観測。船舶航行への有用な情報として提供 画像:オホーツク海の流氷観測
台風や低気圧の観測 2003年9月に宮古島に多大な被害を残した「マエミー」など、台風の定量的な連続観測を実施 画像:台風や低気圧の観測
グローバルイメージャ (GLI: Global Imager) 大気エアロゾル観測 (世界初) 陸上のエアロゾル (大気中の微粒子) の全球分布を世界で初めて1km解像度で取得 (地表反射光観測装置 (POLDER) では4kmで取得 / オゾン全量分光計 (TOMS) では40kmで取得) 画像:大気エアロゾル観測 (世界初)
雪氷観測 (世界初) 極域の積雪粒径、積雪不純物など地球温暖化に関係する新しい成果を世界で初めて取得 画像:雪氷観測 (世界初)
全球陸域詳細観測 (全球観測では最も詳細) 250mの詳細な分解能で全球にわたって陸域観測を実施 画像:全球陸域詳細観測 (全球観測では最も詳細)
海洋観測 (1) 海面水温、クロロフィル濃度及びこれらから導出される海洋基礎生産力(二酸化炭素の吸収指標となる)を観測 画像:海洋観測 (1)
海洋観測 (2) 春~夏季の日本近海 (日本海・東北沖太平洋・オホーツク海) におけるブルーミング (プランクトンの急激な増加) の遷移を観測 画像:海洋観測 (2)

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技術

「みどり」で使われている技術

地球上の水に関する諸々の物理量を観測することを目的とするAMSR、陸域、海域を含めた地球表面及び雲からの太陽反射光あるいは赤外放射光をグローバルかつ高頻度で観測するGLIを搭載しています。

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ADEOS-Ⅱセンサ高性能マイクロ波放射計(AMSR)

AMSRは、地表及び大気から自然に放射される微弱なマイクロ波をマルチバンドで受信することにより、水 (H2O) に関する様々な物理量 (たとえば水蒸気量、降水量、海面水温、海上風、海氷など) を昼夜の別なく、また雲の有無によらず高精度に観測を行い、主として全地球規模の水循環を把握するためのデータの取得を目的とするセンサです。AMSRは、6.9GHz帯から89GHz帯までの8周波数帯を各々垂直偏波及び水平偏波で観測する (50GHz帯の2周波数帯を除く) マイクロ波放射計で、アンテナ等を機械的に回転させ走査することにより、地表等の放射輝度データを取得します。
AMSRは2メートルという世界で最大のアンテナ開口径で、最も波長の短い89GHz帯では約5km、最も波長の長い6.9GHz帯でも約60kmの空間分解能のデータを取得できます。また、地表入射角を55度で一定となるようにコニカル走査を行い、海面水温に対する海上風の影響を小さくするとともに1600kmという広観測幅を達成しています。さらに、観測データを校正するために深宇宙の輝度温度(約2.7K)を取得する機能及び高温校正源を持っています。

画像:GLI観測概念図

[科学目的]
AMSRなどのマイクロ波放射計の特徴は、昼夜の別なく、ほぼ全天候で定量的な物理量を得ることができることにあります。AMSRでは14チャンネルのデータを組み合わせて、地球上の水に関する諸々の物理量を観測することを目的とします。すなわち、

  • 大気中の積算水蒸気量、および積算雲水量 (共に海上のみ)
  • 降水量
  • 積雪量
  • 土壌水分量
  • 海洋上の風速、海面水温
  • 海氷分布

などです。
AMSRの主鏡はアンテナ開口径約2メートルであり、これまでのマイクロ波放射計の中では最大のものです。主鏡が大きくなったことにより、周波数6.9GHzの低周波による観測が可能となりました。それにより、海面水温、土壌水分量など従来のマイクロ波放射計では観測が行われていなかった物理量が得られる見込みです。
AMSRは従来のマイクロ波放射計と同じく水蒸気量、雲水量、降水量等も観測でき、高空間分解能になっているために、観測精度の向上が期待できます。
高周波についても、特に89GHzのデータから、中・高緯度地方の凍土、雪氷面の融解などの物理的な性質が高空間分解能で得られ、5km程度の空間スケールの現象が解析できると考えられています。

ADEOS-Ⅱセンサグローバルイメージャ(GLI)

GLIは陸域、海域を含めた地球表面及び雲からの太陽反射光あるいは赤外放射光をグローバルかつ高頻度で観測し、クロロフィル濃度、溶存有機物、表面温度、植生分布、植生バイオマス、雪氷分布、雪氷アルベドなどの物理量を測定することを目的とした光学センサです。これらのデータは、炭素のグローバルな循環の把握、気候変動の指標である雲、雪氷、海面温度のモニタリング、海洋基礎生産力の把握など、1996年に打上げられたADEOSに搭載されたOCTSのミッションを引継ぎ、かつ観測精度・対象を広げています。
GLIは可視近赤外域 (VNIR) に23チャンネル、短波長赤外域 (SWIR) に6チャンネル、中間・熱赤外域 (MTIR) に7チャンネルを持ち、マルチスペクトル観測を行います。地表分解能は直下点で1kmで、VNIR、SWIRの一部のチャンネルは直下点で250mの分解能を持ち、植生や雲の観測に用いられています。1走査での観測範囲は進行方向に12画素 (12km)、クロストラック方向に1600kmです。クロストラック方向の走査は、両面ミラーを機械的に回転させることにより行います。また、観測視野を進行方向に約+20°、あるいは、約-20°変移させるチルト機能を持ちます。

画像:

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仕様

ADEOS-IIの仕様・打上げ

外観 一翼式太陽電池パドルを有するモジュール式
寸法 本体 (X軸 x Y軸 x Z軸) 約5 x 4 x 4m
太陽電池パドル 約3 x 24m
質量 3680kg (うち搭載ミッション機器 1230kg)
設計寿命 3年
燃料 5年分
軌道 種類 太陽同期準回帰軌道
軌道高度 802.9km
軌道傾斜角 98.62度
周期 101分
回帰日数 4日
降交点地方時 AM10:30±15
打上げ年月日 2002年12月14日
打上げロケット H-IIAロケット4号機
打上げ場所 種子島宇宙センター

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各センサ仕様

AMSR 高性能マイクロ波放射計

周波数 (GHz) 6.9 10.65 18.7 23.8 36.5 89.0 50.3 52.8
地上分解能 (km) 50 25 15 5 10
バンド幅 (MHz) 350 100 200 400 1000 3000 200 400
偏波 水平および垂直 垂直
入射角 約55度
交差偏波特性 -20dB以下
観測幅 1600km
ダイナミックレンジ 2.7 - 340K
絶対精度 1K (1s) 目標
偏波 0.3 - 1.0K (1s) 2K (1s)
バンド幅 (MHz) 12bit 10bit

GLI グローバルイメージャ

観測波長帯 0.375 - 12.5mm
観測バンド数 36
波長幅 10nm (VNIR / 1km)
瞬時視野角 1.25mrad & 312.5mrad (1km & 250m直下点)
走査角 ±45° (地表面距離1600km)
S / N, NEΔT 800, 0.1K (1.25mrad IFOV bands)
量子化ビット数 12bit
MTF 0.35
変更感度 2%程度
チルト角 -20°, 0°, +20°
粗画像データ抽出 4バンド (443nm, 565nm, 667nm, 11.95mm)

Sea Winds 海上風観測装置

風速測定精度 2m / s (RMS) : 3 - 20m / s
10% : 20 - 30m
風向測定精度 20° (RMS) 3 - 30m / s
空間分解能 25km
位置推定精度 15km (RMS)
観測範囲 2日間で海洋の90%
送信周波数 13.402GHz
送信電力 120W

POLDER 地表反射光観測装置

観測波長帯 0.443 - 0.91mm
測定絶対精度 2%λ ≦ 565nm
量子化精度 3%λ ≦ 665nm
伝送速度 12bit 882kbps
質量 33kg
消費電力 42W
サイズ (mm) 800 x 500 x 250

ILAS-II 改良型大気周縁赤外分光計II型

観測スペクトル範囲 CH:1 : 6.21 - 11.76mm (1610 - 850cm - 1)
CH:2 : 3.0 - 5.7mm (3333 - 1754cm - 1)
CH:3 : 12.78 - 12.85mm (782.4 - 778cm - 1)
CH:4 : 753 - 784mm
測定高度 10 - 60km (雲頂高度から250kmまでを連続測定)
高度分解能 1km
濃度鉛直分布精度 オゾンについては1%
ClONO2微量成分は5%とし、ClONO2については検討中
測定領域 北半球: 57 - 73° / 南半球: 64 - 90°
分光方式 CH:1 : 平面回折格子分光器
CH:2 : 平面回折格子分光器
CH:3 : 平面回折格子分光器
CH:4 : 凹面回折格子分光器
観測対象 O3, HNO3, NO2, N2O, CH4, H2O, CIONO2, NO2, エアロゾル, 気温, 気圧, CO2 (圧力測定用)

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画像:ロケットの情報を掲載 ロケットナビゲーター
画像:宇宙から見た地球を紹介 地球観測研究センター
画像:衛星利用の情報を発信 衛星利用推進サイト
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