三菱電機は2024年3月11日、先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」を報道関係者に公開しました。「だいち4号」は2014年5月に打ち上げられた陸域観測技術衛星2号「だいち2号(ALOS-2)」の後継機となる宇宙航空研究開発機構(JAXA)の地球観測衛星です。【最終更新:2024年3月11日18時台】

【▲ 三菱電機鎌倉製作所で公開された先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】
【▲ 三菱電機鎌倉製作所で公開された先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】

「だいち4号」には昼夜や天候を問わずに地上を観測できるLバンド合成開口レーダー(SAR)が「だいち2号」に引き続き搭載されており、「だいち2号」と同じ高度約628キロメートル・軌道傾斜角97.9度の「太陽同期準回帰軌道」(※)から地上の観測を行います。開発・製造は三菱電機をプライムコントラクターとして2016年度にスタート。衛星の質量は「だいち2号」の約2.1トンから「だいち4号」では約3トンに増加し、後述するLバンドSARの能力向上にともなって太陽電池の発生電力は約5300ワットから約7000ワットに向上しています。

※…衛星の軌道面(軌道が描く平面)と太陽のなす角が常に同じ「太陽同期軌道」と、数日間隔で同じ地域の上空を同じ時間帯に通過する「準回帰軌道」の特徴を併せ持つ軌道のこと。

当初「だいち4号」はH3試験機2号機に搭載される予定でしたが、2023年3月にH3試験機1号機が先進光学衛星「だいち3号(ALOS-3)」の軌道投入に失敗したことを受けて試験機2号機にはロケット性能確認用ペイロードが搭載されることになったため、打ち上げが先送りされました。現在は2024年度中の打ち上げを目指して準備が進められています。「だいち4号」は衛星の開発がすべて完了しており、鹿児島県の種子島宇宙センターへ送り出されるのを待っている段階です。

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【▲ 観測を行う先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」のCGイメージ。機体下部(地球側)の左側に展開されているのがLバンド合成開口レーダー(SAR)の「PALSAR-3」、右側に展開されているのが船舶自動識別信号受信器「SPAISE3」のアンテナ(Credit: JAXA)】
【▲ 観測を行う先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」のCGイメージ。機体下部(地球側)の左側に展開されているのがLバンド合成開口レーダー(SAR)の「PALSAR-3」、右側に展開されているのが船舶自動識別信号受信器「SPAISE3」のアンテナ(Credit: JAXA)】

「だいち4号」の公開は神奈川県鎌倉市にある三菱電機鎌倉製作所で開催され、三菱電機の境勝哉さん(防衛・宇宙システム事業本部 宇宙システム事業部 副事業部長)と白坂道明さん(鎌倉製作所 衛星情報システム部 プロジェクト部長)、JAXAの有川善久さん(第一宇宙技術部門 先進レーダ衛星プロジェクトチーム プロジェクトマネージャ)らが登壇して説明が行われました。

■Lバンド合成開口レーダーは観測幅を最大4倍に拡大

【▲ 先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」に搭載されたLバンド合成開口レーダー(SAR)「PALSAR-3」。白いタイル状の部品を並べたようなものが折りたたまれた状態のPALSAR-3で、打ち上げ後に軌道上で展開される。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】
【▲ 先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」に搭載されたLバンド合成開口レーダー(SAR)「PALSAR-3」。白いタイル状の部品を並べたようなものが折りたたまれた状態のPALSAR-3で、打ち上げ後に軌道上で展開される。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】

三菱電機によると、「だいち4号」に搭載されるLバンドSAR「PALSAR-3」の空間分解能は「だいち2号」の「PALSAR-2」と同じ3メートルですが、新たにデジタルビームフォーミング技術を採用したことで、観測幅は「だいち2号」の50キロメートルに対して「だいち4号」では2~4倍(観測モードによって異なる)に拡大されました。

言い換えると、「だいち4号」では「だいち2号」と比べて「最大で4倍広いエリアを同じ分解能で一度に観測できる」「同じ広さのエリア全体を同じ分解能でも最短4分の1の期間で観測できる」ことになります。たとえば関東周辺を高分解能モードで観測する場合、観測幅50キロメートルの「だいち2号」では東京湾周辺だけが観測可能だったのに対して、観測幅200キロメートルの「だいち4号」では伊豆~銚子までの広範囲を一度に観測することが可能です。

2024年1月1日に発生した令和6年能登半島地震や、公開日のちょうど13年前に発生した平成23年東北地方太平洋沖地震のような広域にわたる大規模な災害が発生した時、「だいち4号」であれば地殻変動や土砂災害などが発生した地域のデータを一度の観測でより多く取得できるようになるわけです。

【▲ 「だいち2号」と「だいち4号」にそれぞれ搭載されているLバンド合成開口レーダー(SAR)の観測幅の違いを示したイメージ図(Credit: JAXA)】
【▲ 「だいち2号」と「だいち4号」にそれぞれ搭載されているLバンド合成開口レーダー(SAR)の観測幅の違いを示したイメージ図(Credit: JAXA)】

地震や噴火によって大地がどのように変化したのかは災害が発生する前に取得したデータと比較することで明らかになりますが、「だいち4号」ではそのような平時のデータも高い頻度で取得・更新できるようになります。JAXAによると、高分解能モード(分解能3メートル)での日本の観測頻度は「だいち2号」の年4回から「だいち4号」では年20回に増加します。平時の観測データがより高頻度で取得されれば進行しつつある地質活動を早期に発見することにもつながりますし、温室効果ガス排出に影響を及ぼす森林伐採や、河川管理施設・港湾施設などインフラの老朽化にともなう変位といった文明活動に由来する変化も、従来と比べて把握しやすくなります。

一方、取得される観測データの大容量化にあわせて衛星側のデータ蓄積容量は「だいち2号」の約128ギガバイトから「だいち4号」では約1テラバイトに増強されました。地上へ伝送される観測データも大容量化することから直接データ伝送系で使用する電波の周波数帯はX帯からKa帯に変更されており、伝送レートも「だいち2号」の約800Mbpsから「だいち4号」では約3.6Gbpsに高速化されています。

さらに、「だいち4号」には「だいち3号」と同様に、レーザー光を用いた低軌道衛星用光ターミナル「OLLCT」が搭載されています。この機器はJAXAが開発を進めている光衛星間通信システム「LUCAS」で使用されるもので、静止軌道上の「光データ中継衛星」との間で衛星間通信の運用実証が行われる予定です。

【▲ 先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」に搭載された低軌道衛星用光ターミナル「OLLCT」(中央)。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】
【▲ 先進レーダ衛星「だいち4号(ALOS-4)」に搭載された低軌道衛星用光ターミナル「OLLCT」(中央)。2024年3月11日撮影(Credit: sorae編集部)】

■技術実証として船舶自動識別装置の信号を受信できる装置を搭載

また、「だいち4号」には技術実証を目的に、一定の基準を満たす船舶に搭載が義務付けられている船舶自動識別装置(AIS)の信号を受信する船舶自動識別信号受信器「SPAISE3」も搭載されています。AISは船名・位置・針路・速力などの船舶情報を他の船舶や陸上局との間で自動的に送受信するための装置です。

JAXAによれば、AISで陸上局がカバーできる範囲は海岸から37~55キロメートル(20~30海里)程度と限られているものの、衛星なら外洋の船舶も広範囲でカバーすることができます。同様の受信器は「だいち2号」などにも搭載されましたが、「だいち4号」のSPAISE3では過去の装置で課題だった船舶が混雑する海域での信号受信率改善が期待されており、AISを搭載していない船舶も把握できるSARによる観測を併用することで船舶の航行安全に貢献することが期待されています。

 

Source

文/sorae編集部

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