ひまわり (気象衛星)

ファイル:GMS Himawari.jpg

ひまわり1号 - 5号で使用された形式（GMSシリーズ）

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号と7号は運輸多目的衛星MTSAT(Multi-functional Transport Satellite)である。「ひまわり」は世界気象機関(WMO)と国際科学会議(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・太平洋地域の他国にも提供している。2010年7月1日より、ひまわり7号が気象観測を行っている。

ひまわりが登場するまでは、日本はアメリカのTIROS-N/NOAAの写真画像を購入していた。

衛星リスト

衛星名称	打ち上げ日	運用終了	打ち上げ場所	打ち上げロケット	衛星バス
ひまわり(GMS)	1977年7月14日	1989年6月	ケネディ宇宙センター	デルタ2914型ロケット132号機	HS-335
ひまわり2号(GMS-2)	1981年8月11日	1987年11月	種子島宇宙センター	N-IIロケット2号機(N8F)	HS-378
ひまわり3号(GMS-3)	1984年8月3日	1995年6月	種子島宇宙センター	N-IIロケット6号機(N13F)	HS-378
ひまわり4号(GMS-4)	1989年9月6日	2000年2月	種子島宇宙センター	H-Iロケット5号機(H20F)	HS-378
ひまわり5号(GMS-5)	1995年3月18日	2005年7月	種子島宇宙センター	H-IIロケット3号機	HS-378
みらい1号(MTSAT-1)	1999年11月15日	打ち上げ失敗	種子島宇宙センター	H-IIロケット8号機	LS-1300
ひまわり6号(MTSAT-1R)	2005年2月26日	運用中	種子島宇宙センター	H-IIAロケット7号機	LS-1300
ひまわり7号(MTSAT-2)	2006年2月18日	運用中	種子島宇宙センター	H-IIAロケット9号機	DS2000
ひまわり8号	2014年10月7日（予定）		種子島宇宙センター	H-IIAロケット25号機	DS2000
ひまわり9号	2016年（予定）		未定	未定	DS2000

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。

基本的にアメリカの静止気象衛星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。

観測機器の諸元

観測機器はレイセオン社の可視赤外走査放射計(VISSR)であり、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。 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。

チャンネル	波長帯	センサ
可視	0.55-0.90um	PMT（光電子増倍管）、フォトダイオード
赤外1	10.5-11.5um	水銀カドミウムテルル
赤外2	11.5-12.5um	水銀カドミウムテルル
赤外3	6.5-7.0um	水銀カドミウムテルル

フィルター分離することで、IR1,IR2,IR3をそれぞれ検出する。

主立った通信

主立った衛星－地球との通信は次のような諸元である。これ以外に三点測距、テレメトリなどの通信がある。

通信の内容	方向	周波数	変調方式
VISSR	下り	1681.60MHz	QPSK
S-VISSR	上り	2029.1MHz	BPSK
S-VISSR	下り	1687.10MHz	BPSK
WEFAX(LR-FAX)	上り	2033.00MHz	AM/FM
WE-FAX(LR-FAX)	下り	1691.00MHz	AM/FM
DCPI	上り	468.875～468.924MHz	PCM/PSK
DCPI	下り	2034.80～2035.00MHz	PCM/PSK
DCPR	上り	402.0～402.4MHz	PCM/PSK
DCPR	下り	1694.3～1694.7MHz	PCM/PSK

観測された衛星画像は、気象衛星通信所でS-VISSR用に引き延ばしを行い、衛星に返送し衛星から利用者向けに配信する格好で、ほぼ遅延なしで配信していた。

画像を用いた各種解析は、気象衛星センターにてデータ処理を行い、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た。

MTSATシリーズ

テンプレート:Main GMSシリーズの後継機として計画されたのが運輸多目的衛星（MTSAT）で、予算の都合で航空管制衛星に相乗りする形をとっている。スーパー301条の適用を受けた影響で、「ひまわり5号」の後継となる運輸多目的衛星1号（MTSAT-1）は米スペースシステムズ/ロラール社からの完成品を購入することになった。

ところが、MTSAT-1を搭載したH-IIロケット8号機が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燃料の残量が少なくなり、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」としたが、「ひまわり」ほど一般に広がるには至らなかった。NHKでは気象情報の中で、気象衛星からの雲画像を「ひまわりからの映像」と説明していたが、ゴーズでの運用中は「気象衛星からの映像」と置き換えていた。

ひまわり5号は、GOES-9による代替気象観測業務中、地上で処理された気象データを利用者に中継配信する業務を行うため、後継機の「ひまわり6号」稼動までそのままの位置（東経140度）にとどまる必要があった。一方のGOES-9は、アラスカ州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。これは衛星追尾視野限界に近いが、気象庁では「観測には大きな支障はない」とした。

MTSAT-1の代替機運輸多目的衛星新1号（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。国土交通省は、広く親しまれている「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の運用をGOES-9から引き継ぎ、また2006年7月6日から航空管制の通信業務の運用を開始した。気象衛星としては2010年7月1日まで運用され、以降はひまわり7号のバックアップとしての待機運用、そして画像データの中継配信業務を行っている。

再び国産衛星となった運輸多目的衛星新2号（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、「ひまわり7号」と命名された。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。2007年9月には航空機の航法情報の提供を開始した。2010年7月1日の正午より、気象衛星としての運用をひまわり6号から引き継ぎ、気象観測を開始した。

後継機（ひまわり8号・9号）

後継機（ひまわり8号・9号）は2014年及び2016年に打ち上げが計画されている。

地球観測機能を大幅に強化した「静止地球環境観測衛星」として整備される予定である。寿命は運用8年・待機7年の合計15年となり、現在の10年（運用、待機ともに5年）より長寿命化がなされ、また解像度や観測頻度、チャンネル数が増加しデータ量は現在の50倍以上となる見込みである。

現行の6、7号の経費を70%負担していた国土交通省航空局が計画から外れたため、一時は予算の観点から実現が危ぶまれた。そのため、他の機関や民間の衛星との相乗りや衛星画像の有料化なども検討された。しかし条件を満たす衛星の計画が存在せず、また気象衛星画像はそれ自体では商品価値は薄いことや、防災に直結する基本的なインフラであるため有料化はそぐわないとして共に見送られることとなった。最終的に気象庁は単独で後継機を打ち上げることを決め、平成21年度予算で77億円の要求を行っている。なお、気象庁の単独予算により気象衛星が製作されるのは初めてとなる。

衛星の諸元

WMO、気象庁より公表されている情報を総合すると、次のような諸元の衛星となる。

要素	詳細
主製造業者	三菱電機
衛星バス	DS2000
姿勢制御	3軸姿勢制御(スタートラッカー）
寿命	本体 15年 観測 8年
衛星質量	打ち上げ時 3.5t 末期 1.3t
観測センサ	AHI(Advanced Himawari Imager) 16チャンネル 宇宙環境観測(SEDA)
観測頻度	全球観測 10分 日本付近 2.5分
静止位置	東経140度付近
画像配信	画像配信は、地上の回線網もしくは商用通信衛星による配信

観測センサー(AHI)

現在MTSATで使用されている光学センサーを発展させたセンサーが搭載される。センサーは、米国の静止気象衛星用のこの手の観測装置を1994年以降一手に供給しているITTインダストリー(2011年10月にExelisに社名を変更)が製造した。このセンサーはアメリカの次期気象衛星GOES-Rシリーズで搭載される、ABI(Advanced Baseline Imager)を基本にしている。

チャンネル	波長帯(um)	分解能(km)	参考
1	0.43-0.48	1	VIS_Blue
2	0.50-0.52	1	VIS_Green
3	0.63-0.66	0.5	VIS_Red MTSATのVIS相当
4	0.85-0.87	1
5	1.60-1.62	2
6	2.25-2.27	2
7	2.25-2.27	2	MTSAT IR-4相当
8	6.06-6.43	2	WV_1 MTSAT IR-3(WV)相当
9	6.89-7.01	2	WV_2 MTSAT IR-3(WV)相当
10	7.26-7.43	2
11	8.44-8.76	2	SO2
12	9.54-9.72	2	O3
13	10.3-10.6	2	IR1_1 MTSAT IR-1相当
14	11.1-11.3	2	IR1_2 MTSAT IR1相当
15	11.5-12.5	2	IR2 MTSAT IR-2相当
16	13.2-13.4	2

画像配信

AHIのチャンネル数が増大することにより、技術的な制約からひまわり経由でのHRIT/LRITの配信が対応できないことから、地上回線もしくは商用の通信衛星を用いた配信を検討している。テンプレート:要出典範囲

通信系

従来、送受信のための地上設備は埼玉県鳩山町にある気象衛星通信所1か所のみだったが、非常時の代替施設となる副局を、台風などによる悪天候に見舞われにくい北海道江別市に初めて設置した。また、衛星運用指示回数はこれまで原則1回だったが2.5分間隔で最大1日576回と即応性が強化された。

経費節減のため衛星の管制（制御）を民間事業者に委託するPFI方式が導入され、管制業務は特別目的会社の気象衛星ひまわり運用事業（HOPE）が行う。

通信系の諸元は次の通りである。

通信種別	方向	周波数	参考
観測データ(Raw Data)	下り	18.1-18.4GHz	66Mbps (TBD)
DCS(国際）	上り	402.0-402.1MHz	0.1-0.6kbps
DCS(Domestic)	上り	402.1-402.4MHz	0.3-0.6kbps
DCS	下り	18.1-18.4GHz	0.1-0.6kbps

愛称の由来

宇宙開発事業団初代理事長島秀雄の意向で、JAXA初期衛星は花の名前をつけているが、「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（実際にそのように動くのは芽生えから開花前のつぼみの時期までである）。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。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。

また、MTSAT-1は公募により「みらい」と言う愛称が選ばれていたが、打ち上げに失敗したため使用されずに終わった。

関連項目

• 人工衛星
• 宇宙開発事業団
• 宇宙航空研究開発機構
• MTSAT

外部リンク

• JAXA｜静止気象衛星「ひまわり」(GMS)
• 気象衛星センター
• MTSATの構成/神戸航空衛星センターテンプレート:Deadlink
• 三菱電機 宇宙システム総合サイト
• 気象衛星：ひまわり5号 (GMS-5) →ゴーズ9号 (GOES-9) →ひまわり6号 (MTSAT-1R) →ひまわり7号 (MTSAT-2) / KITAMOTO Asanobu's Website

テンプレート:日本の宇宙探査機・人工衛星