陸域観測技術衛星だいち（ALOS, Advanced Land Observing Satellite、エイロス）は、地図作成、地域観測、災害状況把握、資源調査などへの貢献を目的として宇宙航空研究開発機構(JAXA)が開発した地球観測衛星。2006年1月24日に H-IIAロケット8号機で打ち上げられた。
| 陸域観測技術衛星「だいち」 (ALOS) | |
|---|---|
| 所属 | 宇宙航空研究開発機構(JAXA) |
| 主製造業者 | NEC東芝スペースシステム |
| 公式ページ | 陸域観測技術衛星「だいち(ALOS)」 |
| 国際標識番号 | 2006-002A |
| カタログ番号 | 28931 |
| 状態 | 運用終了 |
| 目的 | 地球観測 |
| 設計寿命 | 3年以上（5年目標） |
| 打上げ機 | H-IIAロケット 8号機 |
| 打上げ日時 | 2006年1月24日 10時33分（JST） |
| 機能停止日 | 2011年4月22日 |
| 運用終了日 | 2011年5月12日 |
| 物理的特長 | |
| 本体寸法 | 一翼太陽電池パドル付き箱型 6.2 m x 3.5 m x 4.0 m |
| 質量 | 約4t |
| 発生電力 | 7,000W以上（寿命末期） |
| 姿勢制御方式 | 三軸姿勢制御 |
| 軌道要素 | |
| 軌道 | 太陽同期準回帰軌道 |
| 静止経度 | 東経90.75度 |
| 近点高度 (hp) | 698km |
| 遠点高度 (ha) | 700km |
| 軌道半長径 (a) | 7,070km |
| 離心率 (e) | 1.4130281E-4 |
| 軌道傾斜角 (i) | 98.2度 |
| 軌道周期 (P) | 98.7分 |
| 回帰日数 | 46日 |
| サブサイクル | 2日 |
| 搭載機器 | |
| PRISM | パンクロマチック立体視センサー |
| AVNIR-2 | 高性能可視近赤外放射計2型 （マルチスペクトルセンサー） |
| PALSAR | フェーズドアレイ方式Lバンド合成開口レーダー |
運用終了まで650万シーンを撮影し、新潟県中越沖地震や四川大地震等の災害被害観測、ブラジルの熱帯雨林における違法伐採や日本国内の不法投棄監視、国土地理院の作成する地図への適用など、さまざまな成果を挙げた。
任務
地図作成
1/25000の地形図を作成するために必要な情報を取得する。
地域観測
世界の各地域における環境と調和した開発を可能にする地域観測を行う。
災害状況把握
国内外で発生する大規模災害の際に、素早く被災地域の状況を把握する。
資源探査
地形の特徴などを解析することにより、主として石油、天然ガス等の地下資源探査に利用する。
観測機器
だいちの特徴は、ひとつの衛星に複数のセンサーを搭載して多くの機能を持たせたことである。また、諸外国の地球観測衛星と比べて広域を連続撮影できることも特長である。一般的な諸外国の地球観測衛星がデジタルスチルカメラのように特定の地点を切り出して撮影するのに対し、だいちはファクシミリが紙面を走査して読み取るように、連続して通過する地域を撮影し続けることができる。
- PRISM（パンクロマチック立体視センサー）
可視光線のバンド（波長帯）の光を観測し、白黒画像を取得するパンクロマチック（全整色）センサー。一度に幅70kmの範囲を2.5mの高分解能で観測し、地表のデータを取得することを目的に設計されている。直下視、前方視、後方視の3方向の独立した光学系で観測することにより、地表の凹凸を標高という形でデータを取得し、立体視画像の取得も可能である。それぞれの望遠鏡は3つの反射鏡とCCD検出器によって構成されている。
- AVNIR-2（高性能可視近赤外放射計2型）
1996年打ち上げのみどりに搭載されていたAVNIR（高性能可視近赤外放射計）の改良型の、可視光線から近赤外線までのマルチバンド（複数の波長帯）を、バンドごとに計測するマルチスペクトル（多波長）センサー。マルチバンドの地上分解能がAVNIRの16mから10mと大幅に改良されている。赤、緑、青の3色＋近赤外領域の4種類で観測することにより、多目的なカラー画像を製作し、地表面の属性を判別することで資源探査などに利用するができる。また、ポインティング可能角度が40°から44°に改良されたことで、災害時などの緊急観測に迅速に対応でき、極域の一部を除く地球上すべての地域を、3日以内に観測することができる。
- PALSAR（フェーズドアレイ方式Lバンド合成開口レーダー）
1992年に打ち上げられたJERS-1（ふよう1号）衛星に搭載されていた合成開口レーダー(SAR)の改良型センサ。衛星から発射したマイクロ波の反射を観測するセンサーのため、観測する領域の天候・昼夜等に影響されることなくデータを取得できる。また他国にはないLバンドを使用したレーダー衛星であり、植生を透過した地表面の観測や地殻変動の観測に威力を発揮する。観測範囲や分解能が可変であり、柔軟な観測を可能にし、地球上すべての地域を5日以内に観測することができる。3つの観測モードがあり、高分解能モードでは10mの分解能による詳細な地域観測が可能である。SCAN SARとよばれる広域モードではやや解像度は劣るが、従来の合成開口レーダーの3～5倍に当たる幅250～300kmでの観測が可能である。ポラリメトリモードとよばれる多偏波モードでは、2種類（縦波と横波）のマイクロ波を送受信する。多偏波での送受信は世界初の技術であり、より詳細な地形データを観測することができる。
主な運用の推移
2007年9月3日 ブラジル政府（環境再生可能天然資源院）の依頼を受け、南米アマゾン川流域の違法伐採による森林破壊を監視する体制がスタートした[1]。犯行現場を迅速に抑えるため、通常は3ヵ月後に配信されるPALSARによる撮影画像が、10日以内にブラジルの研究機関へ配信されるようになる。
2008年1月8日 画像データが、予想以上の誤差やノイズ（乱れ）の影響で、基本図を単独で作るには精度不足であることが明らかになった。一因としては衛星の制御が困難で誤差5メートル以下の基準に達しなかったことがあるが、これは修復可能である。最大の原因は地上の様子の複雑さの見積もりの甘さで圧縮データを完全に戻すことが出来ず、ノイズが大量に発生したためであった[2]。同年1月16日 文部科学省宇宙開発委員会において、高さ方向の誤差はデータの蓄積により、画像ノイズは国土地理院と共同で新規開発したノイズ軽減ソフトウェアを用いることにより、それぞれ改善できると発表した。2008年4月の発表によると、1月の時点で高さ方向の誤差は地上基準点を用いて5m以下を達成しており、画像ノイズについても国土地理院の研究に基づいたブロックノイズ低減ソフトウェアを3月からJAXA地上設備に適用しているという。これを受けて国土地理院は、2月26日に、それまで地形の経年変化や平地の建物の形状修正等に限定されていただいちによる画像を、等高線を引く作業に適用する許可を各部署に伝達した。これにより、地形図の迅速な修正にだいちの画像が使用されることになった[3][4]。
2008年4月から、青森県・岩手県・秋田県の不法投棄を監視する体制がスタートする予定である。日本で初めてのもので、画像解析は岩手大学により行われる。
2010年1月4日、パキスタンのフンザ渓谷にて地すべりによる天然ダム（アッタバード湖）が形成された。宇宙航空研究開発機構は、だいちが同年5月30日の画像の分析から、ダム湖の規模を推測した[5]。
2010年1月19日、宇宙航空研究開発機構(JAXA) は、陸域観測技術衛星「だいち」がハイチ地震による地殻変動を捕らえたと発表した。震源の西側にある海岸付近が少なくとも35センチメートル東へ動いたことが分かったという[6]。
2011年3月11日、東北地方太平洋沖地震を受け緊急観測を行い400シーンを撮影し10府省・機関へ情報を提供した。これまでだいちは海外へ情報を提供してきたことから、そのお返しとして海外から5000シーンの情報が提供された。
2011年4月22日、午前7時30分頃、発生電力の急低下とともに、セーフホールドモードに移行し、搭載観測機器の電源がオフ状態、全機能停止となっていることが「こだま」による中継データから判明した[7]。制御不能となったため、50年以上後には大気圏突入、消滅が見込まれている[8]。4月23日以降はテレメトリが受信できなくなるが、その後も太陽電池による発電を期待して復旧が試みられた[9]。
2011年5月12日、午前10時50分、バッテリー停止命令を送信し、運用を終了した[10]。同年10月18日、海上保安庁が海氷衛星画像提供への感謝の気持ちとして、「ラストメッセージ」となるレーザー光線をだいちに対して伝達した[11]。
情報収集衛星との関係
公開されたり報道された情報から、だいちと第2世代までの情報収集衛星の機体構成や性能は、よく似ていると推測されている。だいちの開発・製造を担当するメーカーも、情報収集衛星と同じ三菱電機である。ただし、情報収集衛星が主に軌道上予備を目的として各衛星がほぼ同時刻に同一地点上空を通過して観測するのに対して、だいち後継衛星は同一地点の上空通過時刻が均等にばらけるように軌道に投入される点が異なる。また、情報収集衛星が分解能を重視して設計されているのに対して、だいちシリーズは広域観測や多目的探査を重視して設計されていると見られている。
観測データの活用
だいちの第一の任務「地図作成」においてはPRISMセンサーが有効に活用された。日本の国家地図作成機関である国土地理院が基本測量において作成する地形図は、すべての地図の元となるため、その位置精度が特に重要である。通常、地形図は基準点と航空写真により作成されるが、これらが使えない竹島、北方四島の2万5千分1地形図の作成には、PRISMセンサ特有の３方向視が重要な役割を果たした。1908年(明治41年)に作成が始まった2万5千分1地形図は、2014年(平成26年)だいちPRISM画像を活用した色丹島及び択捉島の刊行をもって遂に全領土をカバーした[12][13]。
JAXAは、陸域観測技術衛星「だいち」によって撮影した約300万枚の衛星画像を用いて、世界最高精度の全世界デジタル3D地図を整備する計画を2014年2月に発表した。このデジタル3D地図は、世界で初めて5m解像度と5mの高さ精度で世界中の陸地の起伏を表現できるため、地図整備や自然災害の被害予測、水資源の調査など、さまざまな用途に活用することが出来るようになる。JAXAではこれまでも技術実証を目的として1ヶ月に100枚程度のデジタル3D地図を作成していたが、全自動・大量処理に関する研究開発を実施し、月15万枚程度を作成できる見通しが立った。このため2014年3月から3D地図の整備を開始し、2016年3月までに全世界の3D地図を完させる予定。このデータは、有償で一般に提供する予定であるが、低解像度（30m程度を予定）での全世界標高データも整備し、無償で公開する予定。 これまで全世界規模で整備された同様の数値標高モデルは、米国が2000年にスペースシャトルSTS-99/SRTMで観測したデータによる90m解像度のもの（2003年に第一版公開）と、米国と日本（経済産業省）が共同で2000年から観測した衛星画像による30m解像度のもの（2009年に第一版公開）があり、これらが使われてきた [14][15]。
後継機
名称について
英語名はALOS, Advanced Land Observing Satelliteで、日本ではエイロスが公式の読み方だが[16]、海外では綴りのままアロスと呼ばれることの方が多い。JAXA職員も事実上、訂正を諦め、国際学会ではしばしばアロスと発音している状況である。同様にだいち2号(ALOS-2)も、海外ではエイロス・ツーではなくアロス・ツーと呼ばれている。
脚注
- ^ アマゾンの森林伐採監視衛星利用推進サイト（宇宙航空研究開発機構ホームページ）
- ^ 2008年1月9日 読売新聞
- ^ 陸域観測技術衛星「だいち」データの地図への利用に関する改善状況について （国土地理院 / JAXA 2008年4月）
- ^ ALOS PRISMに関する研究 PRISM画像の画質向上(2002-2007) 国土地理院 神谷泉．2023年4月4日閲覧。
- ^ 陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)によるパキスタン・フンザ川の土砂崩れにともなう堰止湖の緊急観測結果（JAXAホームページ）
- ^ 2010年1月15日 毎日新聞
- ^ 陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)の電力異常について （JAXA 2011年4月22日）
- ^ 平成23年宇宙開発委員会（第15回） 議事録 文部科学省 2011年5月18日
- ^ “陸域観測技術衛星「だいち」の電力異常について”. JAXA (2011年4月27日). 2011年4月29日閲覧。
- ^ “陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)の運用終了について”. JAXA (2011年5月12日). 2011年5月12日閲覧。
- ^ “海上保安庁から「だいち」(ALOS)へラストメッセージとしてレーザー光線が伝達されました”. JAXA (2011年10月20日). 2011年10月31日閲覧。
- ^ 国土全域における2万5千分1地形図の整備・刊行とその経緯 根本正美ほか、 国土地理院時報、第126号、2014年、97-113頁．2023年4月4日閲覧。
- ^ 2万5千分1地形図整備，刊行の経緯 稲葉和雄、地図、第53巻、第2号、2015年、51-57頁．2023年4月4日閲覧。
- ^ “「だいち」画像を活用した世界最高精度の全世界デジタル3D地図の整備について”. JAXA. (2014年2月24日) 2014年3月3日閲覧。
- ^ “世界最高精度の全世界デジタル3D地図を提供開始 ～世界初、5m解像度の数値標高モデルで“見る3D地図”から“使える3D地図”へ～”. 財団法人リモート・センシング技術センター(RESTEC). (2014年2月24日) 2014年3月3日閲覧。[]
- ^ “陸域観測技術衛星(ALOS(エイロス))の愛称募集について”. JAXA (2005年11月30日). 2015年8月9日閲覧。
関連項目
外部リンク
- 宇宙航空研究開発機構
- 陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)の成果 ～宇宙利用の拡大に向けて～ （JAXA, 2008年7月）
- NSSDC Master Catalog Display
- 地球観測衛星（陸域観測技術衛星）「だいち」の開発 -NEC技報