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ひまわり (人工衛星)

日本の気象衛星ひまわりシリーズの1号機 From Wikipedia, the free encyclopedia

ひまわり(GMS、Geostationary Meteorological Satellite)は気象庁と宇宙開発事業団 (NASDA) が打上げた静止気象衛星である。開発・製造は日本電気およびヒューズが担当した。ひまわり2号を打ち上げて以後は「ひまわり1号」とも俗称される。

概要 ひまわり (GMS), 所属 ...
ひまわり (GMS)
プロトフライトモデル (PFM)
所属 NASDA(現JAXA)、気象庁
主製造業者 ヒューズ、NEC
国際標識番号 1977-065A
カタログ番号 10143
状態 運用終了
目的 気象観測
設計寿命 3年後残存確率50%
打上げ機 デルタ2914ロケット132号機
打上げ日時 1977年7月14日19:39 (JST)
軌道投入日 1977年7月18日
停波日 1989年6月30日
物理的特長
衛星バス Hughes HS-335
本体寸法 直径:216cm
高さ:270cm(アポジモータ分離後)
高さ:362cm(アポジモータ分離前)
質量
  • 打ち上げ時 669.5 kg
  • 静止化後初期 約315 kg
  • 寿命末期 281 kg
発生電力
  • 225 W
  • 219 W(寿命末期)
主な推進器 スター27
23Nヒドラジンスラスタ × 6
姿勢制御方式 スピン安定方式(100rpm)
軌道要素
軌道 静止軌道
静止経度 東経140度
高度 (h) 約3万6000 km
搭載機器
VISSR 可視赤外線走査放射計(可視1バンド距離分解能1.25 km、赤外1バンド距離分解能5 km)
SEM 宇宙環境モニタ
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目的

宇宙からの気象観測の実施。世界気象機関 (WMO) と国際学術連合会議 (ICSU) が共同で実施する地球大気開発計画 (GARP) の一翼を担った。

計画

従来から日本では極軌道気象衛星の構想が進められてきた。しかし、1970年春頃までのGARP関係のいくつかの国際会議において気象衛星観測網の構想が具体化してきたのに伴い、1970年度の宇宙開発計画の見直しによって、静止気象衛星の研究を進めることとなった。

気象庁気象研究所は、1971年度からGARPで要請されている仕様を満たす静止気象観測衛星について調査検討を開始し、アメリカのSMSやGOESの研究開発状況を参考にしながら、衛星の概念設計及び予備設計を行った。また、NASDAにおいても、静止気象衛星の短期間での開発可能性や技術的波及効果などについて調査検討が行われ、実現性が確かめられた。

デルタ2914による打上げ(1977年7月14日)
ひまわり(1号)運用開始画像(1978年4月6日)
  • 1970年(昭和45年)
    • 3月12日、気象庁の庁議で「気象衛星計画(45.3.12)」を決定。GARP(地球大気開発計画)FGGE(第一次地球大気開発計画全球実験)に参加するために1975年の衛星打上げを目指した[1]。
    • 3月16 - 20日、ブリュッセルでGARP計画会議が開催され、静止気象衛星4個をアメリカ(西経150度、西経70度)、フランス(東経20度)、日本(東経120度)が分担する勧告がなされる[1]。
    • 12月26日、気象庁の来年度予算成立の内示が出て「気象衛星の研究開発」が気象庁プロジェクトとなる[2]。
  • 1971年(昭和46年)
    • 3月15日、気象庁による静止気象衛星の予備調査に参加した三菱電機(アメリカTRW社と技術提携)、日本電気(ヒューズ社と技術提携)の2社から衛星例3例ずつの報告を受けた[2]。
    • 6月15日、技術調査の報告書が三菱電機(フィルコ・フォード社と提携)、日本電気(ヒューズ社と提携)から1案ずつ提出された。いずれもアメリカのソーデルタ2614による打上げを計画した[2]。
    • 7月末、RCA社が来日し、三軸安定方式の静止気象衛星を提案する。しかし、三軸の静止気象衛星はアメリカでも実績がなかったため、その後の気象庁内外の意見により日本はスピン安定方式を採用することとなる[2]。
    • 11月、気象庁(運輸省)と科学技術庁の間では国際協力によって気象衛星の開発を進める了解がとられた[2]。
  • 1972年(昭和47年)7月31日、宇宙開発委員会 宇宙開発計画部会で、「GARP FGGEに間に合うよう静止気象衛星の開発を進める」ことが決定[2]。
  • 1973年(昭和48年)
    • 3月1日、宇宙開発委員会が決定した「宇宙開発計画(昭和47年度決定)」の中で「静止気象衛星は(中略)昭和51年度に静止軌道に打ち上げることを目標に開発を行う。なお、本衛星の打上げについては、米国のロケットを活用することを考慮する。」と明記された[2][3]。
    • 8月1日、気象庁で予備設計まで実施した「第1号静止気象衛星」について、気象庁がNASDAに衛星開発を依頼し了承された[4]。
    • 10月30日、衛星の開発メーカを日本電気に決定し、基本設計について契約。1976年8月に衛星製作完了、同年12月20日打上げ予定となる。基本設計は技術提携先のヒューズ社で実施される[4]。
  • 1974年(昭和49年)
    • 3月6 - 12日、基本設計審査[4]。
    • 9月、詳細設計開始[4]。
  • 1975年(昭和50年)
    • 3月、詳細設計審査[4]。
    • プロトフライトモデル (PFM) 及びフライトモデル (FM) の製作を行った。
  • 1976年(昭和51年)2月からFMの総合試験を実施。
  • 1977年(昭和52年)
    • 4月、出荷前審査[4]。
    • 6月、フライトモデル(FM)完成[4]。
    • 10月、プロトフライトモデル(PFM)完成[4]。

運用

ひまわりPFM(国立科学博物館展示品)構体のフチに立つ8本の線がVHSホイップアンテナ
アポジモータとアダプタがない状態運用時は北面

日時は日本時間。

  • 1977年(昭和52年)
    • 7月14日
    • 7月15日 22:57、第3遠地点でアポジキックモーターを噴射しドリフト軌道へ投入[5]。
    • 7月18日 16:35、東経140度の赤道上空に静止された[5]。
    • 7月20日、デスパンアンテナの駆動時にスピン軸の若干のズレがあると判明[注釈 1][5]。それ以外の機器は9月30日までのミッションチェックで良好であることが確認された[6]。
    • 9月8日、第1回の雲画像の取得。画像の若干の歪が生じている[6]。
    • 11月4日から定常運用を開始[6]。VISSRセンサの第4チャンネルの光電子増倍管の電圧が低下して出力が出なくなり、予備の第8チャンネルに切り替え[5]。
  • 1978年(昭和53年)
    • 2月6日、24時間モードで運用されることになる[6]。
    • 3月8日、VISSRセンサの第6チャンネルの出力が出なくなり、予備の第2チャンネルに切り替え[5]。
    • 4月6日、気象庁気象衛星センターによる本格運用が開始された[5]。
    • 4月28日、雲画像の歪に対応する地上ソフトウェアの改修が完了し、歪が除去できるようになった[6]。
  • 1981年(昭和56年)
    • 10月10日、VISSRエンコーダ主系に不具合が生じ、冗長系に切り替えた[6]。
    • 12月19日、静止位置の移動を開始[6]。
    • 12月20日、ひまわり2号へ観測業務を引き継いだ[6]。
  • 1982年(昭和57年)1月24日、東経160度に静止[6]。
  • 1984年(昭和59年)
    • 1月21日、ひまわり2号のVISSR駆動系の不具合の対応で東経140度に再度移動を開始し、定常運用再開[6]。
    • 1月31日、東経140度で静止[6]。
    • 6月30日、ひまわり1号のVISSR駆動系の劣化不具合により画像取得が不能となったため、ひまわり2号に観測を引き継ぎ[6]。
    • 9月10日、東経160度へ移動、軌道上待機となった[6]。
  • 1989年(平成元年)
    • 6月26日から6月29日、搭載機器の劣化を受けて墓場軌道へ離脱
    • 6月30日、停波し運用を終了した[6]。

機体設計

各種機器(運用時は南面)左上:Sバンドアンテナ右上:UHFヘリカルアンテナ縦長のサンシェード内にVISSR
VISSAサンシェード内に楕円形のスキャンミラー、その中央に下向きの副反射鏡がある

ミッション機器

  • 可視・赤外走査放射計(VISSR)[5]
    • VISSR(ビサ)は、スピン安定の衛星構体と一体となって地球の南北を軸として毎分100回転し、地球から来た光を内部のスキャンミラーで直角に曲げて衛星内の主反射鏡、副反射鏡を経てカセグレンアンテナのような構成で集光し、プリズムによって赤外光と可視光を分離して光を観測する。西から東にスピンスキャンしながら赤外では3350回測定し、1回転ごとにスキャンミラーを北から南へ70μradずつずらしながら(観測点は140μradずれる)2500回転で南北20度の視野の観測を完了する[7]。25分かけて観測し、2.5分かけてスキャンミラーの方向を北に戻す[8]。
    • 主反射鏡直径:40.6cm
    • 長さ152.4cm×直径64.8cm、重量68.1kg
    • 消費電力:24.0W
    • 赤外光センサ:1個+予備1個
    • 可視光センサ:南北4個+予備4個
  • 宇宙環境モニタ(SEM)
    • 陽子、アルファ粒子、電子を計13チャンネルで16秒ごとに全チャンネルを観測する[8]。

バス機器

  • 通信系[5]
    • Sバンド送信機(1.7GHz帯)、Sバンド受信機(2.0GHz帯)
    • UHF送信機(469MHz帯)、UHF受信機(402MHz帯)
    • VHF送信機、VHF受信機
  • デジタル・エレクトロニクス系
  • 制御系
  • 推進系
    • アポジモータ
    • リアクション・コントロール・システム
  • 電源系

地上局

  • 気象衛星通信所(CDAS、指令資料収集局)[9]
  • 追跡管制所
    • NASDA:中央追跡管制所(筑波宇宙センター)、勝浦追跡管制所、沖縄追跡管制所、増田追跡管制所
  • 測距局
    • MRS主測距局(CDAS内)、TARS-1石垣島、TARS-2オーストラリア(オロラルバレー)
    • 低周波のサイドトーン信号を送信し、反射トーンの位相差を用いて各局との距離を測定し、衛星の位置を特定する。
  • その他
    • 利用局(GMSから放送されるFAXデータを利用する局)
    • 通報局(離島、船舶、海洋ブイ、航空機等)

脚注

関連項目

外部リンク

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