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利用者:Ofuku/temp/GPM

全球降水観測計画 (GPM, Grobal Precipitation Measurement) は、人工衛星を用いて地球全体の降水・降雪量を観測する国際的な計画。一機の主衛星と多数の副衛星からなり、北極・南極を除く地球上の大部分の地域の降水・降雪量を3時間ごとに観測する予定である。日本とアメリカを中心に、フランス、インド、中国などと協力しながら計画が進められている。

経緯・目的

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TRMMからGPMへ

GPMは、1997年11月に打ち上げられ2010年現在も観測を継続している日米共同開発の熱帯降雨観測衛星 (TRMM) の後継・拡張ミッションである。

TRMMは南緯35度～北緯35度の低緯度地域の降水分布を観測する衛星であり、台風の進路予測や降水量予想などの短期現象への利用のほか、10年を超える熱帯・亜熱帯地方の降水観測データの蓄積により、地球全体の大気循環・エネルギー循環の解明、年次毎の降水パターンの観測、エルニーニョ等の異常気象の研究などに多大な貢献をした。

GPM計画では、軌道傾斜角65度の1機の主衛星と極軌道を取る8機程度の副衛星を用いることで、全地球上の降水量データを3時間間隔で取得することを目指している。TRMMの後継・拡張ミッションとして、主衛星の性能を向上させ、多くの国が参加して多数の副衛星を用いることで、よりデータのリアルタイム性が高まり、観測範囲も広がることになる。

日本国内での位置付け

日本では、GPM/DPRプロジェクトという名称で、GPM主衛星の主要センサである二周波降水センサ (DPR) の開発とH-IIAロケットによる打上げを行う計画である。DPRは宇宙航空研究開発機構 (JAXA) が情報通信研究機構 (NICT) の協力を得て開発を行っている。

2005年2月に行われた第3回地球観測サミットにおいて全球地球観測システム (GEOSS) 10年実施計画が承認されるなどの国際的な動きの中で、日本は2004年12月の総合科学技術会議において取りまとめられた地球観測の推進戦略に基づき、GEOSSへ積極的に貢献することを表明している。また、第3期科学技術基本計画においては地球観測の推進戦略が掲げられ、海洋地球観測システムが日本の国家基幹技術として位置づけられた。 これらを受け、文部科学省宇宙開発委員会は2005年6月に具体的な衛星開発・利用計画である「我が国の地球観測における衛星開発計画及びデータ利用の進め方について」の文書を取りまとめた。JAXAはこの文書に基づきGPM計画へ参加することとされている。

参加国・機関

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日本とアメリカが中心となり、フランス、インド、中国など

衛星システム

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GPM計画では、二周波降水レーダ (DPR : Dual-frequency Precipitation Radar) および多周波マイクロ波放射計 (GMI) の二つの観測機器を搭載した一機の主衛星と、マイクロ波放射計またはマイクロ波サウンダを搭載した複数の副衛星（コンステレーション衛星）が用いられる。

主衛星

主衛星はGPMコア衛星と呼ばれ、日本の宇宙航空研究開発機構 (JAXA) とアメリカ国立航空宇宙局 (NASA) によって共同で開発される。二周波降水レーダ (DPR) の開発と衛星の打ち上げは日本、衛星本体と多周波マイクロ波放射計 (GMI) の開発はアメリカによって行われる。打ち上げ後の衛星の追跡・管制は NASA が担当し、観測データの処理は JAXA、NASA のそれぞれで行う。

主衛星は傾斜角65度、高度約407kmの地球を周回する低高度の太陽非同期軌道へと打ち上げられ、北緯65度～南緯65度の地域の降水量の観測を行う。設計寿命は TRMM と同じ3年2ヶ月、軌道調整用の燃料は5年分を搭載する。

当初は2007年度の打ち上げを予定していたが、NASA 側の予算不足により2度延期され、2013年度の打ち上げに変更された。

副衛星

副衛星には、マイクロ波放射計や散乱計を搭載した既存の地球観測衛星を使用する方針である。GPM 計画専用の副衛星は NASAの開発するものとブラジルが開発するものの2つのみである。

現在のところ、JAXA が2011年に打ち上げる予定の GCOM-W1 や NASA の開発する GPM 専用の副衛星や極軌道周回衛星 NPP、アメリカ海洋大気圏局 (NOAA) の運用する極軌道気象衛星 NPOESS、NOAA、DMSP-F18/19/20などのデータを利用する予定である。このほか、インドとフランスが運用するMegha-Tropiquesや欧州の METOP-B, C、中国の気象衛星FY-3C, 3E等のデータ利用についても調整が行われている。

地上システム

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データー取りまとめはどこ？解析は？提供機関は？

JAXAは、DPRのデータと、GCOM-W1のデータの提供まで。 アメリカの他の衛星のデータはNASAとの協力協定を通して入手。

地上システムは、ミッション運用系システム、利用研究系システムから構成される。(追跡管制システムはNASA)

観測センサ

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DPRと他のセンサ。

DPR

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KuPRとKaPRの2周波方式。TRMM/PRと同じアクティブフェーズドアレイ。開発費は92億円である。JAXAとNICTの共同開発。

GMI

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GPMとEarthCARE・GCOM-W1との関係

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付録2、分割版(2)参照

計画の推移

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※過去の経緯は、経緯の項に書ききればそちらへ書く。

NASAの予算不足により、過去に2度主衛星の打ち上げが延期されている。

予定・経過

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経過
  • 2002年11月 文部科学省宇宙開発委員会本委員会で開発研究への移行が認められる
  • 2003年10月 JAXA内でGPM/DPRプロジェクトチーム発足
  • 2004年4月 NICTとDPRの開発分担協定を締結。
  • 同 5月 DPR担当業者をNEC東芝スペースシステム社に決定し、DPRの製作・評価を開始[1]
  • 同 7月 NASA側の予算事情により、GPMコア衛星の打ち上げ時期が2007年度から2010年度へと延期になる
  • 2006年3月 NASA側の予算事情により、GPMコア衛星の打ち上げ時期が2013年度へとさらに延期になる
  • 2007年7月 JAXA内にて開発移行確認会を実施
予定

2013年、H-IIAロケットにて打ち上げ予定

参考資料

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脚注

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  1. ^ 13GHz 帯／35GHz 帯二周波降水レーダの技術課題 （JAXA/NICT/NTS 2004年9月）

関連項目

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JAXA NASA NOAA 他

TRMM

外部リンク

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