クラレオ

CLARREO（気候絶対放射輝度および屈折率観測衛星）は、NASAの優先度の高い10年規模の調査ミッションであり、もともと2007年に国立研究会議によってそのように選定されました。 ^{[1] CLARREOミッションは、地球の}気候変動を正確に定量化し、その原因を特定するために、軌道上に計測研究所を提供することを目的としています（気候研究衛星の一覧を参照）。このミッションは、その高い精度を他の宇宙搭載センサーに転送するようにも設計されています。軌道上で参照較正標準として機能し、 ^[2] 2020年代に計画されている打ち上げから30年以内の2055年までにデータセットで気候の傾向を明らかにすることになります。^[3]これらの測定により、気候モデル予測のテスト、検証、改善が可能になります。

2012年度予算で発表された資金削減により、CLARREOミッションは大幅に規模が縮小され、残りの宇宙プロジェクトがその穴を埋めることになりました。^[4]大統領の2016年度予算要求では、CLARREO Tier 1 Decadal Surveyミッションの必須測定技術を実証するために、より小規模なCLARREO Pathfinder（CPF）ミッションに7,690万ドルが提供されました。^[5]この資金は、2023年12月から国際宇宙ステーション（ISS）でホストされる、完全なDecadal Survey推奨ミッションの一部である反射太陽（RS）分光計の飛行をサポートする可能性があります。^[6]第一次トランプ政権は、このミッションへの資金提供を停止しようと何度も試みましたが、失敗しました。^[7]^[8]

ミッションコンセプト

以下は、2010年11月のミッションコンセプトレビューで発表されたミッションコンセプトです。 ^{[9] CLARREOは当時、}ミノタウロスIV+ロケットによる2回のデュアルマニフェスト打ち上げで4つの観測所で構成されることが想定されていました。

3 つの楽器（各 2 つ）
- 赤外線（IR）分光計
- 反射太陽光（RS）分光計
- 全地球航法衛星システム-電波掩蔽( GNSS-RO )
4つの観測所、ミノタウロスIV+ロケットによる2回のデュアルマニフェスト打ち上げ
- 2018年7月: GNSS-ROを搭載した2つの赤外線観測所
- 2020年5月: 反射太陽観測所2基
609 km 極軌道（傾斜角 90 度）

利用可能な資金の減少に対応するために、代替ミッションコンセプトが開発されました。国際宇宙ステーションでのCLARREOミッションは、RS分光計とIR分光計をそれぞれ1台ずつ搭載し、実現可能なコストを最小限に抑えて最高の科学的価値を提供することがわかりました。ISSの軌道傾斜角が51.65度であるため、ISSでのCLARREO測定には極地が含まれず、ミッションコンセプトレビューで提示されたミッションのバージョンと比較して、ミッションはグローバルスペクトルベンチマークを追跡することができませんでした。^[10]

パスファインダーミッションコンセプト

2016年、CLARREOミッション全体に対するパスファインダーミッションに資金が投入された。「割り当てられた資金は、2020年までに国際宇宙ステーション（ISS）に設置される反射太陽（RS）分光計の飛行を支援する。…CPFはクラスDミッションであり、軌道上で1年間運用され、取得したデータの分析に1年間かかる。」このミッションは、CLARREOミッション全体のリスクを軽減するために使用できる軌道上の重要な測定技術を実証する目的で設計されている。CLARREOパスファインダーには、国際単位系（SI）にトレーサブルな軌道上での高精度を実証することと、その精度を他の宇宙搭載センサーに転送するという2つの主な目的がある。^[11]パスファインダーの閾値目標は、CLARREOミッション全体と比較して、0.15%から0.3%（k=1）に2倍緩和されている。^[12]

基準相互校正

現在の衛星ベースのセンサーは、気候変動の検出に必要な精度要件を満たすようには設計されていません。気候測定に使用される多くのセンサーは、運用上の気象ニーズを満たすように設計されており、気候サンプリング用に最適化されていません。これらのセンサーは、気候用に設計された古い機器と同様に、軌道上で系統的誤差をテストするオンボード機能がありません。CLARREOミッションは、機器の設計、開発と運用のすべての段階での較正トレーサビリティを慎重に検討し、特に気候記録の作成に重点を置いたスペクトル、空間、および時間サンプリングを行うことで、これらの目標を達成します。^[14]その後、現在達成されているものよりもはるかに正確な新しい相互較正方法論^{[13]が開発され、}^[15] CLARREO は、広帯域雲と地球の放射エネルギーシステム(CERES) などのミッション、クロストラック赤外線サウンダ (CrIS) や赤外線大気サウンディング干渉計 (IASI) などの運用サウンダ、可視赤外線イメージング放射計スイート (VIIRS) や先進超高解像度放射計(AVHRR) などのイメージング装置の基準相互較正を提供する軌道上標準として機能する可能性があります。^[16]

ミッション選択

2007 年の全米研究会議 (NRC) の10 年調査報告書^[1]「宇宙からの地球科学と応用: 次の 10 年とそれ以降の国家の責務」は、NASA の宇宙ベースの地球観測システムの将来の方向性の基盤を提供しています。ミッションは、科学的価値、長期観測記録への貢献、社会的利益、経済性、および技術的準備に基づいてランク付けされました。NASA によって最も早い実施が推奨された 4 つのミッションは、「Tier 1」ミッションに分類され、CLARREO もその中に含まれていました。NRC の 10 年調査では、現在の気候変動観測の最も重要な問題は、10 年単位の小さな気候変動シグナルを観測する際の精度の欠如と信頼性の低さであると結論付けられました。10 年単位の気候変動の CLARREO 観測は、幅広い主要な気候変動観測に敏感な一連の観測に対して必要なレベルの精度と SI 標準へのトレーサビリティを達成することで、この問題に対処しています。

10 年計画調査の推奨事項は、宇宙ベースの地球科学の将来の方向性に関するコミュニティの意見を反映しています。そのため、NASA は CLARREO の計画期間中、科学コミュニティと連携してミッション要件を改良していきます。

科学応用

CLARREO は、国際単位系(SI) 標準にトレーサブルな、非常に正確な 10 年周期の変化観測を行うことができます。たとえば、太陽の波長では、実際のデータと、高精度のセンサーモデル内で生成された月/太陽の放射輝度の理論的シミュレーションを比較することで、打ち上げ後に確認する予定ですが、^[17]このような非実験的なアプローチで SI のトレーサビリティがどのように確保されるかは不明です。^[要出典] CLARREO によって行われる地球観測は、次のような最も重要でありながら最も理解されていない気候放射強制、応答、フィードバックに対する感度を備えています。

温度と水蒸気のフィードバック、雲のフィードバック、温度プロファイル、水蒸気プロファイル、雲、温室効果ガスの放射効果の10年変化を推測するための赤外線スペクトル
GNSS-ROによる気温プロファイルの10年変化の推定
太陽反射スペクトルから雲フィードバック、雪氷アルベドフィードバック、雲、放射フラックス、エアロゾル、積雪、海氷、土地利用の10年周期の変化を推測する^[18]

社会的利益

2020年以降、CLARREO ISS/Pathfinderとその新たに緩和された精度目標である0.6% (k=2) ^[12]との相互較正後、得られた測定値は2039年までに気候変動のシグナルを検出できる可能性がある（図3の赤い曲線を0開始点ではなく20年または「2020」に移動）。しかし、これは、図3の31年または「2031」のほぼ10年後に発生するため、これは、CERESがCLARRE0の助けを借りずにそのような傾向を検出する時期（灰色の破線）に関するNASAの推定値であるため、2007年の10年調査（2013年打ち上げ[20 ^{] ）に対応した元の0.3% (k=2)コンセプト}^[19]と比較すると、Pathfinderの気候科学へのメリットは大幅に減少する可能性があります。

チーム

CLARREOはもともとNASAとNOAAの共同ミッションとして推奨されており^[21]、NOAAは太陽放射照度センサー（TSIS）と雲と地球の放射エネルギーシステム（CERES）センサーを搭載して、総太陽放射照度とスペクトル太陽放射照度の測定と地球エネルギー収支の気候データ記録を提供することになっていた。NASAの部分は、スペクトル分解された熱赤外線と反射太陽放射を高い絶対精度で測定することだった。しかし、最近の出来事により、そのような割り当てが疑問視されている。^[22]

NASAラングレー研究センターが率いるチームは、他のNASAセンター、政府機関、学界、NASA本部の協力を得て、2010年11月17日にミッションコンセプトレビュー（MCR）に合格したミッションコンセプトを開発した。^[23] 2012年度の予算削減により、CLARREOミッション全体が延長されたプレフェーズAの状態になったが、すでに競争的に選定されていたCLARREO科学定義チームは、ミッションの科学技術開発を継続的に進めてきた。^[24]

参照

真実

参考文献

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外部リンク

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