地球観測システム

地球観測システム（EOS ）は、 NASAのプログラムであり、地表、生物圏、大気、海洋の長期にわたる地球観測を目的とした、地球軌道上の一連の人工衛星ミッションと科学機器で構成されています。 1970年代初頭から、NASAは地球観測システムを開発しており、10年間で一連のランドサット衛星を打ち上げました。最初の衛星のいくつかには、 1972年のニンバス5号衛星による受動マイクロ波画像撮影が含まれていました。 ^[1]さまざまな衛星ミッションの打ち上げに続いて、プログラムの構想は1980年代後半に始まり、1990年代を通じて急速に拡大しました。^{[2]プログラムの開始以来、陸地、海、}放射線、大気を含むように開発が続けられています。 ^{[1] NASAは、} EOSDISと呼ばれるシステムに収集されたこのデータを使用して、地球の生物圏の進行と変化を研究しています。このプログラムはNASAの地球科学事業の中心となるものです。

現在の地球観測システム (EOS) の開発に先立ち、このプログラムの基礎は 1960 年代初頭から 1970 年代にかけて築かれました。TIROS -1は、初の本格的な低軌道 気象衛星です。^[3] TIROS-1 の主な目的は、地球の表面を監視および研究する方法として、テレビの赤外線観測を研究することでした。現在使用されている衛星の開発に不可欠であった TIROS-1 は、NASA が実験機器とデータ収集方法を使用して世界中の気象を研究できるようにするプログラムでした。重要なのは、TIROS-1 によって収集されたこの新しい情報により、気象学者や科学者が大規模な気象現象を観測できるようになることです。そうすることで、彼らは「ハリケーンのため沿岸から避難すべきか?」などの質問に答えることができます。^[3] TIROS に続いて、実験的な応用技術衛星(ATS) プログラムが開発されました。これらの衛星の主な目的は、天気予報と宇宙環境の研究でした。重要なのは、この計画が静止軌道に衛星を打ち上げ、地球観測におけるこの軌道パターンの有効性を評価することに重点を置いていたことです。 ^{[1]最も長く続いたミッションである} ATS-3は、20年以上の寿命を持ちました。これは宇宙からカラー画像を撮影した最初の衛星であり、通信手段として重要な役割を果たしました。^[1]

TIROS-1とATS-3の成功後、NASAは米国地質調査所（USGS）と連携し、 1970年代から1980年代にかけて打ち上げられた一連のランドサット衛星を通じて地球観測を前進させた。1972年に打ち上げられたニンバス5号衛星は、受動型マイクロ波画像化を使用していた。これは、海氷の変化を観測するのに非常に効果的な方法  であった。 ^{[1]観測は、地球の海洋の色の変化を詳細に記録する}沿岸域カラースキャナ（CZCS）と、太陽放射照度と地球の大気からの反射放射を測定するオゾン全量マッピング分光計（TOMS）を搭載したニンバス7号などの後続ミッションによってさらに進んだ。^[1]これらのプログラムの初期の衛星は、今日のEOSプログラムの多くへの道を開いた。 TIROS衛星は、分光計などの地球観測機器の試験と開発において非常に重要であっただけでなく、これらの衛星を軌道上に一定期間維持するために使用されたさまざまなセンサーからも多くのことが学ばれました。地平線センサーなどのセンサーはこれらの初期の衛星でテストされ、より高度な観測方法と動作構成を生み出すために適応されました。^[1]

プログラムの開始以来、全体的な目的は「長期にわたる地球観測を通じて気候システムの主要な構成要素とその相互作用を監視し、理解する」という同じままです。^[4] LandSatやA-Trainプログラムなどのさまざまなプログラムの使用を通じて、科学者は地球とその変化についてより深く理解しています。現在、EOSの衛星によって収集されたデータは、地球観測システムデータ情報システムによってデジタル化され、照合されています。科学者はこのデータを使用して気象現象を予測し、最近ではパリ気候協定などの条約のために気候変動の影響を予測しています。データは主にEOSによって収集され、分析されています。

地球観測と EOS に影響を与えるすべてのミッションという広い意味では、地球観測システムの役割を成功に導く複雑な衛星や宇宙船の配列に資金を提供し、研究し、開発するのに役立つさまざまな政府間パートナーシップや国際パートナーシップが存在しています。全体として、政府間パートナーシップはすべてのミッションのほぼ 37% を占め、ミッションの 27% には他の国や国際企業との国際パートナーシップも含まれています。

2022年現在、LandSat衛星は9機あり、LandSat7、8、9が地球を周回している。LandSatプログラムは開始以来、米国地質調査所（USGS）を中心に多くの組織が関与してきた。地球観測プログラムに参加している他の政府間機関には、環境科学サービス局（ESSA）、米国国防総省（USDOD）、米国エネルギー省（USDOE）、米国海洋大気庁（NOAA）などがある。これらの政府間機関が協力することで、プログラムへの資金提供を増やすとともに、さまざまな機関の政府資源の連携が可能になる。多くの場合、これらのパートナーシップは、別の政府機関がミッションに含まれるペイロードの一部として特定の機器を希望することから始まる。^[14]

同様に、各国との国際パートナーシップは、NASAが開発した既存のミッションに付随する特定のペイロード（機器）から生まれたか、NASAが協力して欧州宇宙機関などの他の宇宙機関の施設の使用を要求したことから生まれた。このようなパートナーシップは、2000年にERS-1衛星が南米のフランス領ギアナにある宇宙港、ギアナ宇宙センターから打ち上げられたときに観察された。NASAを支援または協力した国際機関には、CONAE（アルゼンチン宇宙機関）、CNES（フランス宇宙機関）、DLR（ドイツ航空宇宙センター）、ロシア連邦の国営宇宙連盟ロスコスモス、JAXA（日本宇宙開発機構、旧NASDA）などがある。^[2]

プログラムの実施期間中、アメリカ国内および海外の企業とのさまざまな企業および組織とのパートナーシップも行われてきました。2002年、SeaWIFSミッションはアメリカの衛星画像会社GEOeyeとのコラボレーションを実現しました。同様に、国際科学会議（ICSU）、国際標準化機構（IOS）、世界データシステム（WDS）、地球​​観測衛星委員会（CEOS）などの組織が、ミッションの計画、データ収集、データ分析に関与してきました。前述のように、資金、機器の追加、調整とデータ分析への支援はすべて、これらのパートナーシップのメリットです。^[15]

地球観測システムは地球の気候や変動を研究する上でますます重要になるにつれ、プログラムは進化し続けるでしょう。NASAは、欧州宇宙機関やNASDA（日本）などの他の政府機関とともに、多くの将来のミッションを計画しています。センチネル6Bは、継続的な水と海洋の観測を目的としたそのようなミッションの1つです。センチネルミッションの主な目的は、気候変動と地球温暖化の主な指標である海面上昇を監視することです。パリ協定の政策とより多くの国がカーボンニュートラルの世界を目指すにつれて、センチネルミッションによって収集されたデータは、地球の変化する気候の継続的な理解に役立ちます。また、センチネル衛星の1つが天気予報に関する新しい実験をテストすることも期待されています。ペイロードの一部として、大気中のさまざまな層の変化と情報を詳細に把握する方法である全地球航法衛星システム電波掩蔽（GNSS-RO）を使用します。^[18]

JPSSまたは共同極軌道衛星システムは、2027年に打ち上げられる予定です。このプロジェクトは、NASAと米国海洋大気庁（NOAA）の政府間協力であり、新世代の極軌道環境衛星を観測します。重要なのは、これらの極軌道衛星は非静止衛星であるため、これら2つの衛星は赤道に対して90度近くの傾斜角を持つということです。重要なことに、このプロジェクトは継続しており、JPSSシリーズの3番目と4番目の衛星です。このタイプの衛星のペイロードには、可視赤外線画像放射計、高度技術マイクロ波サウンダー、オゾンマッピングおよびプロファイラースイートが含まれます。これらのさまざまな機器によって収集されたデータには、モデリングと予測予測に使用される数値気象予測が含まれます。^[19]

アースベンチャーミッションの1部門である対流上昇流調査ミッションには、3つの小型衛星を搭載する予定です。3つの衛星は緊密に連携して軌道を周回し、対流性嵐と大雨の形成を理解することを目的とします。嵐がどのように発生するかだけでなく、いつどこで発生するかを正確に把握することが目的です。まだ計画と開発の段階ですが、3つの衛星のうち最初の衛星は2027年にEVM-3に搭載されます。2021年にEVMの12の提案が審議され、パネリストによるレビューを経てINCUSミッションが選ばれました。NASAの地球科学ディレクター、カレン・セントジャーメイン氏は、「気候が変化する中、嵐がどのように発達し、激化するかについてより正確な情報を得ることは、気象モデルと異常気象のリスクを予測する能力を向上させるのに役立ちます」と述べています。気候変動の影響は、世界的に海面温度が上昇するにつれてますます大きくなっており、嵐の強度が増し、より頻繁に発生することが予測されています。これは、上昇する水蒸気が増加して対流が生じた結果です。INCUSが完全に稼働すれば、科学者がこれらの対流を理解し、大規模な嵐の可能性と場所を予測するのに役立ちます。^[20]

• A列車（衛星群）
• 大気化学観測データベース
• 地球観測衛星
• 地球観測システムデータおよび情報システム（EOSDIS） – NASAの地球科学データを管理するためのエンドツーエンドの機能を提供します。
• 資源管理システムのための火災情報（FIRMS） - NASAの地球科学データシステムプログラムの一環として、火災発生場所に関する情報を提供します。
• 地理情報学
• 地球観測衛星一覧

• アルゴリズムの理論的基礎文書
• NASA の EOS ホームページ