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米国海洋大気庁（NOAA）の国立環境衛星・データ・情報サービス部門が運用する静止気象衛星（GOES ）は、気象予報、激しい嵐の追跡、気象学研究を支援する衛星システムです。このシステムの宇宙船と地上設備は連携して、環境データを継続的に提供します。米国国立気象局（NWS）とカナダ気象局は、北米の気象監視と予報業務にGOESシステムを利用しており、科学研究者はこのデータを利用して陸地、大気、海洋、気候のダイナミクスをより深く理解しています。
GOESシステムは、静止軌道上の赤道衛星を利用しており、1974年のSMS-1打ち上げ以来、米国の気象監視と予報の基本的な要素となっている。
GOES衛星の調達、設計、製造はNASAが監督している。
NOAAは、GOES衛星による地上データと宇宙天気データの両方の公式提供機関です。データはSPEDASソフトウェアを使用してもアクセスできます。
最初のGOES衛星であるGOES-1は1975年10月に打ち上げられた。その後、1977年6月16日と1978年6月16日に、ほぼ1年間隔でさらに2機が打ち上げられた。GOES衛星に先立ち、同期気象衛星（SMS）衛星が2機打ち上げられていた。SMS -1は1974年5月、SMS-2は1975年2月である。SMS由来の衛星は、可視赤外線スピン走査放射計（VISSR）を通して画像を提供するスピン安定化宇宙機であった。最初の3機のGOES衛星は、以前の同期気象衛星（SMS）世代用に開発されたPhilco-Fordバスを使用していた。[ 1 ]
3機のSMS GOES衛星に続いて、ヒューズ社から5機の衛星が調達され、これらが第1世代GOES衛星となった。これらのうち4機が軌道に到達したが、GOES-Gは打ち上げ失敗で失われた。[ 2 ]
次の 5 機の GOES 衛星は、NASA との契約に基づきSpace Systems/Loral社によって製造されました。 [ 3 ]イメージャーとサウンダー機器は、ITT Aerospace/Communication Division 社によって製造されました。GOES-8 と -9 は 3 年間の運用を想定して設計され、-10、-11、-12 は 5 年間の運用が想定されています。GOES-11 と -12 は、想定寿命を超えて運用された場合に備えて、10 年間の運用に十分な燃料を搭載して打ち上げられました。
4機の第3世代GOES衛星の開発契約はヒューズ社に授与され、衛星は2002年から2010年の間にデルタIIIロケットで打ち上げられる予定だった。 [ 4 ]ヒューズ社との合併後、ボーイング社が開発契約を引き継ぎ、デルタIIIの退役に伴い、打ち上げはデルタIVに移管された。4機目の衛星GOES-Qの契約は後にキャンセルされた。[ 5 ]最初の第3世代衛星GOES-13は2006年5月に打ち上げられ、当初は軌道上のバックアップとして機能していた。[ 6 ]しかし、2010年4月、GOES-12は南米のカバー範囲に移され、GOES-13はGOES-Eastの役割に移された。[ 7 ]第3世代衛星の予想寿命は7年だが、最後の2機の第2世代衛星と同様に、可能であればより長く運用できるように余剰燃料を搭載する。
第4世代衛星であるGOES-Rシリーズ[ 9 ]は、ロッキード・マーティン社がA2100衛星バスを使用して製造しました。GOES-Rシリーズは、2036年まで運用中のGOES衛星システムの利用可能性を拡大することを目的とした4つの衛星プログラム（GOES-R、-S、-T、-U）です。[ 10 ] GOES-Rは2016年11月19日に打ち上げられました。 [ 9 ]軌道に到達した際にGOES-16と改名されました。シリーズ2番目のGOES-Sは2018年3月1日に打ち上げられました。軌道に到達した際にGOES-17と改名されました。 GOES-T（現在はGOES-18）は2022年3月1日に打ち上げられた。[ 11 ]シリーズ最後の衛星であるGOES-U（現在はGOES-19）は2024年6月25日に打ち上げられた。[ 12 ]
GOES衛星は4基が運用可能で、うち2基は東西の軌道スロットで稼働しており、残りの2基は緊急時に備えて軌道上で保管されている。
GOES-19（旧GOES-U）は、西経75度のGOES-Eastの位置を占めている。2024年6月25日にケネディ宇宙センターからファルコンヘビーロケットで打ち上げられ[ 13 ]、2025年4月7日に運用を開始し、GOES-16に取って代わった[ 8 ]。
GOES-18（旧GOES-T）は、西経137度のGOES-Westの位置を占めています。2022年3月1日にフロリダ州ケープカナベラル空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス41からアトラスVロケットで打ち上げられ、[ 14 ] 2023年1月4日に運用を開始し、GOES-17に取って代わりました。[ 8 ]
GOES-16は現在、軌道上の最初のバックアップとして機能しており、GOES-Eastの役割を解かれた後、西経104.7度に移動しました。この衛星は、軌道投入前にGOES-Rと指定され、2016年11月19日にフロリダ州ケープカナベラル空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス41からアトラスV 541ロケットで打ち上げられました。 [ 15 ] 2017年初頭まで打ち上げ後テストを受け、GOES-13に代わってGOES-Eastとなりました。
GOES-17は、GOES-18に置き換えられ、GOES-Westの役割から解放された後、GOES-Eastの軌道上バックアップとして機能しています。軌道投入前にGOES-Sと指定されていたこの衛星は、2018年3月1日にスペース・ローンチ・コンプレックス41からアトラスV 541ロケットで打ち上げられました。[ 16 ]打ち上げ後のテストとイメージャーの問題のトラブルシューティングの後、この衛星は2019年2月に運用開始されました。冷却システムの異常が知られているにもかかわらず、必要に応じてバックアップカバレッジを提供する能力は維持されています。
GOES衛星のうち数基は現在も軌道上に残っているが、運用停止状態にあるか、あるいは用途変更されている。
GOES-3は1989年に気象観測には使用されなくなりましたが、 2016年に運用が停止されるまで20年以上にわたり、米国とアムンゼン・スコット南極基地間の通信の重要な一部として機能しました。 [ 17 ]静止衛星は赤道上空で静止状態を維持するために燃料を消費するため、通常は極から見ることができません。燃料が枯渇すると、太陽と月の摂動により衛星の軌道傾斜角が増加し、地上の軌道がアナレンマ（南北方向の8の字）を描き始めます。通常、これで衛星の主な任務は終了します。しかし、軌道傾斜角が十分に高くなると、GOES-3の場合のように、衛星は8の字の両端で極の地平線上に昇り始めることがあります。基地には9メートルのパラボラアンテナが設置され、1日約5時間、衛星との通信が可能になりました。最適な条件下でのデータ転送速度は、約2.048メガバイト/秒（双方向）でした。
軌道投入前にGOES-Iと命名されたGOES-8は、運用中はGOES-East衛星でした。現在は待機軌道にあり、1日あたり約4°の速度で西にドリフトしています。[ 18 ]推進システムの故障により、2003年4月1日に運用が停止され、2004年5月5日に停止されました。[ 19 ]
軌道投入前にGOES-Kと命名されていたGOES-10は、2009年12月2日に運用を終了し、墓場軌道に押し上げられた。軌道上に留まるために必要なマニューバを行う燃料がもはや残っていなかった。[ 20 ]
軌道投入前はGOES-Lと命名されていたGOES-11は、2011年12月6日に部分的な故障を起こした。同年12月16日に運用を終了し、墓場軌道に投入された。
軌道投入前にGOES-Mと命名されていたGOES-12は、2013年8月16日に運用を終了し、墓場軌道に投入された。[ 21 ]
軌道投入前はGOES-Nと命名されていたGOES-13は、2018年1月3日に運用を終了し、保管軌道に投入された。その後、米国宇宙軍に移管され、EWS-G1という新たな名称で東経61.5度に配置された。インド洋の監視を3年間行った後、EWS-G1は2023年10月31日に運用を終了し、EWS-G2（旧GOES-15）がその役割を引き継いだ。
GOES-14は西経 108.2° に保管されています。軌道投入前に GOES-O と指定されていたこの衛星の打ち上げは、何度か延期されました。[ 22 ] [ 23 ] 2009 年 6 月 27 日にスペース ローンチ コンプレックス 37 から Delta IV Medium ロケット[ 24 ] Delta IV M+ (4,2)で打ち上げに成功しました。2009 年 12 月まで打ち上げ後テストが行われ、その後軌道上保管されました。[ 25 ]この衛星は GOES-N シリーズの一部です。GOES-14 は、他の GOES 衛星に問題が発生したり、廃止されたりした場合にアクティブ化され、今後もアクティブ化される予定です。[ 26 ] GOES-13 の技術的な問題により一時的に GOES-East と指定され、GOES-East の位置に移動されました。これらの問題が解決された後、GOES-14 は保管に戻されました。[ 27 ]
軌道投入前にGOES-Pと命名されたGOES-15は、2010年3月4日にデルタIV M+（4,2）ロケットで打ち上げに成功した[ 28 ] [ 29 ]。2011年から2018年まで、太平洋上空の西経135度のGOES-Westの位置を占めていた[ 30 ] 。 2018年10月29日から東へ西経128度に移動し、2018年12月10日にGOES-Westの位置を引き継いだGOES- 17のためのスペースを確保した[ 31 ]。GOES -15はしばらくの間GOES-17と連携して運用されたが、2020年初頭に運用を終了し、待機軌道に移動した。[ 32 ] GOES-15は、ハードウェアの問題によりGOES-17のセンサー機能のギャップを埋めるため、2020年8月に一時的に運用状態に戻されました。GOES-13と同様に、GOES-15はその後米国宇宙軍に移管され、2030年頃までインド洋を監視するためにEWS-G2と改名されました。
地球上空35,790キロメートル（22,240マイル）の静止軌道 で運用されるように設計されたGOES衛星は、アメリカ合衆国本土、太平洋と大西洋、中央アメリカ、南アメリカ、カナダ南部を継続的に観測します。3軸の機体安定化設計により、センサーは地球を「見つめる」ことができ、雲をより頻繁に撮影したり、地表温度と水蒸気場を監視したり、大気の垂直方向の熱構造と水蒸気構造を観測したりすることができます。大気現象の推移を追跡できるため、局地的な激しい嵐や熱帯低気圧などの気象現象をリアルタイムで捉えることができます。この機能の重要性は、ハリケーン・ヒューゴ（1989年）とアンドリュー（1992年）の際に実証されました。
GOES衛星は、運用サービスを強化するとともに、大気科学研究、数値気象予報モデル、環境センサーの設計・開発に対する支援を向上させる。
衛星データはLバンドで送信され、バージニア州ウォロップス島にあるNOAAコマンドおよびデータ取得地上局[ 33 ]で受信され、そこからユーザーに配信されます。さらに、小型のパラボラアンテナを使用し、専用ソフトウェアでデータを処理することで、誰でも衛星から直接データを受信することができます。 [ 34 ]
GOES衛星は、メリーランド州スーツランドにある衛星運用管制センターから制御されています。悪天候などの重大な事象が発生した場合は、米国気象局（NWS）やその他の機関からの要請に応じて、通常の運用スケジュールを変更することがあります。
GOES-12以降の衛星は、太陽X線撮像装置（SXI）および宇宙環境モニタリング（SEM）機器のためのプラットフォームも提供している。
SXIは、宇宙環境サービスセンター（SESC）の任務を支援するため、大規模な太陽構造物を高頻度で監視します。しかし、GOES-13に搭載されたSXIユニットは、2006年の太陽フレアによって損傷を受けました。SESCは、米国の「宇宙天気」サービスとして、太陽と地球に関する多種多様なデータを受信、監視、解析しています。また、太陽フレアや地磁気嵐などの特別な現象に関する報告、警報、予報も発信しています。この情報は、軍事および民間の電波・衛星通信および航法システムの運用にとって重要です。さらに、電力ネットワーク、地球物理探査隊の任務、宇宙ステーションの宇宙飛行士、高高度飛行士、科学研究者にとっても重要な情報です。
SEMは、太陽が地球近傍の太陽地球電磁環境に及ぼす影響を測定し、SESCにリアルタイムデータを提供する。
GOES衛星の主な任務は、搭載されている主要機器であるイメージャーとサウンダーによって遂行されます。イメージャーは、地球表面と大気からの赤外線放射エネルギーと可視光反射太陽エネルギーを感知するマルチチャンネル機器です。サウンダーは、大気の鉛直温度と湿度プロファイル、地表面温度と雲頂温度、オゾン分布に関するデータを提供します。
GOESは、地上気象プラットフォーム衛星データ収集および中継サービスであるデータ収集システムも提供しています。[ 36 ] 宇宙船に搭載されているその他の機器には、磁力計、X線センサー、高エネルギー陽子およびアルファ粒子検出器、高エネルギー粒子センサーで構成されるSEMセットがあります。
GOES-Nシリーズ（GOES-13からGOES-15）の衛星には、太陽を観測するための極端紫外線センサーも搭載されている。
さらに、GOES衛星には捜索救助中継器が搭載されており、緊急位置指示無線標識（EPIRB）や緊急位置発信器（ELT）からデータを収集します。これらのELTは、米国空軍救助調整センターによる捜索救助活動中に使用されます。
GOES-Rシリーズ向けに提案された機器パッケージには、当初以下のものが含まれていました。[ 37 ] [ 38 ]
2006年9月、HESは廃止された。
GOES衛星は打ち上げ前にアルファベット（A、B、Cなど）で識別されます。GOES衛星が打ち上げに成功すると、番号（1、2、3など）で再識別されます。したがって、GOES-AからGOES-FはGOES-1からGOES-6になりました。GOES -Gは打ち上げに失敗したため、番号は付与されませんでした。GOES-HからGOES-RはGOES-7からGOES-16になりました（製造されなかったGOES-Qはスキップされます）。
運用開始後、衛星が使用するさまざまな場所には、カバーする地域に対応する名前が付けられます。これらは、それぞれ米国の東半分と西半分を監視するGOES-EastとGOES-Westです。GOES-EastはGOES-16 [ 39 ]によって占有され 、GOES-WestはGOES-17によって占有されています。-East/-Westという指定は、衛星の番号指定よりも頻繁に使用されます。2020年5月初旬に発表された新しい指定であるGOES-IO（インド洋）は、現在GOES-13（DOD-1）によって占有されています。[ 40 ]
南米専用のカバーを提供する目的で、GOES-South の位置もありました。GOES-R シリーズが運用開始される前は、この大陸専用の衛星がない限り、南米の画像は 30 分ごとではなく 3 時間ごとに更新されていました。[ 41 ] GOES-South 局は通常、北米での運用が新しい衛星に引き継がれた古い衛星に割り当てられていました。たとえば、GOES-10 は GOES-West 局で GOES-11 に置き換えられた後、GOES-West の位置から GOES-South に移動されました。2009 年 12 月 1 日に GOES-10 が運用を終了したとき、GOES-South は GOES-12 に引き継がれました。2013 年 8 月 16 日に GOES-12 が運用を終了して以来、GOES-South 局は空になっています。その後、GOES-16 により、専用の GOES-South 衛星の必要性がなくなりました。 2019年現在、この衛星は10分ごとに地球全体の円盤画像を生成している。
2006年9月、NOAAはコスト超過の懸念から、GOES-R衛星の計画数を4基から2基に削減した。計画されていた納入スケジュールもコスト削減のために遅延された。このシリーズの予想コストは76億9000万ドルで、以前の見積もり70億ドルから6億7000万ドル増加した。[ 42 ]
衛星の建造と磁力計、SUVI、GLMの製造の契約はロッキード・マーティンに授与された。この授与は落札できなかったボーイングによって異議申し立てされたが[ 43 ]、その後抗議は却下された。
ABI機器はL3Harris（旧ITT Exelis）によって提供された。[ 44 ] SEISSはAssurance Technology Corporationによって提供された。
XRSとEUVSは、コロラド大学の大気宇宙物理学研究所によって提供された極端紫外線およびX線放射照度センサー（EXIS）に統合されています。[ 45 ]
データ処理を含む地上システムの契約は、ボーイング、大気環境研究（AER）、ハネウェル、カー・アストロノーティクス、ワイル・ラボラトリーズ、アレスへの下請け契約を含む、 L3Harrisの気象システム部門が率いるチームに授与された。[ 46 ]
GOES衛星はボーイング社（GOES-D～-HおよびGOES-N～-P）とスペースシステムズ/ロラル社（GOES-A～-CおよびGOES-I～-M）によって製造されました。GOES-Iシリーズ（IM）とGOES-Nシリーズ（NP）は、それぞれ「GOES I–Mデータブック」と「GOES-Nシリーズデータブック」に記載されています。GOES-Rシリーズはロッキード・マーティン社によって製造され、シリーズの最初の2機であるGOES-16とGOES-17は2019年初頭に運用開始が宣言されました。[ 47 ] GOES-17の機器故障の後、2023年1月にGOES-18に置き換えられ、GOES-17はバックアップとして運用から外されました。[ 48 ]
ボーイング社は、GOES-OまたはGOES-Pが軌道上で正常に作動する状態で届けられなかった場合にのみ、GOES-Qを製造・打ち上げたであろう。
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