気象衛星

1946年にはすでに、軌道上にカメラを設置して気象を観測するというアイデアが開発されていました。これは、データ観測の範囲が狭く、ロケットに雲カメラを搭載するコストが高かったためです。1958年までに、TIROSとVanguard（陸軍通信隊が開発）の初期プロトタイプが作成されました。^{[ 3 ]} 最初の気象衛星であるVanguard 2は 、 1959年2月17日に打ち上げられました。^{[ 4 ]} これは雲量と雲抵抗を測定するように設計されていましたが、回転軸の精度が悪く、楕円軌道であったため、有用なデータを十分に収集できませんでした。Explorer 6とExplorer 7衛星にも気象関連の実験装置が搭載されていました。^{[ 3 ]}

成功したとみなされた最初の気象衛星は、 1960年4月1日にNASAによって打ち上げられたTIROS-1でした。 ^{[ 5 ]} TIROSは78日間運用され、Vanguard 2よりもはるかに成功したことが証明されました。その他の初期の気象衛星プログラムには、1962年の国防衛星応用プログラム（DSAP）^{[ 6 ]}と1964年のソ連のMeteorシリーズがあります。   

TIROSはニンバス計画への道を開き、その技術と成果は、NASAとNOAAがそれ以降打ち上げた地球観測衛星のほとんどに受け継がれている。1969年のニンバス3号衛星を皮切りに、東大西洋と太平洋の大部分から衛星によって対流圏の温度情報が取得されるようになり、天気予報が大幅に改善された。^{[ 7 ]}

ESSAとNOAAの極軌道衛星は、1960年代後半からこれに続きました。静止衛星も続き、1960年代後半から1970年代前半にかけてATSとSMSシリーズが打ち上げられ、その後1970年代以降はGOESシリーズが続きました。QuikScatやTRMMなどの極軌道衛星は、 1970年代後半から海面付近の風情報を中継し始め、レーダー表示に似たマイクロ波画像によって、2000年代と2010年代の熱帯低気圧の強度、発達、位置の診断が大幅に改善されました。   

ヨーロッパでは、最初のメテオサット静止気象衛星であるメテオサット1号が1977年にデルタロケットで打ち上げられました。この衛星は、直径2.1m、高さ3.2mのスピン安定円筒形設計で、毎分約100回転し、メテオサット可視赤外線イメージャー（MVIRI）を搭載していました。メテオサット第1世代衛星は、フランス領ギアナのクールーからヨーロッパのアリアン4ロケットで次々と打ち上げられ、1997年から2017年までデータを取得したメテオサット7号まで続きました。メテオサット7号は、当初は欧州宇宙機関によって、後に欧州気象衛星開発機構（EUMETSAT）によって運用されました。  

日本は1977年から9基のひまわり衛星を打ち上げてきた。

中国は1988年から21基の風雲衛星を打ち上げてきた。

メテオサット第2世代（MSG）衛星は、物理的には第1世代よりも大きく質量も2倍であるものの、スピン安定型であり、ESAが欧州の産業界とEUMETSATと協力して開発し、EUMETSATはドイツのダルムシュタットにある本部から衛星を運用しており、このアプローチは以降のすべての欧州気象衛星にも適用されている。最初のMSG衛星であるメテオサット8号は、2002年にアリアン5ロケットで打ち上げられ、回転強化可視赤外線イメージャー（SEVIRI）と静止地球放射収支（GERB）機器、およびCOSPAS-SARSAT捜索救助（SAR）ミッションとARGOSデータ収集プラットフォーム（DCP）ミッションをサポートするペイロードを搭載していた。SEVIRIはMVIRIよりも多くのスペクトルチャネルを提供し、地球全体を2倍の速度で画像化した。メテオサット9号は、2005年にメテオサット8号を補完するために打ち上げられ、2番目のペアとなるメテオサット10号とメテオサット11号は、それぞれ2012年と2015年に打ち上げられた。

2006年、欧州初の低軌道運用気象衛星であるMetop -Aが、カザフスタンのバイコヌール宇宙基地からソユーズロケットによって高度817kmの太陽同期軌道に打ち上げられました。この運用衛星は、 EUMETSAT極軌道システム（EPS）の宇宙セグメントを構成し、ESAのERSおよびEnvisat実験ミッションの遺産に基づいて構築され、6年ごとにMetop-BとMetop-Cが続きました。後者は、フランス領ギアナから「欧州化」されたソユーズロケットで打ち上げられました。各衛星には、イメージャーやサウンダーから散乱計や電波掩蔽計まで、設計の異なる13種類の受動および能動機器が搭載されています。衛星サービスモジュールはSPOT -5バスをベースとしており、ペイロード群は、EUMETSATとNOAA間の初期共同極軌道システム協定に基づき、欧州と米国の両方から提供された新旧の機器の組み合わせとなっています。

NOAAが所有するDSCOVR衛星は2015年に打ち上げられ、宇宙天気を観測・予測できる初の深宇宙衛星となった。太陽風や地磁気嵐などの潜在的に危険な気象現象を検知することができる。これにより、人類は2010年代後半から正確かつ先制的な宇宙天気予報を行う能力を獲得した。^{[ 8 ]}

メテオサット第3世代（MTG）計画は、2022年に最初の衛星であるメテオサット12号を打ち上げ、気象予報と気候監視のためのデータ収集というミッションを支援するために、前身の衛星に比べて多くの変更を加えました。MTG衛星は、スピン安定化ではなく3軸安定化を採用しており、衛星と機器の設計においてより大きな柔軟性を実現しています。MTGシステムは、同じ衛星バスを共有するイメージャー衛星とサウンダー衛星の別々のモデルで構成され、基本構成はイメージャー2機とサウンダー1機の計3機です。イメージャー衛星には、MVIRIとSEVIRIの後継となるフレキシブル複合イメージャー（FCI）が搭載されており、10分ごとに地球全体をスキャンすることで、さらに高い解像度とスペクトル範囲を実現しています。また、新しい雷イメージャー（LI）ペイロードも搭載されています。サウンダー衛星には、赤外線サウンダー（IRS）と紫外線可視近赤外線（UVN）機器が搭載されています。 UVNは欧州委員会のコペルニクス計画の一部であり、高空間解像度でヨーロッパ上空の空気質、微量ガス、エアロゾルを毎時間監視するSentinel-4ミッションを遂行します。2機のMTG衛星（1機はイメージャー、もう1機はサウンダー）は、西アフリカ上空の0度の静止位置から近接して運用され、東大西洋、ヨーロッパ、アフリカ、中東を観測します。一方、2機目のイメージャー衛星は東経9.5度から運用され、ヨーロッパ上空で高速スキャンミッションを実行します。MTGはARGOSおよび捜索救助ミッションに対するMeteosatのサポートを継続します。MTG-I1は最後のAriane-5打ち上げの1つで打ち上げられ、後続の衛星はAriane-6が運用開始されたときに打ち上げられる予定です。

第2世代のMetop衛星（MetOp-SG）は開発が進んでおり、最初の衛星は2025年に打ち上げられる予定です。MTGと同様に、Metop-SGもアリアン6ロケットで打ち上げられ、EPSミッションを継続するために、第1世代の単独衛星に代わり、2つの衛星モデルがペアで運用されます。

気象衛星から現地の日中に撮影された可視光画像は、一般の人でも簡単に解釈でき、雲、前線や熱帯低気圧などの雲系、湖、森林、山、雪氷、火災、煙、スモッグ、塵、もやなどの汚染物質が容易に確認できます。連続する写真から雲のパターン、配列、動きによって風さえも判断できます。^{[ 11 ]}

走査放射計と呼ばれるセンサーで記録された熱画像または赤外線画像により、訓練を受けたアナリストは雲の高さと種類を判断し、陸地と水面の温度を計算し、海面の特徴を特定することができます。赤外線衛星画像は、ドヴォラック法を使用して、目が見える熱帯低気圧に効果的に使用できます。この方法では、暖かい目と周囲の冷たい雲頂の温度の差を使用して、その強度を判断できます（一般的に、雲頂が冷たいほど嵐が強いことを示します）。^{[ 12 ]} 赤外線画像は、海流業界にとって貴重な海洋渦や渦流を描写し、メキシコ湾流などの海流をマッピングします。漁師や農家は、作物を霜から守ったり、海からの漁獲量を増やしたりするために、陸地と水の温度を知ることに関心があります。エルニーニョ現象さえも発見できます。カラーデジタル化技術を使用すると、灰色の陰影のある熱画像をカラーに変換して、必要な情報をより簡単に識別できます。

静止気象衛星は、高度 35,880 km (22,300 マイル) で赤道上空を周回します。この軌道 のため、衛星は自転する地球に対して静止した状態を保ち、可視光センサーと赤外線センサーを使用して、下方の半球全体の画像を継続的に記録または送信できます。ニュース メディアは、静止衛星の写真を、単一の画像として、または動画ループとして、毎日の天気予報に使用します。これらは、www.noaa.gov の都市予報ページ (例: テキサス州ダラス) でも入手できます。^{[ 13 ]}

静止気象衛星が複数運用されている。米国のGOESシリーズには、 GOES-15、GOES-16、GOES-17の3機が運用されている。GOES-16とGOES-17はそれぞれ大西洋と太平洋上空に静止している。^{[ 14 ]} GOES-15は2019年7月初旬に運用を終了した。^{[ 15 ]}

以前は米国海洋大気庁（NOAA）が所有していた衛星GOES 13は、2019年に米国宇宙軍に移管され、EWS-G1と改名されました。これにより、米国国防総省が所有・運用する初の静止気象衛星となりました。^{[ 16 ]}

ロシアの新世代気象衛星エレクトロL No.1は、インド洋上空の東経76度で運用されている。日本は、太平洋中央部上空の東経145度にMTSAT -2、東経140度にひまわり8を保有している。ヨーロッパは、大西洋上空のMeteosat-8（東経41.5度）とMeteosat-9（0度）、インド洋上空のMeteosat-6（東経63度）とMeteosat-7（東経57.5度）の4機を運用している。中国は現在、4機の風雲（ Fengyun）静止衛星（東経86.5度のFY-2E、東経123.5度のFY-2F、東経105度のFY-2G、東経104.5度のFY-4A）を運用している。^{[ 17 ]}インドも、気象観測用の機器を搭載したINSATと呼ばれる静止衛星を運用している 。

極軌道気象衛星は、高度850km  （530マイル）で地球を周回し、北から南（またはその逆）の経路をたどり、連続飛行中に極上空を通過します。極軌道気象衛星は太陽同期軌道にあるため、地球上のあらゆる場所を観測でき、ほぼ一定の地方太陽時により、同じ一般的な照明条件下で毎日2回、同じ場所を観測できます。極軌道気象衛星に搭載された機器は、地球表面に近いため、静止軌道衛星に比べてはるかに高い解像度を提供します。

米国には、極軌道気象衛星のシリーズがいくつかあり、現在、NOAA が運用するNOAA-20とNOAA-21 ( JPSS ) ^{[ 18 ]}、および米国宇宙軍が運用するDMSP ^{[ 19 ]}がある。欧州には、EUMETSATが運用するMetop -B と Metop-C 衛星がある^{[ 20 ]}。ロシアには、 MeteorとResurs-Pシリーズの衛星がある。中国には、FY -3A、3B、および 3C がある。

この無線通信サービスは、 ITU無線通信規則（第1条）に従って、 固定サービス（第1.20条）に分類されます。

• 固定衛星サービス（第1.21条）
• 衛星間通信サービス（第1.22条）
• 地球探査衛星サービス（第1.51条）
  • 気象衛星サービス

無線周波数の割り当ては、 ITU無線通信規則（2012年版）第5条に従って規定されている。 ^{[ 23 ]}

周波数利用の調和を向上させるため、本文書に規定されているサービス割り当ての大部分は、各国の所轄官庁が管轄する周波数割り当ておよび利用状況に関する国家表に組み込まれています。割り当ては、一次、二次、排他的、または共有のいずれかになります。

• 主要割り当て：大文字で表記します（下記の例を参照）。
• 二次割り当て：小文字で示されます
• 専用利用または共有利用：管理者の責任範囲内

周波数割り当ての例