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| メーカー | エアバス・ディフェンス・アンド・スペース[1] | ||
|---|---|---|---|
| オペレーター | ユーメトサット | ||
| アプリケーション | 地球観測 | ||
| 仕様 | |||
| 宇宙船の種類 | 衛星 | ||
| バス | Meteosat Third Generation -S、ルクソールバス | ||
| 星座 | 1 | ||
| 打ち上げ質量 | 3,600 kg (7,937 ポンド) [2] | ||
| 寸法 | 2.280 × 2.760 × 5.170メートル（7.5 × 9.1 × 17.0フィート）[2] | ||
| 力 | 2,000ワット[2] | ||
| デザインライフ | 8.5年 | ||
| 生産 | |||
| 状態 | 工事中 | ||
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センチネル4は、欧州連合のコペルニクス計画を支援するために開発中の欧州の地球観測ミッションである。大気中の微量ガス濃度とエアロゾルの監視に重点を置き、大気質の準リアルタイムアプリケーション、大気質プロトコル監視、気候プロトコル監視などの運用サービスをサポートする。センチネル4の具体的な目的は、ヨーロッパ上空を頻繁に再訪してこれをサポートすることである。[3] [4]
背景
センチネル5プレカーサー、センチネル4、センチネル5のミッションは、コペルニクス大気監視サービス（CAMS）のニーズに応えることを目的とした衛星群の補完的な要素です。[5]センチネル4は、主に地球の対流圏の組成を観測することを目的としたメテオサット第3世代サウンダ（MTG-S）衛星に搭載された2つの機器で構成されます。
収集されたデータはコペルニクス計画に提供され、コペルニクス大気サービスによる大気質アプリケーションや、ヨーロッパと北アフリカの大気質監視活動に貢献することを目指しています。[6]コペルニクス計画の他の側面と同様に、センチネル4イニシアチブは主に欧州連合を通じて資金提供され、技術設計と開発は欧州宇宙機関（ESA）の責任の下で行われます。
ミッション
ミッションの主な目的は、ヨーロッパと北アフリカ上空の大気中のオゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄、グリオキサール、ホルムアルデヒドなどの大気質パラメータの濃度を観測することです。[7]収集された情報は、意思決定者にさらに情報を提供するために使用されます。これらの大気の特性を検出および測定するために、紫外線および近赤外線マルチスペクトル分光計（S4 UVN）と赤外線サウンダ（IRS）の2つのペイロード機器が設計されました。2つの機器は、2024年と2034年に打ち上げられる予定の2つのユーメトサットメテオサット第3世代サウンダ（MTG-S）衛星に搭載されます。[8]
衛星プラットフォーム
メテオサット第三世代 (MTG)
メテオサット第三世代は第三世代の気象衛星であり、ユーメトサットとESAの責任の下、タレス・アレニア・スペース（TAS）によって開発されている。[9]これは数値天気予報と天気予報の「次世代」である。前例のない高解像度とプロファイリング技術により、中期および長期の天気予報の信頼性が大幅に向上する。ユーメトサットはプログラムの運用を主導し、ヨーロッパおよび国際ユーザーへの気象データとサービスの提供、科学コミュニティへの画像機能の向上を確実にする。
「MTGシステムの目的は、静止軌道上の衛星搭載センサーを使用して地球が放射および反射する放射線を直接測定し、地球システムの高解像度の観測データと地球物理学的パラメータを継続的に提供することです。技術の進歩により、MTGは現在のMSGシステムと比較して、改良された画像ミッションで既存のサービスを大幅に改善し、静止軌道からの新しい探査および雷ミッションを導入することで、より強力なツールを提供します。」– OHB System AGが制作および発行したMTG出版物[9]からの引用。
メテオサット第3世代サウンダ（MTG-S）衛星
MTG-S衛星は、MTG衛星群の6機の衛星のうち2機を占める。MTG-S衛星は共通の3軸安定プラットフォームに搭載されており、S4 UVNおよびIRS機器ペイロードの統合を含むサウンディングアプリケーション専用である。[9] MTG-S1は現在2024年に、MTG-S2は2034年に打ち上げられる予定である。[8]
楽器
S4 UVNマルチスペクトル分光計
UVN マルチスペクトル分光計は、太陽光反射スペクトル内のスペクトル バンドで動作するハイパースペクトル分光計です。UVVIS 部分の範囲は 305 nm から 500 nm で、解像度は 0.5 nm です。NIR 部分の範囲は 750 nm から 775 nm で、解像度は 0.12 nm です。これらのバンドは、低い偏光感度と高い放射測定精度を組み合わせて機能します。この機器の設計により、東西スキャンの再訪問時間は約 1 時間で、ヨーロッパと北アフリカのほとんどをカバーできます。東西空間次元で約 570 の空間サンプルを使用すると、対応するスキャン速度 (空間サンプル速度) は 6 秒ごとに約 8 km になります (約 1.3 km/s)。[6]
東の日の出時には、機器は地球の明るい部分のみをスキャンするため、合計スキャン時間は 1 時間未満になります。夕方の西側についても同様です。秋から冬にかけては、カバー範囲が 5 度ずつ 2 回シフトされ、明るい領域に合わせて最適化されます。冬から春にかけては、逆のシフトになります。機器は、赤道上空 36,000 km 付近の高度で経度約 0 度の静止地球軌道 (GEO)上にある MTG 衛星に展開されます。衛星への展開は最適化されており、地球の放射輝度だけでなく、太陽の放射照度と熱視野も、障害物に妨げられることなく明瞭に観測できます。設計上、衛星の他のコンポーネントを介して、太陽または地球からのその他の迷光は最小限に抑えられます。迷光を最小限に抑えることは、この機器のクラスに関して非常に重要であり、迷光に対する感度が非常に高いレベル 1B および 2 のデータ製品精度の要件に関係します。 MTG-S衛星は、機器の熱環境を最適化するために、春分と秋分でヨーフリップ操作を実行します。機器に搭載された2つの電荷結合素子（CCD）を利用することで、UVとNIRのスペクトル要素を個別に記録できます。 [10]各CCDは、スペクトル次元と南北空間次元の両方を観測します。機器の地球偏波感度は、GEO軌道条件に対して1％未満でなければなりません。[6]
この装置には、スペクトル異常と空間異常を最小限に抑え、大気中の微量ガスの検出と回収を妨げる2つの太陽拡散板も装備されています。また、この装置には、校正アセンブリの一部として5Wの白色光源（WLS）も装備されています。[6]
315 nm から 500 nm の UVVIS 範囲では、3 nm のスペクトル ウィンドウ幅での最大相対放射スペクトル精度誤差は 0.05% 未満である必要があります。地球のスペクトル放射輝度と太陽放射輝度の飛行中の絶対放射精度は 3% 以上である必要があり、目標は 2% です。 [10]すべての値は1 シグマ信頼水準で適用されます。宇宙環境で機器が経年劣化するにつれて、現在予想される 10 年の Sentinel-4 ミッション寿命の終わりまでに精度に検出可能な制限が生じる可能性があります。[9]
S4のUVNは、誘電体反射格子を使用する最初の宇宙搭載型分光計でもあります。このタイプの格子はもともとレーザーパルスの操作のために開発されましたが、ドイツのイエナにあるフラウンホーファー応用光学および精密工学研究所がこの概念を変換し、Sentinel-4の分光計で使用できました。[11]
赤外線サウンダ (IRS)
この機器はフーリエ変換分光計です。その役割は、地球の大気のガス構造を検出し、データを地上に中継して、より正確で信頼性の高い天気予報に使用することです。OHB System AGは、 IRS機器の2つのフライトモデル（FM）の設計、開発、調達、AIT、および納入を担当しています。[9]この機器のペイロードは、S4-UVN機器と同様に、2つのMTG-S衛星に搭載されます。
IRS は本質的には地球全体をカバーするように設計されたハイパースペクトル分光計であり、0.625 cm-1 のスペクトル サンプリングで、長波赤外線 (LWIR) 700 cm-1 – 1210 cm-1 と中波赤外線 (MWIR) 1600 – 2175 cm-1 の 2 つの帯域で探査データを提供するという使命を負っています。地球の大気中の水蒸気と温度の循環と分布のプロファイルが層ごとに取得され、分析されます。これにより、地球の大気の複雑な構成とそのダイナミクスに関するさらなる洞察が得られます。スペクトル サンプリングでは、データ サンプリングの一部として速度成分を測定し、地球表面上のさまざまな高度で、高い空間サンプリング率と時間分解能でこれらのプロファイルを決定します。[9]
IRS 装置は、ホスト衛星であるメテオサット第三世代サウンダ (MTG-S) の静止軌道 (GEO) から4 km x 4 km [9]の空間サンプリング寸法で、1 時間以内に地球一周をスキャンすることができます。この高いサンプリング レートは、高解像度の望遠鏡と、IR スペクトル範囲で動作するスキャン ミラー アセンブリを使用することで実現されます。 [9]この装置のその他の設計上の特徴には、事前にアップロードされたシナリオ情報と、黒体ビューや深宇宙ビューを含む自動キャリブレーションを使用して、機内で観測シナリオを自律的に実行する機能があります。観測シナリオの計画により、太陽回避機能を含む連続操作も可能になります。[9]
IRSの質量は460kg、公称消費電力は736.0Wで、検出部は56Kの検出器温度で極低温冷却されている。[9]
参考文献
- ^ 「Sentinel-4ミッション紹介」ESA 。 2019年2月23日閲覧。
- ^ abc 「衛星の説明」ESA 。 2019年2月23日閲覧。
- ^ 「Sentinel-4 - Earth Online - ESA」。earth.esa.int 。 2020年12月23日閲覧。
- ^ 「Sentinel-4 - ミッション - Sentinel Online」. sentinel.esa.int . 2020年12月23日閲覧。
- ^ 「Sentinel-4 - ミッション - Sentinel Online」. sentinel.esa.int . 2020年3月21日閲覧。
- ^ abcd センチネル 4 ミッションのコンポーネントと実装 - ヘンドリック R. スターク (1)、ヘルマン ルートヴィヒ メラー、グレゴリー バザルゲット クレージュ=ラコステ、ロブ コープマン、シルビア メッツァソーマ、ベン ベイヘルマン [1]
- ^ 「Sentinel Online: Sentinel-4」.欧州宇宙機関. 2024年5月9日閲覧。
- ^ ab 「Meteosatシリーズ – 将来の衛星」。EUMETSAT。2022年11月21日。 2022年11月21日閲覧。
- ^ abcdefghij 「メテオサット第 3 世代パンフレット」(PDF)。OHBシステムAG。 2018年。2021 年8 月 15 日に取得。
- ^ ab MTG-S に搭載された Sentinel-4/UVN 計器 - グレゴリー・バザルゲット・クレージュ・ラコステ;ベリット・アーラース。ベネディクト・グルディマン;アレックス・ショート。ベン・ヴァイヘルマン、ヘンドリック・スターク [2]
- ^ UD Zeitner、A. Kamm、T. Benkenstein、T. Flügel-Paul、G. Leibeling、「Sentinel-4/UVN NIR-grating unit のフライトモデルの開発」、Proc. SPIE 10562、International Conference on Space Optics — ICSO 2016、1056202 (2017 年 9 月 25 日)。
文献
- 赤外線サウンダ (IRS) メテオサット第3世代 – 次世代気象衛星 2016-08-22 にWayback Machineにアーカイブ、OHB Publication、OHB System AG