センチネル2

Sentinel-2は、コペルニクス計画による地球観測ミッションで、陸地と沿岸水域の光学画像を高空間分解能（10m～60m）で取得します。このミッションのSentinel-2AとSentinel-2B衛星は、2024年に3番目のSentinel-2Cが軌道上に加わり、将来的にはSentinel-2Dが加わり、最終的にそれぞれAとB衛星を置き換える予定です。^{[ 4 ]}このミッションは、農業監視、緊急事態管理、土地被覆分類、水質などのサービスとアプリケーションをサポートします。^{[ 5 ]} Sentinel-2は、欧州宇宙機関によって開発され、運用されています。衛星は、ドイツのフリードリヒスハーフェンにあるエアバス・ディフェンス・アンド・スペースが主導するコンソーシアムによって製造されました。

Sentinel-2ミッションの内容は以下のとおりです。

• 可視光、近赤外線、短波赤外線領域のスペクトルにおける13バンドのマルチスペクトルデータ
•  南緯56度から北緯84度までの陸地表面、沿岸水域、および地中海 全域を網羅した体系的なグローバルデータ
• 10日ごとに同じ観測角度で再観測を行います。高緯度地域では、Sentinel-2の観測範囲が重なるため、一部の地域は10日ごとに2回以上観測されますが、その際の観測角度は異なります。
• 空間分解能は10m  、 20m、 60m
•  視野距離290km
• 自由かつオープンなデータポリシー

頻繁な再訪と高いミッション可用性を実現するために、2 機の同一の Sentinel-2 衛星 (Sentinel-2A と Sentinel-2B) が連携して運用されています。衛星は同じ軌道上で互いに 180 度位相がずれています。これにより、10 日の再訪サイクルを 5 日で完了できます。^{[ 6 ]} 290 キロメートル幅のスワスは、それぞれ 2 列にずらして並んだ 12 個の検出器で構成される VNIR と SWIR によって作成されます。^{[ 7 ]}

軌道は高度424.4海里（2,579,000フィート、786.0km 、488.4マイル）の太陽同期軌道で、1日に14.3回転し、降交点時刻は午前10時30分です。この現地時間は、雲量を最小限に抑えつつ、適切な太陽光照射を確保するという妥協点として選択されました。これはLandsatの現地時間に近く、 SPOTの現地時間と一致するため、Sentinel-2のデータと過去の画像を組み合わせて長期時系列を構築することができます。    

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  センチネル2Aの降下軌道
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  センチネル2Bの降下軌道

最初の衛星であるSentinel-2Aは、2015年6月23日午前1時52分 （UTC）にVegaロケットで打ち上げられました。^{[ 8 ]} Sentinel-2Bは、2017年3月7日午前1時⁴⁹ 分（UTC）^{に同じくVegaロケットで打ち上げられました。[9]} Sentinel -2Cは、2024年9月5日に最後のVegaロケット^{で打ち上げられまし}た^。 [ ^{10 ] [ 11 ]}

Sentinel-2衛星はそれぞれ、可視光/近赤外線（VNIR）および短波赤外線（SWIR）スペクトル範囲に13のスペクトルチャンネルを持つマルチスペクトル機器（MSI）という単一の機器を搭載しています。13のバンド内では、10メートル（33フィート）の空間分解能により、 SPOT-5およびLandsat-8ミッションとの継続的な連携が可能となり、その主な焦点は土地分類です。^{[ 12 ]} 

フランスのエアバス・ディフェンス・アンド・スペース社が設計・製造したMSIは、プッシュブルーム方式を採用しており、その設計は、測定に必要な高い幾何学的および分光性能とともに、290キロメートル（180マイル）という広い観測幅の要件によって推進されました。 ^{[ 13 ]} 150ミリメートル（6インチ）の開口部と、焦点距離約600ミリメートル（60cm 、24インチ）の3枚の鏡によるアナスティグマート設計を備えています。瞬間視野は約21°×3.5°です。^{[ 14 ]}鏡は長方形で、ガイア天体測定ミッションで使用されているものと同様の技術である炭化ケイ素で作られています。MSIシステムには、装置が太陽光を直接浴びないようにするシャッター機構も採用されています。この機構は、装置の校正にも使用されます。^{[ 15 ]}既存の市民向け光学地球観測ミッションの中で、Sentinel-2はレッドエッジの3つのバンドを取得する最初のミッションです。^{[ 12 ]} MSIは12ビットの放射測定解像度（ビット深度）を持ち、輝度強度は0～4095の範囲です。^{[ 16 ]}    

Sentinel-2は、地球の陸地および沿岸水域に関連する幅広い用途に利用されている。

このミッションは、農業および林業の実践に役立つ情報を提供し、食料安全保障の管理を支援します。衛星画像は、葉面積、クロロフィル含有量、水分含有量などの様々な植物指標を測定するために使用されます。これは、効果的な収量予測や地球の植生に関する応用において特に重要です。

Sentinel-2は植物の成長を監視するだけでなく、土地被覆の変化をマッピングしたり、世界の森林を監視したりするためにも使用されます。また、湖や沿岸水域の汚染に関する情報も提供します。洪水、火山噴火^{[ 20 ]}、地滑りの画像は、災害マッピングに貢献し、人道支援活動に役立ちます。

アプリケーションの例としては、以下のようなものがあります。

• 環境モニタリングのための土地被覆変化のモニタリング
• 食料安全保障に役立つ作物の監視や管理などの農業応用
• 埋没した考古学的遺跡の特定^{[ 21 ]}
• 多時期解析による古水路のマッピング^{[ 22 ] [ 23 ]}
• 植生および森林の詳細なモニタリングとパラメータ生成（例：葉面積指数、クロロフィル濃度、炭素量推定値）
• 沿岸域の観測（海洋環境モニタリング、沿岸域マッピング）
• 内陸水域のモニタリング（有害藻類ブルーム（HAB）のモニタリングと評価^{[ 24 ]}）
• 氷河の監視、氷の範囲のマッピング、積雪の監視
• 洪水マッピングと管理（リスク分析、被害評価、洪水発生時の災害管理）
• 溶岩流マッピング^{[ 25 ]}

Sentinel Monitoringウェブアプリケーションは、アーカイブされたSentinel-2データに基づいて土地の変化を観察および分析する簡単な方法を提供します。^{[ 26 ]}

このミッションでは、以下の2つの主要な成果物が生成されます。^{[ 27 ]}

• レベル1C：大気上端反射率（地図幾何学（UTM投影とWGS84楕円体の組み合わせ））。レベル1C製品は、それぞれ約500MBの容量を持つ100km  ×100kmのタイルです。これらの製品は、放射量補正と幾何補正（オルソ補正を含む）が施されています。この製品は、コペルニクスデータスペースエコシステム から入手できます 。手順をお読みください。
• レベル2A：地図幾何学における地表面反射率。この製品は、ミッション分析準備データ（ARD）とみなされ、追加処理を必要とせずに下流アプリケーションで直接使用できます。この製品は、コペルニクスデータスペースエコシステム（手順を参照）から入手するか、 ESAのSNAPツールボックスのSen2Corプロセッサを使用してユーザーが生成することができます。

さらに、上級ユーザー向けに以下の製品もご用意しております。

• レベル1B：センサー配置における大気上端放射輝度。レベル1Bはグラニュールで構成され、1つのグラニュールは、トラック横方向（25km）にある12個の検出器のうちの1つのサブイメージを表し、トラック沿い（約23km）に一定数のラインが含まれています。各レベル1Bグラニュールのデータ量は約27MBです。レベル1B製品は複雑であるため、その使用には高度な専門知識が必要です。

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  打ち上げ前にSentinel-2Aをアダプターに位置合わせする
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  ベガロケットのフェアリングにSentinel-2Aを封入する
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  コペルニクス・センチネル2Bが撮影したオーストラリアのマッケイ湖
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  ボツワナ中央地区、コペルニクス・センチネル2Aによる撮影
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  コペルニクス・センチネル2Aによるセルビア、ヴォイヴォディナ地方の撮影
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  コペルニクス・センチネル2Aによるブラジル中東部
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  ハンガリー、バラトン湖
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  2020年に世界最大の太陽光発電所群となるインドのバドラ太陽光発電所の開発経緯
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  2020年8月4日の爆発でレバノンのベイルートの大部分が壊滅的な被害を受けた後、センチネル2号から撮影されたベイルート港の様子。
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  2021年9月20日（月）午後、センチネル2号が撮影した、2021年のクンブレ・ビエハ火山噴火による溶岩流に覆われた地域の画像。
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  2021 年 12 月 20 日のフンガ・トンガ – フンガ・ハアパイ島のセンチネル 2 画像（火山の唯一の主要な地下部分）は、2015 年から2022 年にかけて単一の島を形成しました。
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  2023年4月19日に撮影されたセントクレア湖の写真

• ESAのセンチネル2
• ESAのコペルニクス計画
• Sentinel-2データシート
• センチネル2ミッション要件文書
• ESRI社製Sentinel-2 Explorer