
宇宙レーダーまたは宇宙搭載レーダーは、宇宙空間で動作するレーダーです。 軌道レーダーは軌道上のレーダーであり、 地球周回レーダーは地心軌道上のレーダーです。RADARSATなどの多くの地球観測衛星は、地球の地形や地表被覆情報を取得するために合成開口レーダー(SAR)を使用しています。[ 1 ]
米国では、ディスカバラーIIは、1998年2月に空軍、DARPA、NROの共同プログラムとして開始された軍事用宇宙レーダー計画案でした。その構想は、高解像度の地上移動目標指示(GMTI)に加え、SAR画像処理と高解像度デジタルマッピングを提供することでした。この計画は2007年に議会によって中止されました。SBRは、ディスカバラーIIの規模を縮小したバージョンです。
宇宙レーダー(SBR )は、米国国防総省が提案するアクティブレーダー衛星群である。SBRシステムは、航空機、外洋航行船舶(ソ連のUS-A計画と同様)、そして将来的には地上車両を宇宙から探知・追跡することを可能にする。この情報は、地域および国家の指揮センター、そしてE-10 MC2A空中指揮所へと中継される。
地球観測目的でのレーダーセンサーの使用は、NASA / JPLのSeasat衛星によって開始され、この衛星には3種類の異なるレーダーセンサーが搭載されていた。

Seasat以降、SAR、高度計、散乱計は他のいくつかの宇宙ミッションにも搭載されている。
SARは原理的には航空機搭載型のものと似ているが(衛星プラットフォームによってカバー範囲が広がり、世界中にアクセスできるという利点がある)、他の2つは衛星運用に特有のものである。
衛星レーダー高度計は、非常に高い距離分解能を持つ天底方向のレーダーであり、数センチメートル程度の精度で海面地形を測定します。さらに、エコーの振幅と形状を解析することで、それぞれ風速と波高に関する情報を抽出できます。CryoSat /SIRALなどの一部のレーダー高度計は、合成開口法や干渉法を採用しており、その小型化により極地の氷のような起伏の激しい表面のマッピングが可能になります。
風散乱計は、衛星が通過する際に、同じ海面部分を異なる(少なくとも3つの)角度から観測し、反射波の振幅とそれに対応する表面反射率を測定します。反射率は海面の「粗さ」によって影響を受け、海面の粗さは風の影響を受け、さらに風向にも依存するため、この装置は風速と風向を特定することができます。
これら3種類のレーダーは現在、複数の衛星で使用されています。散乱計は運用気象学において非常に価値が高く、地球規模での風速場の再構築を可能にします。レーダー高度計のデータは、ジオイドの正確な決定、潮汐、海流、エルニーニョ現象などの大規模な海洋現象の監視に使用されます。
SARの用途は多岐にわたり、地質調査から農作物モニタリング、海氷の計測から災害監視、船舶交通監視まで、そして軍事用途も忘れてはなりません(実際、多くの民間SAR衛星は軍民両用システムです)。SAR画像は、雲や霧などの気象条件の影響を受けないという点で、光学画像に比べて大きな利点があり、データの継続性を確保する必要がある場合に最適なセンサーとなっています。さらに、SAR干渉法(デュアルパス方式と、 SRTMミッションで使用されているシングルパス方式の両方)により、正確な3D再構成が可能になります。
地球観測ミッションには、他の種類のレーダーも搭載されている。例えば、熱帯降雨観測ミッション( TRMM)のような降水レーダーや、クラウドサットで使用されているような雲レーダーなどだ。
他の地球観測衛星と同様に、レーダー衛星は太陽同期軌道を利用することが多く、これにより植生の昼夜変動が無視され、長期的な変動をより正確に測定することが可能になる。
地球観測レーダー衛星および衛星コンステレーションには、運用開始日とともに以下のものが含まれます。
惑星探査ミッションのペイロードとして搭載されるレーダーのほとんど(アポロ計画や月着陸船で使用されたドッキング・着陸レーダーなどの航空電子機器レーダーを除く)は、イメージングレーダーとサウンダーの2つのカテゴリーに分類される。
画像レーダー:合成開口レーダーは、金星のような惑星の厚い雲を透過できる唯一の観測機器であり、金星はこうした探査ミッションの最初のターゲットでした。ソ連の宇宙船2機(ベネラ15号とベネラ16号)は、1983年と1984年にSARとレーダー高度計を用いて金星を撮影しました。マゼラン探査機も1990年と1994年に金星を撮影しました。
画像レーダーミッションの唯一の他のターゲットは、土星最大の衛星タイタンで、その不透明な大気を透過するためである。 2004年から2017年にかけて土星を周回したカッシーニ探査機のレーダーは、衛星タイタンを通過するたびにその表面の画像を提供した。カッシーニのレーダーはマルチモードシステムであり、合成開口レーダー、レーダー高度計、散乱計、放射計として機能できた。
探査レーダー:これらは、惑星の地下構造に関するデータを取得するために使用される、低周波(通常はHF帯、3~30MHz 以下)の地中探査レーダーです。低い動作周波数により、地表から数百メートル、あるいは数キロメートルもの深さまで探査できます。合成開口技術は、通常、地表のフットプリント(低い動作周波数と許容されるアンテナ寸法の小ささにより、ビームが非常に広くなるため)を低減し、それによって他の地表物体からの不要な反射波を抑制するために利用されます。
初めて飛行したレーダー探査装置は、 1972年にアポロ17号に搭載されたALSE(アポロ月面探査装置実験)であった。
火星周辺で運用されているその他の探査装置としては、欧州宇宙機関の火星探査機マーズ・エクスプレスに搭載されているMARSIS(Mars Advanced Radar for SubSurface and Ionosphere Sounding)と、ジェット推進研究所( JPL )の火星偵察オービター(MRO)に搭載されているSHARAD(mars SHAllow RADar sounder)がある。どちらも現在運用中である。レーダー探査装置は、2007年9月14日に打ち上げられた日本の月探査機セレネにも搭載されている。
同様の装置(主に電離層プラズマの探査を目的とする)が、日本の火星探査ミッション「のぞみ」(1998年打ち上げ、その後行方不明)に搭載された。