まえがき衛星からの地球大気観測は半世紀以上の歴史がある。大気の観測データは気象予測や気候の将来予測にも用いられその重要性と需要は近年更に増している。計測される大気のパラメータには、気温、水蒸気、風、降水、雲、化学物質、温室効果ガス、エアロゾルなど種々の対象があり、新たな観測センサの開発では観測対象を広げるとともに空間的な分解能や、観測精度の向上が図られ、また、時間分解能や観測頻度を高める努力がなされている。大気状態の高度に対する変化や分布を知ることは、気象・気候予測のモデルにとって重要で、衛星から対流圏(地上から10~18km程度の高さまでの大気)の気温を測る最近の衛星センサでは、高度方向に1kmの分解能で測ることのできるものが実用化されている。しかし、そのようなセンサでも大気の上層に行くほど高度分解能は悪くなり、対流圏界面(対流圏の上端)から上の成層圏(対流圏界面から約50kmまで)、中間圏(約50~約80km)を測れるとしながらも、その高度域を数層に分解できるだけで高度分解能としては8~10km程度であり、測定精度もあまり高くない。水蒸気の衛星からの観測では、対流圏においても高度分解能は良くなく、気象観測を目的とした衛星では、成層圏より上空は、対流圏に比べ1全大気圏衛星観測(SMILES-2)計画は、地球大気をサブミリ波(テラヘルツ波の一部)を使った衛星で観測する計画である。2009年に実施したSMILESの技術を継承し、SMILESで主に計測した成層圏・中間圏のオゾンなど微量物質も観測対象だが、それだけに限らず、受信機に2 THzなどの新たな周波数を加えるなどによって、成層圏・中間圏・下部熱圏の広い高度範囲にわたって風、温度など大気の主要なパラメータを測ることを計画している。この観測は、大気モデルの精度向上や、大気の上下結合の定量的理解などに大きく貢献すると期待される。SMILES-2は提案段階であり、超伝導素子を利用するための冷凍機の消費電力が想定する衛星のリソースに対して大きいなどの課題があるため、冷凍機の消費電力を下げるための冷却受信機の検討及びシステムの検討を実施している。The Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder-2 (SMILES-2) is a planned satellite mission to observe the Earth's whole atmosphere with submillimeter-wave limb sounding. Inheriting the technology of SMILES, which successfully demonstrated atmospheric observation from the International Space Station in 2009, SMILES-2 will make highly-sensitive measurement of the stratospheric and mesospheric ozone and other atmospheric minor constituents. But not only measuring those atmospheric chemistry, SMILES-2 will measure major atmospheric parame-ters such as wind and temperature in a wide range of altitudes. By adding a new frequency at 2 THz to the receiver, the higher limit of observation altitude range will be extended to the lower thermosphere. The observation is expected to contribute to the improvement of the numerical weather prediction and scientific investigation of vertical connection of the atmosphere. SMILES-2 is currently on an early phase and being propose to the JAXA/ISAS M-class mission. The design of cryogenic receiver and mission system is studied to mitigate the main technological issue of SMILES-2 that large power consumption by cryogenic mechanical cooler is estimated comparing to power resource of M-class satellite.4-3 全大気圏衛星観測(SMILES-2)計画の目標と課題4-3SMILES-2, a Satellite Observation Plan of the Whole Atmosphere — Objectives and Key Technologies落合 啓Satoshi OCHIAI854 衛星センサによる宇宙からの地球環境観測
元のページ ../index.html#89