バイオマス（衛星）

バイオマス
ESAバイオマス衛星のレンダリング
ミッションタイプ地球観測衛星
運用者ESA
COSPAR ID2025-090A
SATCAT番号63774ウィキデータで編集
ウェブサイトhttps://www.esa.int/Applications /Observing_the_Earth/FutureEO /バイオマス
ミッション期間5年間（予定）9か月8日（進行中）
宇宙船の特性
バスアストロバス
メーカーエアバス・ディフェンス・アンド・スペース（英国）
打ち上げ質量1,170キログラム (2,580ポンド)
出力1500ワット
ミッション開始
打ち上げ日2025年4月29日 6時15分UTC
ロケットベガC
発射場クールーELV
請負業者アリアンスペース
軌道パラメータ
基準システム地心
方位太陽同期
高度660km

バイオマスは、2025年に打ち上げられた欧州宇宙機関（ESA）の地球観測衛星です。このミッションは、地球全体の森林バイオマスの包括的な測定を初めて提供することを目的としており、炭素貯蔵量、森林の健全性、森林生態系の時間的変化に関する理解を大幅に向上させることが期待されています。 [ 1 ] 5年間の運用を予定しており、世界の森林の少なくとも8つの成長サイクルを監視します。 [ 2 ]

ESAが開発した地球観測ミッション
ESAのバイオマス地球探査衛星の概要
ESAのバイオマス地球探査衛星の概要
バイオマス衛星の想像図
すべてのアンテナが見える新ノルチャ観測所。NNO-1は中央、NNO-3は右下、NNO-2は尾根上にあり、バイオマス校正トランスポンダーは丘の頂上にある。

背景

バイオマス衛星は、ESAの地球観測ミッションからなるFutureEOプログラムの一部です。[ 3 ] [ 4 ]当初の打ち上げ日は2020年に設定されていましたが、後に2025年に延期されました。[ 5 ]

ミッションの総費用は約4億ユーロと見積もられています。バイオマスに搭載されている主な科学機器は、 435MHzで動作する合成開口レーダー（SAR）です 。[ 6 ]衛星の大きさは10×12×20m  、重さは約1.2 トンで、高度666kmで地球を周回します 。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

衛星構造の組み立てに必要なすべての装置、垂直輸送装置、衛星パネルの組み立てと分解、合成開口レーダーの組み立てと分解は、スペインのSENER社によって行われている。[ 9 ]

レーダー

バイオマスは、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・スペース社製の完全偏波Pバンド合成開口レーダー（SAR）[ 11 ]と、 L3ハリス社製の大型12m展開アンテナ[ 12 ]を搭載しています。レーダーは、ストリップマップモードで6MHzの帯域幅で、中心周波数435MHzで動作します。森林地帯を繰り返し捕捉することで、地球全体をカバーできるように設計されています。このシステムは、バイオマスマッピングに必要なカバレッジと性能を実現するために、12m展開式反射アンテナを使用しています

SAR機器は、機器電子システム（INES）とフィードアレイという2つの主な機能要素で構成されています。[ 13 ] INESは、レーダーの動作に必要なデジタルおよび無線周波数電子機器で構成されており、機器制御、レーダータイミング、信号生成、科学データの処理、内部較正のためにAirbus Defence and Space GmbHによって開発されたデジタル制御ユニット（DCU）が含まれています。Leonardoによって開発された電力増幅器サブシステム（PAS）は、フィードアレイポートごとに約50 dBmの送信信号増幅を提供し、Senerによって開発された受信増幅器サブシステム（RAS）は、レーダーエコーの低ノイズ受信を可能にします。RASは、宇宙物体追跡レーダー（SOTR）やウィンドプロファイラなどのPバンド地上ソースから放出される可能性のある強力な干渉に対して、入力のリミッタによって保護されています。Airbus Defence and Space Italyによって開発された較正および配信ネットワーク（CDN）は、無線周波数信号のルーティングと内部較正信号の配信を提供します。フィードアレイは イタリアのタレス・アレニア・スペース社が提供しています。[ 14 ]これは展開式反射鏡アンテナへの無線周波数送受信インターフェースを形成し、オフセット反射鏡の形状によって生じる交差偏波の影響を軽減するように設計されています。[ 13 ]

このレーダーは北緯75度から南緯56度までの森林を観測するために使用されるが、米国国防総省の宇宙物体追跡レーダーとの干渉を避けるため、北米、中米、ヨーロッパ、北極圏の一部をカバーしていない。[ 15 ] [ 16 ]

ESAは、宇宙船のレーダーを較正するため、オーストラリアのニューノルシア基地に特注のトランスポンダー（バイオマス較正トランスポンダー、BCT）を設置しました。BCTは、宇宙船の6ヶ月間の試運転期間中、集中的に使用されました。通常運用では、年に2回使用される予定です。[ 17 ]

科学的目的

このミッションの主な目的は、森林バイオマスを測定し、陸地の炭素貯蔵量とフラックスを評価し、地球の炭素循環をより深く理解することです。[3] バイオマスミッションは、 Pバンド波長で地球の表面を探査します。この技術が軌道上から使用されるのは初めてです。これにより、地上測定技術では得られない熱帯、温帯、北方林のバイオマスの正確な地図を提供することができます。 [ 11 ] [ 18 ] [ 19 ]バイオマスの量と森林の高さは200mの解像度で測定され、皆伐などの森林撹乱は50mの解像度で測定されます。[ 20 ] [ 21 ]  

その目的は以下の通りである。[ 22 ]

  1. 土地利用の変化による炭素フラックスの大きな不確実性を軽減する
  2. 国連のREDD（開発途上国における森林減少・劣化に由来する排出削減）プログラムなどの国際条約、協定、プログラムに科学的支援を提供する
  3. 景観規模の炭素動態の理解と予測を向上させる
  4. 地球システムモデルの陸地要素を初期化しテストするための観測を提供する
  5. 森林資源管理と生態系サービスに関する重要な情報を提供します。

衛星から送り返されるデータは、砂漠地帯のバイオマスを測定して化石水や乾燥地帯の新たな水源を発見するなど、気候科学の他の分野にも新たな情報を提供するとともに、氷床のダイナミクス、地下の地質、森林の地形の観測にも貢献すると期待されている。[ 11 ]

タイムライン

開発（2013年から2024年）

ローンチキャンペーン（2025年）

クリーンルームへのバイオマスの導入
コペルニクス・センチネル1号は、バイオマスがそこからの打ち上げ準備を進めていたときに、クールーにあるヨーロッパの宇宙港があるフランス領ギアナ上空でこのレーダー画像を撮影した。

軌道上試運転（2025～2026年）

バイオマスミッションは試運転から科学的運用へ
  • 2025年5月2日、衛星打ち上げからわずか3日後、ESAはバイオマス以前の複数の衛星ミッションのデータを統合した、これまでで最も広範囲の地上森林炭素マップ「ESA気候変動イニシアチブバイオマスデータセットバージョン6」を公開しました[ 48 ]。
  • 宇宙での最初の9日間は、打ち上げおよび初期軌道投入段階（LEOP）に費やされました。この期間は、同等のミッションでは通常3～4日しかかかりません。しかし、バイオマスアンテナの展開は複雑で、より長いLEOPが必要でした。7.5メートルのアンテナブームは3日間の運用中に展開され、2つの地上局を同時にカバーする必要がありました。続く反射鏡の展開では、1日に2つの展開スロットしかなく、3つの地上局を同時にカバーする必要がありました。アンテナ展開中、宇宙船は機動性が制限された状態にあり、衝突回避操作を行うことはできませんでした。[ 49 ]
  • 2025年5月7日、ESAは衛星の直径12メートルのレーダーアンテナが完全に展開されたと発表した。[ 50 ]
  • 2025年5月8日、LEOPは正式に終了し、伝統的な式典で、宇宙船の名前がダルムシュタットにあるESAの中央制御室の壁にあるミッションの歴史的なリストに追加されました。[ 49 ]
  • 2025年6月23日、ESAはボリビア、ブラジル、インドネシア、ガボン、チャド、南極の一部をカバーするバイオマスの最初のレーダー画像を公開しました。 [ 51 ]
  • 2026年1月、バイオマスは試運転段階を完了し、そのデータストリームはESAによって公開されました。[ 52 ]

バイオマスデータ から生成された画像の例：

  • バイオマスによるボリビアの森林と風景。この画像は異なる偏光チャンネルを使用して作成されており、それぞれの色が風景の明確な特徴を示しています（緑：熱帯雨林、赤：森林に覆われた氾濫原と湿地、青紫：草原、黒：川と湖）。
    バイオマスによるボリビアの森林と風景。この画像は異なる偏光チャンネルを用いて作成されており、それぞれの色が風景の異なる特徴を明らかにしています（緑：熱帯雨林、赤：森林に覆われた氾濫原と湿地、青紫：草原、黒：河川と湖）。
  • ボリビアの森林 ― Sentinel-2とBiomassの比較。Biomass画像は、樹冠を透過できる長波長レーダーのおかげで、森林の炭素貯蔵量を定量化するためのはるかに多くの情報を提供します。対照的に、Sentinel-2の光学画像は樹冠の上部のみを捉えます
    ボリビアの森林 ― Sentinel-2とBiomassの比較。Biomassの画像は、樹冠を透過できる長波長レーダーを搭載しているため、森林の炭素蓄積量を定量化する上で非常に多くの情報を提供します。一方、Sentinel-2の光学画像は樹冠の上部のみを捉えています。
  • ブラジル北部のアマゾン熱帯雨林の眺め。画像はバイオマス衛星の飛行経路に沿って約100km（長さ）、幅60kmにわたり、上が北になっています
    ブラジル北部のアマゾン熱帯雨林の眺め。画像はバイオマス衛星の飛行経路に沿って約100km （長さ）、幅60km（幅）にわたり、上が北となっています。
  • バイオマスからのこの画像は、インドネシアの島々にある熱帯雨林を描いています。これはハルマヘラ島の熱帯雨林で、山岳地帯に位置し、その多くは火山起源です
    バイオマス提供のこの画像は、インドネシアの島々に広がる熱帯林を捉えています。これはハルマヘラ熱帯雨林で、山岳地帯に位置し、その多くは火山起源です。
  • バイオマス社はアフリカのガボン上空でこの画像を撮影しました。熱帯雨林の健全性に不可欠なイヴィンド川がはっきりと見えます。川と支流以外は、画像の大部分が緑色で、深い森を表しています
    バイオマスはアフリカのガボン上空でこの画像を撮影しました。熱帯雨林の健全性に不可欠なイヴィンド川がはっきりと見えます。川と支流以外は、画像の大部分が緑色で、深い森を表しています。
  • この画像は、主にチャドの最北端に位置する、サハラ砂漠中央部の山脈、ティベスティ山脈の一部をカバーしています
    この画像は、主にチャドの最北端に位置する、サハラ砂漠中央部の山脈であるティベスティ山脈の一部をカバーしています。
  • 南極大陸の広大なトランスアンタークティック山脈の一部。ニムロッド氷河がロス棚氷に流れ込んでいます
    南極大陸の広大なトランスアンタークティック山脈の一部。ニムロッド氷河がロス棚氷に流れ込んでいる。
  • バイオマスからの森林炭素地図
    バイオマスからの森林炭素の地図。
  • ガボン、コンゴ共和国からカメルーン、中央アフリカ共和国まで広がる、森林の炭素含有量の推定値（ヘクタール当たりトン）の横断図。
    ガボン、コンゴ共和国からカメルーン、中央アフリカ共和国まで広がる、森林の炭素含有量の推定値（ヘクタール当たりトン）の横断図。

参照

参考文献

  1. ^ 「バイオマス、森林の秘密を解き明かすための打ち上げ準備完了」 esa.int 。 2025年4月28日閲覧
  2. ^ 「エアバス・ディフェンス・アンド・スペース社が開発した衛星で世界のバイオマスを測定」バイオエナジー・インサイト誌、2016年5月12日。 2019年9月20日閲覧。
  3. ^ a b「バイオマス」 ESA 2019年5月3日. 2019年5月27日閲覧。
  4. ^ 「The Earth Explorer Biomass」 ESA 2019年2月22日閲覧。
  5. ^ 「エアバス社製バイオマス森林測定衛星がクールーに出荷」 airbus.com 2025年2月21日2025年3月25日閲覧。
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  12. ^ 「100th Unfurlable Mesh Reflector」l3harris.com . 2025年2月13日閲覧。
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