熱帯降雨観測ミッション

熱帯降雨観測ミッション
TRMM衛星のアーティストによる構想
ミッションタイプ環境研究
オペレーター米航空宇宙局（NASA）
コスパーID1997-074A
SATCAT番号25063
ミッション期間18歳
宇宙船の特性
打ち上げ質量3524キログラム
乾燥質量2634 kg [ 1 ]
力1100ワット
ミッション開始
発売日1997年11月27日 21:27 UTC
ロケットH-II
発射場種子島、LA-Y1
請負業者三菱重工業
ミッション終了
廃棄軌道離脱
非アクティブ化2015年4月15日
減衰日2015年6月16日 06:54 UTC [ 2 ]
軌道パラメータ
参照システム地心軌道[ 2 ]
政権低軌道
近地点高度366 km (227 マイル)
遠地点高度381 km (237 マイル)
傾斜35.0°
期間92.0分
NASA地球探査プログラム

熱帯降雨観測ミッション（TRMM ）は、熱帯降雨の監視と研究を目的としたNASAとJAXAの共同宇宙ミッションでした。この用語は、ミッション自体と、ミッションがデータ収集に使用した衛星の両方を指します。TRMMは、地球を全球システムとして研究するための長期にわたる協調研究活動であるNASAの惑星地球ミッションの一部でした。この衛星は1997年11月27日に日本の種子島の種子島宇宙センターから打ち上げられました。TRMMは、数回のミッション延長を含め17年間運用され、2015年4月15日に退役しました。TRMMは2015年6月16日に大気圏に再突入しました。

背景

熱帯降水量は、空間的および時間的な変動が大きいため、測定が難しいパラメータです。しかし、熱帯降水量は大気の風循環を駆動するエネルギーの4分の3を占めるため、気象・気候予測において熱帯降水量を理解することは重要です。[ 3 ] TRMM以前は、世界の降水分布の確実性は50%に過ぎませんでした。[ 4 ]

TRMMの構想は1984年に初めて提案されました。最初に提案された科学目標は以下のとおりです。[ 3 ]

  • 世界の熱帯地方における降雨量と潜熱の分布を提供することで、地球のエネルギーと水の循環についての理解を深めます。
  • 熱帯降雨量の変化が地球規模の循環に影響を及ぼすメカニズムを理解し、これらのプロセスをモデル化する能力を向上させて、月単位およびより長い時間スケールでの地球規模の循環と降雨量の変動を予測します。
  • 雨量と潜熱分布を提供して、24 時間予報から短期的な気候変動に至るまでのモデルの初期化を改善します。
  • エルニーニョ、エルニーニョ南方振動、および熱帯地方における 30 ～ 60 日周期の振動の伝播の発生と発達の理解、診断、予測に役立ちます。
  • 降雨が海洋の熱塩循環と海洋上層の構造に与える影響を理解するのに役立ちます。
  • TRMM 自体の寿命を超える寿命を持つ他のセンサーと TRMM 間の相互校正を可能にします。
  • 熱帯降雨量の日変化を世界的に評価する。
  • 降雨量測定のための宇宙ベースのシステムを評価する。

日本は1986年にTRMMミッションの初期調査に参加した。[ 3 ]衛星の開発は米国と日本の宇宙機関の共同プロジェクトとなり、日本は降水レーダ（PR）とH-IIロケットを提供し、米国は衛星バスと残りの機器を提供した。[ 5 ]このプロジェクトは1991年に米国議会から正式な支援を受け、その後1993年から1997年にかけて宇宙船の建造が行われた。TRMMは1997年11月27日に種子島宇宙センターから打ち上げられた。[ 3 ]

宇宙船

熱帯降雨観測ミッション（TRMM）は、NASAの地球探査機シリーズの研究衛星の一つであり、世界の熱帯および亜熱帯地域における月ごとおよび季節ごとの降雨量の測定を目的とした、高度に焦点を絞った限定的な観測プログラムです。TRMMは、高度350kmにおいて北緯35度から南緯35度までの降雨量を観測する、米国と日本の共同プロジェクトです。[ 6 ]

ミッション延長と軌道離脱

TRMMのミッション寿命を主ミッションを超えて延長するために、NASAは2001年に宇宙船の軌道高度を402.5kmに上げた。[ 7 ]

2005年、NASA長官マイケル・グリフィンは、当初制御降下用に設計された推進剤を使用することで、ミッションを再度延長することを決定しました。これは、2002年のNASAのリスクレビューで、TRMMの制御されていない再突入による人身傷害または死亡の確率が5,000分の1とされたことを受けてのことでした。これは、NASAの衛星の再突入において許容される死傷リスクの約2倍に相当します。その後、全米研究会議（ NRC）の委員会は、制御されていない再突入のリスクがあるにもかかわらず、ミッションを延長するよう勧告しました。[ 8 ]

2014年、バッテリーの問題により宇宙船の運用が制限され始め、ミッション運用チームは電力の配給方法を決定する必要に迫られました。2014年3月、バッテリー寿命を延ばすため、VIRS機器の電源がオフになりました。[ 7 ]

2014年7月、TRMMの燃料が不足したため、NASAは軌道維持操作を中止し、探査機の軌道をゆっくりと減衰させながらデータ収集を継続することを決定しました。他の衛星や宇宙ゴミとの衝突を避けるために当初確保されていた残りの燃料は、2015年3月初旬に枯渇しました。[ 7 ]再突入は当初2016年5月から2017年11月の間に予定されていましたが、太陽活動の活発化により早期に実施されました。[ 9 ]探査機の主要センサーである降水レーダーは2015年4月1日に最終的に停止され、最後の科学センサーであるLISは2015年4月15日に停止されました。[ 8 ]再突入は2015年6月16日午前6時54分（UTC）に発生しました。[ 10 ]

TRMM搭載機器

降水レーダー

降水レーダー（PR）は、嵐の構造を3次元的に地図化するために設計された初の宇宙搭載型観測機器でした。測定結果から、雨の強度と分布、雨の種類、嵐の深さ、そして雪が雨に溶ける高度に関する情報が得られました。これらの測定に基づいて、異なる高度で大気中に放出される熱量を推定することで、全球大気循環モデルの改良に活用できます。PRは13.8GHzで動作し、陸地と海面の3次元降水分布を測定しました。PRは知覚深度を定義し、大気の潜熱に実際に到達した降水量を測定しました。観測幅220km、半径4.3kmの解像度を有していました。

TRMMマイクロ波イメージャ

TRMMマイクロ波イメージャ（TMI）は、TRMM衛星の観測範囲の広い範囲にわたって定量的な降雨情報を提供するために設計された受動型マイクロ波センサーです。地球と大気から放射される微量のマイクロ波エネルギーを精密に測定することで、TMIは大気中の水蒸気、雲水、そして降雨強度を定量化することが可能でした。TMIは比較的小型で消費電力も少なかったため、広い観測範囲と定量的な降雨情報と相まって、熱帯降雨観測ミッション（TRMM）の降雨測定パッケージの主力機器となりました。TMIは新しい機器ではなく、 1987年以来防衛気象衛星に搭載され、高い評価を得ている特殊センサマイクロ波イメージャ（SSM/I）の設計に基づいています。TMIは、10.7、19.4、21.3、37.0、85.5GHzの5つの周波数で放射強度を測定します。これらの周波数は SSM/I のものと似ていますが、TMI には、熱帯降雨でよく見られる高い降雨量に対してより線形な応答を提供するように設計された 10.7 GHz チャネルが追加されています。TMI に期待されるもう 1 つの主な改善点は、地上解像度の向上です。ただし、この改善は機器の改良によるものではなく、高度が SSM/I の 860 キロメートルに対して TRMM の 402 キロメートル低いことに起因します。TMI の地表での観測幅は 878 キロメートルです。TRMM の TMI の解像度が高く、10.7 GHz が追加されていることから、TMI は以前の機種よりも優れた機器となっています。降水レーダーによって提供される追加情報は、アルゴリズムのさらなる改善に役立ちます。広範囲にわたる降雨量データの改善は、TRMM だけでなく、NASA の EOS-PM ( Aqua (衛星) ) および日本のADEOS II衛星に搭載された SSM/I および放射計による継続的な測定にも役立ちます。

可視光線および赤外線スキャナー

可視赤外線スキャナ（VIRS）は、降雨量測定パッケージの3つの機器の1つであり、降雨量の非常に間接的な指標として機能します。VIRSは、その名前が示すように、可視から赤外線（0.63～12 mm）までの5つのスペクトル領域で地球から放射される放射線を感知します。VIRSが主要機器パッケージに含まれていたのには、2つの理由があります。1つ目は、降雨量を描写する機能です。2つ目、そしてさらに重要な理由は、極域運用環境衛星（POES）と静止運用環境衛星（GOES）を使用して日常的に行われる他の測定への転送標準として機能することです。さまざまなスペクトル領域（またはバンド）の放射線の強度を使用して、発生源の明るさ（可視および近赤外線）または温度（赤外線）を判断できます。

雲と地球の放射エネルギーセンサー

雲と地球の放射エネルギーシステム（CERES）は、大気圏上層のエネルギーを測定するとともに、大気圏内および地表のエネルギーレベルを推定します。CERESの観測機器は、1984年から1993年にかけて3機の衛星を用いて全球のエネルギー収支を測定した、成功を収めた地球放射収支実験（ERBS）に基づいています。 [ 11 ] CERESは、同じ宇宙船に搭載された非常に高解像度の雲画像観測機器からの情報を用いて、雲量、高度、厚さ、雲粒子の大きさといった雲の特性を測定します。これらの観測結果は、地球の気候システム全体を理解し、気候予測モデルを改善する上で重要です。

運用期間は 1998 年 1 月から 8 月と 2000 年 3 月のみであったため、利用可能なデータ記録は非常に短いものとなっています (ただし、その後の CERES 機器は、地球観測システム(EOS) AM (Terra) およびPM (Aqua) 衛星などの他のミッションにも搭載されました)。

雷イメージングセンサー

雷画像センサー（LIS）は、地球の熱帯地域における雷の発生場所を特定し、検知する小型で高度な機器でした。この雷検出器は、光学素子と電子素子をコンパクトに組み合わせたもので、個々の嵐の中で雷の発生場所を特定し、検知できる観測画像装置も含まれています。この画像装置の視野は、地球上の一点、あるいは雲を80秒間観測することを可能にしました。これは、雷の速度を推定するのに十分な時間であり、研究者は嵐が成長しているのか衰退しているのかを知ることができました。

参照

参考文献

  1. ^「衛星概要」JAXA 2015年7月5日閲覧
  2. ^ a b「軌道：TRMM 1997-074A」 NASA、2020年5月14日。 2020年11月4日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  3. ^ a b c d Kummerow, C.; J. Simpson; O. Thiele; W. Barnes; ATC Chang; E. Stocker; RF Adler; A. Hou; R. Kakar; F. Wentz; 他 (2000年12月). 「熱帯降雨観測ミッション（TRMM）の軌道投入2年後の現状」. Journal of Applied Meteorology . 39 (12): 1965– 1982. Bibcode : 2000JApMe..39.1965K . CiteSeerX 10.1.1.332.5342 . doi : 10.1175/1520-0450(2001)040<1965:TSOTTR>2.0.CO;2 . 
  4. ^ 「熱帯降雨量測定ミッション大学」 NASA 2015年7月5日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  5. ^「TRMMの歴史」JAXA 2015年7月5日閲覧
  6. ^ 「ディスプレイ：TRMM 1997-097A」 NASA、2020年5月14日。 2020年11月5日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  7. ^ a b c「TRMM降雨量ミッション、17年を経て終了」 NASA、2015年4月9日。 2017年12月21日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  8. ^ a bクラーク、スティーブン（2015年4月9日）「降雨研究衛星、科学ミッションを終了し再突入へ」 。 2017年12月21日閲覧。
  9. ^「降雨研究衛星が軌道から降下開始」Spaceflight Now、 2014年9月17日閲覧。
  10. ^ 「降雨量宇宙船が熱帯地方に再突入」 2015年6月4日。
  11. ^ 「雲と地球の放射エネルギーシステム（CERES）」 NASA . 2014年9月9日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
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