我が国初の降水衛星が無事に打ち上げられました！水星とは何ですか？そしてなぜ重要なのですか？

今年4月16日、我が国初の専用降水観測衛星である降水衛星「風雲3号」が無事に打ち上げられました。これは風雲シリーズの気象衛星「風20号」の20番目の衛星です。地球規模の降水星ファミリーに初めて「Made in China」製品が登場した。これは我が国では初、世界でも3番目の降水星です。最初の2つは米国と日本が共同開発したもので、いかに難しいかが分かります。

水星がなぜそれほど重要なのかを理解するには、まず降水とは何かを理解する必要があります。

降水は地球のエネルギーと水の循環において重要なプロセスです。農業や人々の日常の移動などに大きな影響を与えます。降水状況を理解することは、人々が生産や生活をより良く調整するのに役立ちます。古代の人々は降水量を理解するために、骨の鎧、測定用の物差し、雨量を報告するシステムを開発しました。今日でも、世界中の国々は降水量の観測に依存しています。天気予報は正確ではないとよく文句を言います。理由の一つは気象観測能力の強化が必要だからだ。正確な観察があって初めて正確な予測が可能になります。この問題を解決するために、「マーキュリー」は徐々に気象観測の舞台に登場しました。 「降水衛星」の正式名称は「降水量観測衛星」ですが、宇宙から降水量を届ける衛星と誤解しないでください。これにより、まるで空に「望遠鏡」を設置したかのようになり、宇宙の広い範囲にわたる降水量を監視できるようになります。しかし、この衛星は、衛星プラットフォームからリモートセンシング機器に至るまで、開発が非常に困難です。我が国は2006年から水星の降水に関する技術研究開発作業を開始しており、2023年まで成功裏に打ち上げられる予定だ。まさに「17年間の努力」と言えるだろう。

では、マーキュリーの打ち上げは私たちにどのような新しい能力をもたらすのでしょうか?

水星探査衛星を打ち上げる前は、主に地上に設置したレーダーや雨量計などの観測機器で降水量を観測していました。地形の影響により、これらのデバイスのカバー範囲は限られており、広大な海域、山岳、砂漠などの地域をカバーすることは困難です。衛星はこれらの地域を監視する上で独自の利点を持っています。では、衛星と地上の強力な組み合わせを実現するために、強力な機器や装置を衛星に搭載する必要があるのでしょうか?これがMercury Planetを開発する目的です。 Mercury Planetは、大気の降水を監視し、宇宙から地上までの大気の降水の3次元検出を実現できるCTスキャナーのようなものです。これは我が国初の降水衛星です。能動型マイクロ波と受動型マイクロ波を組み合わせた手段によって、降水システムの3次元構造が衛星上で測定されたのは初めてのことだ。また、衛星に搭載する受動型マイクロ波放射計の撮像・検出統合設計が実現したのも初めてのことです。水星は多くの画期的な進歩と多くの初めての出来事を体現しています。

では、水星はどのようにしてより正確な降水観測を実現するのでしょうか?

最良の観測目的を達成するために、マーキュリーには能動型マイクロ波装置、受動型マイクロ波装置、光学画像装置など、それぞれ独自の機能を備えた複数の装置が搭載されており、それらが連携して互いの長所を補完しています。優れた階層観測能力を持つ降水レーダーの主力機は、まるで大気中の降水をCTスキャンするかのように、降水の上から下までの詳細な3次元構造情報を得ることができます。この計測機器は我が国が初めて開発したものであり、その総合的な技術指標は国際的に先進的なレベルに達しています。異なるスケールの精密雨量計 2 台に相当する 2 つのレーダー動作周波数帯域を設計することで、大雨と小雨を正確に測定し、さらに液体の水滴や固体の氷の結晶など、降水の特定の状態を区別することができます。能動的な降水検出、受動的なマイクロ波降水リモートセンシング、赤外線機器による当社の降水量推定は、気象学者が降水量を正確に監視し、将来の降水量についてより正確な天気予報を行うのに役立ちます。これは、我が国の大雨監視、予報、早期警報、降水メカニズムの研究、人工的な気象改変活動の支援にとって大きな意義を持ちます。

現在、マーキュリーは軌道上でのテスト段階にあります。テスト終了後、データ製品は一般に公開され、ユーザーが降水システムの3次元構造とメカニズムをより深く理解するのに役立ちます。また、低軌道気象衛星ネットワーク観測の利点をさらに活用し、気象災害監視の分野で中国の知恵と解決策を世界に貢献していきます。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

著者: Shang Jian

評論家: 中国衛星ナビゲーション・測位協会副事務局長 王波

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司