超低高度衛星技術試験機「つばめ」 ＪＡＸＡ、年度内打ち上げへ

地上の観測精度向上／衛星開発の小型・低コスト化

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  超低高度衛星技術試験機「つばめ」のイメージ（ＪＡＸＡ提供）

一般的な衛星の運用高度より低い地球上空２００キロ―３００キロメートルの「超低高度」での衛星活用が注目されている。低軌道では光学センサーによる地上の観測精度などが上がるため、小型で低コストの衛星開発につながると期待される。宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）では、超低高度での地球観測衛星の開発計画を進めており、その実証機として２０１７年度中に超低高度衛星技術試験機「つばめ」を打ち上げる予定だ。（冨井哲雄）

超低高度での衛星運用の目的は地上の高解像度観測にある。軌道の高度を下げるだけで、光学センサーの空間解像度やレーダーの信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）が向上する。センサーの小型化や省電力化により、開発する衛星を小型・低コスト化できる。

【大きな課題】

ただ、超低高度軌道での衛星運用には大きな課題がある。一般的な衛星が周回するのは地球の上空６００キロ―８００キロメートルだが、高度が２００キロ―３００キロメートルまで下がると、大気密度が高くなり大気の抵抗が１０００倍にも急増する。この高度では重力で衛星が大気に突入してしまうため、イオンエンジンを噴射して衛星の軌道高度を常に保つ必要がある。

計画では、つばめはロケットからの軌道投入後、まず高度２６８キロメートルまで少しずつ高度を落とす。その後、大気の抵抗による高度低下に逆らうため、イオンエンジンを噴射して高度を保つ。これまで高度２００キロメートル付近を定常飛行する衛星は存在しないという。この軌道保持のための衛星運用が今回最大のミッションとなる。

そのほか、超低高度領域に存在する「原子状酸素」による材料劣化の観察や、光学センサーでの撮像実験なども行う。

【空白領域カバー】

ＪＡＸＡのＳＬＡＴＳプロジェクトチームの佐々木雅範プロジェクトマネージャは、「超低高度衛星は、高い軌道にある人工衛星と飛行機の間の領域をカバーする。今までの空白領域の観測が期待できる」と強調する。

さらに「超低高度衛星は地上の特定の場所をピンポイントで観察できる。光学センサーや合成開口レーダー（ＳＡＲ）を載せた衛星と組み合わせれば、災害対応に役立てられる。新市場を開拓できるのではないか」と期待する。つばめの総開発費は約３４億円。国産ロケット「Ｈ２Ａ」で気候変動観測衛星「しきさい」と相乗りし、１７年度中に打ち上げる。機体の重量は３８０キログラム、展開状態の大きさは２・５メートル×５・２メートル×０・９メートル。

明星電気、新日本電子（東京都町田市）、神戸大学、成蹊大学、九州大学、京都大学などがプロジェクトに参画する。