素晴らしい10年 |海と空のための重機：我が国の海洋衛星開発の10年

海は資源の宝庫であり、重要な輸送ルートであり、地球規模の気候変動の調整器でもあります。我が国の経済・社会発展におけるその戦略的地位はますます重要になってきています。

2002年、「海洋1号」の打ち上げ成功により、我が国は海洋衛星を持たない歴史に終止符を打ち、宇宙海洋リモートセンシングの新たな段階に入りました。 「海洋を理解し、海洋を管理するには、海洋観測が不可欠です。風、波、海流、潮汐などを正確に分析し、判断するには、海洋衛星の助けが必要です。」自然資源省党委員会書記兼国家衛星海洋応用センター所長の林明森氏はこう述べた。

中国共産党第18回全国代表大会以来、わが国は高分3号、中仏海洋衛星、海洋1号C/D号、海洋2号B/C/D号など、多数の海洋衛星を相次いで打ち上げ、多重衛星ネットワークと多重ステーション受信パターンを形成してきました。監視範囲は我が国の陸地、海、島嶼、岩礁、さらに極地や海洋に及びます。

これらの海洋衛星は、それぞれ独自の特徴と相互補完的な利点を備え、3シリーズの海洋衛星ネットワーク観測を形成し、運用オペレーションを実現し、我が国の生態文明建設を支援し、地球規模の気候変動対応に役立ち、国家安全保障と「一帯一路」建設に相応の保障を提供しています。また、中仏海洋衛星を代表として、我が国はヨーロッパ、ASEAN、アフリカなどの国や地域と国際協力を展開し、大規模で組織的な衛星リモートセンシング観測サービスを提供しています。

コンステレーションネットワークが機能を向上させる

国家衛星海洋応用センターの劉建強副センター長は、海洋衛星は、さまざまな要素の検出技術能力と特徴、時間と空間の解像度、カバー範囲と監視周波数の要件に基づいて設計されており、用途に応じて海洋水色環境、海洋動態環境、海洋監視監視シリーズの衛星の3つのカテゴリに分類されていると紹介した。海洋衛星や海洋観測所、レーダー、ブイ、海底観測ネットワーク、ボランティア船、横断調査などの協調観測手段により、地球規模の海洋生態環境と動的環境パラメータを継続的かつ長期的に取得しており、これは地球規模の海洋三次元観測ネットワークの重要な一部となっています。

海洋色環境衛星シリーズ（海洋第1シリーズ衛星とも呼ばれる）は、海の色、水温、沿岸域を観測するために使用されます。海洋1号A号と海洋1号B号が任務を終えた後、2018年9月7日、海洋1号シリーズの3番目の衛星である海洋1号C号が長征2号Cロケットによって所定の軌道に打ち上げられ、我が国の陸海上の天然資源衛星の協調的発展の新たな旅が始まりました。 2020年6月11日には、Ocean One-Dも無事に打ち上げられました。 2基の衛星ネットワークには、海洋色・温度スキャナー、沿岸画像装置、紫外線画像装置、搭載型較正分光計、自動船舶識別システムという同じ5つのペイロードが搭載されており、我が国初の海洋ビジネス衛星群を形成しています。

海洋1号A、Bと比較すると、海洋1号C、Dは観測精度、観測範囲、耐用年数が大幅に向上し、海色観測能力の向上を実現しました。 2機の衛星を午前と午後にネットワーク化して観測したところ、単独の衛星に比べて観測能力が1倍に向上し、1日2回、全世界の海洋を観測できるようになりました。世界の海洋色と植生指数のリモートセンシング画像2枚と海面温度製品4点を毎日取得でき、世界の海洋色、沿岸資源、生態環境の有効観測能力が大幅に向上します。

オーシャンNo.1 3Dレンダリング

(画像出典: iNature All Media)

海洋動的環境シリーズの衛星（海洋第2シリーズ衛星とも呼ばれる）は、海面風場、波高、海面高度、海面温度などのさまざまな海洋動的環境パラメータを監視するために使用されます。 2021年5月19日、Ocean-2D衛星の打ち上げに成功し、すでに軌道上にあるOcean-2B衛星、Ocean-2C衛星とともに三星ネットワークを形成し、我が国初の海洋動的環境衛星群を形成しました。全天候、終日、全地球の海面高度、有効波高、海面風速場、海面温度の高精度観測を実現し、海洋災害の早期警報と予測に測定データを直接提供し、海洋災害の予防と軽減、海洋権益の維持、海洋資源の開発、海洋環境の保護、海洋科学研究、国防建設などの支援サービスを提供します。

オーシャン No. 2 C/D レンダリング

(画像出典: iNature All Media)

海洋監視・モニタリング衛星シリーズ（高分3号衛星シリーズとも呼ばれる）は、全天候型の監視と地球全体の海洋・陸地情報のモニタリングに使用されます。 2022年4月7日、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して高分3号03衛星の打ち上げに成功しました。 GF-3-03は軌道に打ち上げられた後、すでに軌道上にあるGF-3およびGF-3-02衛星とネットワークを形成し、我が国初の海洋監視・監視レーダー衛星群が完成しました。この一連の衛星は 1 メートルの解像度を達成し、1 日以内にいくつかの地域を再訪します。これらは、我が国が海洋開発を実施し、陸上環境資源を監視し、緊急災害の予防と軽減を行う上で重要な技術的サポートとなります。これらは我が国のレーダー衛星による海陸観測能力を強化し、海洋災害の予防と軽減、海洋動態環境の監視、海洋科学研究、災害軽減、土地、環境保護、水利、農業、気象などに強力な保証と効果的な支援を提供しました。

GF-3-02（1メートルC-SAR）レンダリング

(画像出典: iNature All Media)

生態文明の構築を支援する

赤潮は我が国の沿岸海洋生態系に影響を及ぼす主な要因の一つであり、深刻な場合には人間の健康を危険にさらすこともあります。 2021年2月14日、海洋1号C/D衛星は午前と午後に北部湾で大規模な赤潮が発生する様子を捉えた。 2月15日、天然資源部南シナ海局と広西天然資源衛星応用技術センターは関係部署を組織して現地検証を行い、監視チームを派遣して渭州島西方の海域を巡視しサンプルを採取した。監視員は実験分析を通じて、異常地域は夜光虫の影響を受けており、濃度値は赤潮警戒濃度に達していると結論付けた。

衛星監視と現地調査が連携・協力し、赤潮緊急監視と海洋生態環境早期警報は良好な成果を達成した。国家衛星海洋応用センター、天然資源部南シナ海局、各省の衛星応用技術センターの間には基本的に連携メカニズムが形成されている。

このような赤潮監視は、海洋衛星の多くの用途のうちのほんの 1 つにすぎません。夏には、アオサの緑潮が発生するたびに、海洋1号シリーズの衛星が直ちに監視を開始し、表面のアオサを識別するだけでなく、水中の情報も観測できます。高分3号シリーズの衛星と陸上衛星を組み合わせることで、黄海と東シナ海の日常的な監視を実現し、アオサの予防と制御にさらに効果的で強力なサポートを提供します。冬に厳しい寒さが襲うと、渤海に海氷が発生し、海上輸送に支障をきたしたり、沖合石油プラットフォームの生産に影響したり、その他の構造物の安全に影響したりすることがあります。海洋1号C/D衛星は渤海の海氷監視の主力となり、3日に2回、一部地域では1日に1回の監視頻度を達成し、テーマ別のリモートセンシング製品を提供している。

海洋色衛星ビジネス衛星として、オーシャン1号シリーズの衛星は軌道に乗った瞬間からその魔力を発揮してきました。 5つの主要ペイロードは、沖合養殖、沖合風力発電、サンゴ島とサンゴ礁、マングローブ、沿岸湿地、河口と港、干拓、原子力発電所の海水入口と出口の変化、内部波、渦、水中地形、陸上植生、湖氷、菜種、米、黒土、砂漠、太陽光発電、雪、氷河、河川、湖などの資源の生態環境を監視するために使用されています。得られたデータは、渤海の海氷、黄海と東シナ海の緑潮、沿岸赤潮、油流出、南極と北極の海氷、氷山の漂流、台風、湖の藍藻、洪水、森林火災、砂嵐、火山の噴火、軽石の漂流などの災害の監視に重要な役割を果たし、我が国を海洋色リモートセンシングの分野で国際的に主導的な地位に押し上げ、我が国の生態文明の構築に強力な保証を提供しました。

海上災害への対応

毎年、沿岸で台風が頻繁に発生し、沿岸地域や住民にさまざまな危険や脅威をもたらすと、海洋衛星は即座に「戦闘態勢」に入り、「戦闘」状態になります。海洋1号ネットワーク衛星は、関連データと画像を通じて、世界的な台風とサイクロンの分布と位置を取得することができます。時系列画像から台風雲の影響範囲や移動経路を知ることができます。海洋2号や中仏海洋衛星の風況データと組み合わせることで、海洋災害の早期警報に正確な情報を提供することができます。

2021年7月中旬、フィリピンのルソン島東の海上で台風「ファイアーワークス」が発生しました。中央気象台は7月19日午前8時に「花火」を激しい熱帯暴風雨に引き上げた。中央気象台は7月20日14時に「花火」を台風に格上げし、翌朝には強い台風に格上げした。

しばらくの間、私の国の沿岸地域は厳戒態勢に置かれていました。海洋2号B、C、D号と中仏海洋衛星ネットワークの海洋1号CとD号は直ちに「花火」を狙って継続的な観測を行い、台風の位置と強さをリアルタイムで特定し、台風の移動経路を概観し、関係する国家部門と沿岸地域に台風への効果的な対応のためのタイムリーなデータ情報を提供した。

「花火」は大きさも大きく、水蒸気も豊富です。浙江省に上陸した後、北方へと移動し、浙江省、上海市、江蘇省、安徽省、山東省、河南省、北京市、天津市、河北省、内モンゴル自治区、遼寧省、吉林省、黒竜江省などの省（地域や市）に影響を及ぼしました。海洋衛星は台風に関する監視データや情報を関係部門や管理機関に継続的に提供し、海洋災害の早期警戒や防災・減災に効果的なサービスを提供しています。

国家衛星海洋応用センター科学国際協力部の鄒斌部長は、防災・減災のための同様の海洋衛星サービスは至る所にあると語った。宇宙でネットワーク化された複数の海洋衛星は、河南省の洪水、山西省の洪水、雲南省の火災、青海省の地震、タイの洪水、ウルバ島の救助などの緊急事態にタイムリーなデータサポートを提供してきました。

これまで海洋衛星は、生態環境要素や典型的な生態災害の監視においてかけがえのない役割を果たし、海水色や水温などの生態要素の高頻度、長期にわたる地球規模の監視を実現してきました。海洋衛星は、我が国の海域における緑潮、赤潮、油流出などの典型的な海洋生態災害をリアルタイムで監視、発見、追跡し、分布情報を取得し、進化の傾向を把握し、海洋生態災害の早期警戒、予防、制御、処理、評価に重要な技術サポートを初めて提供し、海洋生態環境の質と海洋生態系の分布パターン、現状と進化の分析に正確な基礎情報を提供します。

海洋衛星リモートセンシングアプリケーションサービス

2021年4月27日、山東省青島近海でパナマの貨物船「易海」がリベリアの石油タンカー「シンフォニー」と衝突し、石油タンカーの貨物倉が損傷し、石油が流出した。国家衛星海洋応用センターは直ちに緊急監視プログラムを立ち上げ、高分3号など国内外の衛星からのリモートセンシングデータを使用して追跡監視を行い、油膜分布地域、拡散度、地点座標などのデータ情報と画像を関係部門に迅速に提供し、現場での汚染浄化と事故処理の意思決定の根拠を提供した。

広大な海には危険が満ちており、緊急事態も頻繁に発生します。海上目標監視と生産安全事故の緊急監視は、海洋安全を確保する上で重要な側面です。林明森氏は、我が国の海洋船舶と石油プラットフォームの安全をより確実にし、海洋権益を守り、地球規模の気候変動に対応するため、海洋衛星の企画・設計にあたり、国家としての主要な戦略的支援を提供することを十分考慮したと述べた。

中国共産党第18回全国代表大会以来、GF-3、GF-32、GF-33衛星はコンステレーションを形成し、一連の海洋監視・監視衛星としてネットワーク化されている。これを基に開発された「SAR・AIS統合海上目標監視監視システム」（SARは合成開口レーダー、AISは自動船舶識別システム）は、我が国の海上船舶や石油プラットフォームの安全、海洋権益の保護、地球規模の気候変動への対応に重要な情報とデータのサポートを提供してきました。

海洋権益の維持という点では、海洋衛星から得られる島嶼・岩礁上の人工施設、沖合船舶、沖合石油・ガスプラットフォームの監視データは、海洋権益の維持のための情報サービスや補助的な意思決定支援を提供します。海洋の総合管理において、海洋衛星は、沿岸の変化、沿岸の地質や生態環境、沿岸の人工施設、海域の機能区分などの監視データを取得することで、沿岸域の総合管理や海域利用の管理に重要な客観的根拠を提供します。

海洋衛星によって取得される高解像度の海洋波、海面風場、浅海地形、中規模渦、前線データは、地球規模の海洋動的環境研究をサポートし、沿岸原子力発電所の実証・運用や海外の主要プロジェクトの海洋環境モニタリングを実施します。

海洋衛星は、極地科学探検や極地航路のリモートセンシング監視を実施し、極地衛星リモートセンシング監視システムを構築し、極地航路の安全とセキュリティを維持し、地球規模の気候変動に対応します。海洋契約区域の衛星リモートセンシング監視を積極的に実施し、世界の海面および海底地形の監視を実施し、毎月の環境監視レポートを提供します。これらは、深海および極地の開発に重要なデータと情報のサポートを提供してきました。

さらに、海洋衛星は、夏季禁漁期間中の海上の違法漁船の監視、重要船舶の緊急監視、我が国の国際海底採掘契約区域で操業する船舶の情報監視、沖合の石油・ガスプラットフォームの監視など、多くの日常業務や緊急業務に活用されています。

一帯一路構想への貢献

2018年、中国とフランスが共同開発した海洋衛星が両国の人々の心を掴んだ。この衛星は中仏共同の海洋衛星であり、同年10月29日午前8時43分に酒泉衛星発射センターで打ち上げられた。これは中国とフランスが共同開発した初の衛星であるだけでなく、中国の航空宇宙海洋史上初めて、先進的な航空宇宙国とシステムレベル、全プロセスの協力を行ったものでもある。

劉建強氏は、中国とフランスの科学研究者らは、協力的な発展は人類共通の進歩にとって避けられない流れであると認識していると紹介した。開発過程で、両者は数多くのテストを実施し、多くの困難な問題を解決しました。

中仏共同の海洋衛星は、地球規模での波の方向スペクトルと海面風場の大規模かつ継続的な同期観測を初めて達成した。科学データは双方の地上受信局とデータセンターによって共同で取得、処理、公開、バックアップされます。

中国とフランスの海洋衛星画像

(画像出典: iNature All Media)

2020年2月、中国とフランスは海洋衛星データを世界に公開すると発表した。過去2年間で、フランス、中国、ドイツ、英国、スペイン、米国、ロシア、インド、日本、オーストラリア、南アフリカなど75の国と地域の1,099の科学研究チームが衛星データを科学研究やビジネス応用に使用しました。フランス国立宇宙研究センターの衛星プロジェクトマネージャー、カスティエン氏は「中国とフランスは初めて手を携え、互いに多くのことを学んだ。これは双方に利益のある協力であり、双方が豊かになるだろう」と語った。

中仏海洋衛星プロジェクトの成功は、両国が地球規模の気候変動や災害の予防・軽減に共同で取り組み、「人類運命共同体」と「海洋運命共同体」を構築するという実践的な行動と実践的な探究を示すものである。それ以来、我が国の海洋衛星はさらに国際協力の舞台に上がり、「一帯一路」建設に貢献してきました。国連「海洋の10年」海洋・気候協力センターの申請に参加し、承認されるなど、多くの面で開花し、目覚ましい成果を上げています。アルゼンチン宇宙活動委員会と衛星データ利用協力に関する覚書を締結し、アルゼンチンに対してOcean-2衛星データの提供を継続した。中国・ASEAN海洋科学技術研究開発センター、中国・ASEAN衛星センター、中国・アフリカ衛星センターの建設に参加した。欧州気象衛星機構とのデータ交換、Ocean-2衛星データの現地受信、科学協力等が深化しました。

衛星は地球を見渡し、海は世界を繋いでいます。 2002年から2022年までの20年間の努力により、このシステムは構築されました。 2012年から2022年までの10年間で、9つの星のネットワークが構築されました。経済・社会の発展には海洋衛星が必要であり、海洋状況の変化を監視することは海洋衛星と切り離せないものです。現在、海洋1号E号と海洋塩分濃度測定衛星を開発中です。第14次5カ年計画期間中、4機の運用衛星が計画に含まれており、プロジェクトの承認を待っている。さらに、新世代の極軌道海洋電力衛星、高軌道海洋沿岸監視監視衛星、高軌道マイクロ波リモートセンシング衛星の3つの衛星が重要な技術研究を行っています。

林明森氏は、海は生命のゆりかごであり、風と雨の故郷であると語った。海洋の理解と管理は海洋衛星と切り離せません。我が国の海洋強国戦略が深まるにつれ、海洋衛星は経済社会の発展や海洋強国建設のさまざまな分野でさらに有効活用されるようになるでしょう。

空と海を測り、大切な道具を持ち、広大な青空を操り、強さを目指す。