三菱電機とJAXA、先進レーダ衛星「だいち4号」直接伝送系がギネス世界記録認定

本件は三菱電機がJAXAと共同で申請し、2024年12月19日に認定されたという。

今回、ギネス世界記録TMを達成した3.6Gbpsの直接伝送は、家庭の一般的なインターネット回線の伝送速度（1Gbps以下）と比較し約4倍以上の速さで、衛星から最大2,000km以上離れた地上局に向けてデータ伝送するものだ。

だいち4号は約90分の周期で地球を周回するが、1つの地上局と通信できる時間はわずか10分程度であり、この間に観測データを伝送することが求められる。また、だいち4号は、現在運用中の陸域観測技術衛星2号「だいち2号」（以下、だいち2号）と比較して4倍の観測幅を持つため、非常に多くのデータ量を伝送する必要があるという。

これらの運用要求に対応するため、短時間に大容量のデータを伝送する直接伝送系を開発した。だいち4号の直接伝送系は、広域な観測データを迅速に地上局へ伝送することで、地殻・地盤変動等の迅速な把握を可能とし、防災・減災に寄与するとしている。

観測幅が4倍に、2偏波観測でより分かりやすい観測画像に

「だいち4号」は太陽同期準回帰軌道という軌道で常に地球の周りを回っている。

観測されたデータは地上に送られなければ、利用することができないが、地上との通信は地上局と呼ばれるアンテナが設置されている場所の上空付近を飛んでいるわずか10分程度しか通信をすることができない。

そこで、「だいち4号」は観測したデータを一旦、衛星内にある半導体メモリに記録し、地上局に送信できるタイミングで送っている。しかし、データ伝送速度が遅ければ10分間で沢山のデータを送ることはできない。

「だいち2号」では0.8Gbpsという通信速度で、10分間で60GBのデータを送信できていたが、そのままの速度では観測幅が増えても観測できる距離が減るという。

そのため、「だいち4号」では通信速度を「だいち2号」の4.5倍である3.6Gbpsという高速での通信ができるよう設計され、10分間で270GBのデータ伝送が可能になった。

さらに「だいち2号」では3m分解能で観測できる観測幅は50kmだったものが、「だいち4号」では3m分解能で観測できる観測幅は4倍の200kmとなり、さらに、HH偏波（水平偏波送信・水平偏波受信）およびHV偏波（水平偏波送信・垂直偏波受信）と呼ばれる2種類の観測方法による2偏波観測を行うことが常時可能となった。

2偏波観測で得られたデータは合成することで、疑似的なカラー画像を作りだすことが可能となり、より地表の状況の判別が簡単になり、災害状況の把握や森林伐採の監視などに貢献することが期待されている。

期待される高速データ通信

「だいち4号」は筑波宇宙センター（茨城）、地球観測センター（埼玉）とスウェーデン宇宙公社（SSC）エスレンジ局（スウェーデン）、イヌビック局（カナダ）の地上局が使われている。

筑波宇宙センターと地球観測センターでは、1日に3~4回、2つの地上局で同じデータを受け取っている。エスレンジ局とイヌビック局では緯度が高いため、「だいち4号」が地球を1周する100分に1回通信することができている。

観測データは順次地上局へ送られているが、それでも、観測するデータが膨大な量であるため、観測する地域によって分解能を10mにするなど、データ容量を抑えて対応している。

今後もデータ伝送の更なる高速化が期待されており、研究開発部門での高速データ伝送の為の研究開発が進められているという。

関係者のコメント

第一宇宙技術部門先進レーダ衛星プロジェクトチーム　プロジェクトマネージャ　勘角 幸弘氏

研究開発部門第一研究ユニット　ユニット長　谷島 正信氏

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