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参議院選挙が始まりました。経済と安全保障が大きな争点です。ロシアのウクライナ侵攻、中国の海洋進出加速、北朝鮮の断続的ミサイル発射等、国際情勢は険しさを増しています。経済はインフレ対策とともに、日本の産業や技術革新も課題です。今や安全保障に関わらない産業や技術革新はないと言っても過言ではないでしょう。デュアルユースの是非を論じていること自体、日本社会のガラパゴス化と建前論の弊害を感じさせます。宇宙開発はその筆頭分野です。

1.SAR衛星

5月中旬以降、ウクライナ軍劣勢を伝える報道が多くなっていましたが、ここに来てロシア軍予備役投入のニュースも飛び込んできました。

実際の戦況はよくわかりませんが、ようやくドイツ政府から自走式榴弾砲が提供されることが決まった等々、再びウクライナ軍挽回の雰囲気が伝わってきま
す。

ロシア軍侵攻以来、ウクライナ軍の善戦には米国等からの衛星情報の提供が寄与していると言われています。今日はその話を整理してみたいと思います。

私たちが日常的にお世話になっている衛星は基本的に3つに分類されます。第1は測位衛星、第2はリモートセンシング衛星、第3は通信放送衛星です。

測位衛星がスマホやカーナビに利用されていることは実感できますが、その他にも様々なアプリケーションに利用されています。

現在、測位衛星を独自に有しているのは、米国(GPS)、ロシア(グロナス)、EU(ガリレオ)、中国(北斗)、インド(NavIC)、フランス(DORIS)、日本(準天頂)です。

因みに、GPSは米国の測位衛星システム「Global Positioning System」の頭文字であり、固有名詞です。一般名詞はGNSS(Global Navigation SatelliteSystems)、全地球航行衛星システムです。

リモートセンシング衛星は気象、写真、レーダー、通信放送衛星は読んで字の如く衛星電話、衛星放送に利用されています。

このうち、リモートセンシング衛星がウクライナ軍のロシア軍に対する抵抗、反撃に関して、重要な役割を果たしています。

リモートセンシング衛星は宇宙空間から地表や海表面を撮影、撮像し、地球表層の状況を観測することが目的のため、「地球観測衛星」とも呼ばれます。

その地球観測衛星のパラダイムが2010年代以降に大きく変わりました。その激変には2つの流れがあります。

第1は、多数の地球観測衛星を同時に運用して高頻度で地表を観測する「地球観測衛星コンステレーション」の構築が始まったことです。

第2は、それまで主流だった光学衛星に加え、SAR衛星が登場したことです。SAR衛星について説明する前に、地球観測衛星のセンサーについて付言します。

地表撮像に用いるセンサーを大別すると、太陽光反射等を活用する「受動的センサー」と、衛星自ら電磁波を放射してその反射を観測する「能動的センサー」に分かれます。

受動的センサーは、要するに写真と言っていいでしょう。地表面が反射する可視光や赤外光を観測して画像を得る光学センサーです。地表面が放射する熱赤外線やマイクロ波を観測する場合もあります。

能動的センサーの代表例はレーダーです。レーダーは使用する電波の波長によって見える対象が変わります。

レーザー光を放射するLIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)もあります。SARもレーダーの一種です。発した電磁波で地表を照射し、その反射波から画像を作成します。

「SAR」とは「Synthetic Aperture Radar」の頭文字であり、日本語では「合成開口レーダー」と訳されています。

電磁波(マイクロ波)を地表に向けて照射し、反射してきた電磁波を受信・解析することで地表の状態を画像化します。

カメラや光学センサーで撮影するわけではないので、地表に太陽の光が当たっていない夜間や悪天候下でも画像化できます。要するに24時間観測可能です。

観測対象の材質が識別可能であり、太陽光の影響を受けずに定点観測可能なことから、対象物の細かな変化も捉えることができます。

つまり、SAR衛星は悪天候で雲がかかっていても、深夜で日が差さない場所でも地表を観測できます。

SAR衛星は使用する電磁波の種類、電波の波長によって様々な対象を観測できます。例えば、地下水や地下鉱物の分布なども捉えることが可能です。

反射してきた電磁波には、独特のノイズが含まれます。そのため、電磁波データの解析技術力が精度の鍵を握り、AI(人工知能)活用等の高い専門性が必要とされます。

以上のとおり、可視光から電磁波に観測手段が拡張され、衛星コンステレーションとSAR衛星が地球観測衛星のパラダイムを変えました。なお、コンステレーション(Constellation)とは「星座」という意味です。


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