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// Geostationary Meteorological Satellite · 2014-060A

ひまわり8号
HIMAWARI-8

「白黒に近い気象衛星画像」を、16バンドの高頻度観測へ一気に更新した新世代ひまわりの先行機。 2015年から2022年まで主衛星として台風、豪雨、火山噴火、海と陸の変化を見続け、 現在はひまわり9号を支えるバックアップ機として同じ静止軌道域に待機している。

7.4
主衛星運用期間
16ch
AHI観測バンド
2.5
日本域観測間隔
待機運用中 🇯🇵 日本 / 気象庁 静止気象衛星

01基本情報

MTSAT世代からAHI世代へ移るための1号機。運用系と機体系を分けて見る。

開発・運用国日本 気象庁 Japan Meteorological Agency (JMA)
打上げ日時2014年10月7日 14:16:00 JST 05:16:00 UTC、種子島宇宙センター 大型ロケット発射場
ロケットH-IIAロケット25号機 H-IIA F25 / 202構成、打上げ後約27分57秒で分離確認
開発開始MTSATシリーズ後継としてひまわり8号・9号を開発 プライムコントラクタ: 三菱電機
現在の状態待機運用中 2022年12月13日に主衛星をひまわり9号へ交代
国際標識番号2014-060A SATCAT 40267
質量約3,500 kg(打上げ時) ドライ質量 約1,300 kg
寸法軌道上展開後 全長約8 m
電力約2.6 kW 太陽電池アレイによる発電
バスDS2000 三菱電機の静止衛星バス、衛星本体設計寿命15年以上
姿勢・推進三軸姿勢制御 スラスタとリアクションホイールで地球指向を維持
通信Ka / Ku / UHF Ka帯: 観測データ下り、Ku帯: TT&C、UHF: DCS上り

02ミッション

ひまわり8号は、単なる置き換え衛星ではなかった。東アジアと西太平洋の気象監視を、 空間分解能、時間分解能、色の数、データ公開のすべてで次の段階へ押し上げた。

なぜ新世代ひまわりが必要だったのか

ひまわり6号・7号(MTSAT-1R/2)は、日本の気象衛星運用を途切れさせないために働いた世代だった。 しかし集中豪雨、急速に発達する台風、航空路に影響する火山灰を監視するには、30分ごとの全球画像と5バンド観測では時間も情報量も足りなくなっていた。 ひまわり8号の狙いは、静止軌道から同じ地域を見続ける強みをさらに高め、雲の成長を動画として予報に取り込める水準へ引き上げることだった。 これは研究衛星のような単発の観測ではなく、気象庁の現業運用に直接流し込まれる観測網の更新である。 1枚の画像の美しさよりも、同じ品質の画像が10分ごとに届き続けることが、ひまわり8号の本当の成果だった。

16バンドと10分観測の意味

AHI(Advanced Himawari Imager)は、可視3、近赤外3、赤外10の合計16バンドを備える。 赤色可視バンドは衛星直下点で0.5 km級、赤外バンドでも2 km級の分解能を持ち、全球は10分ごと、日本域は2.5分ごとに観測できる。 これにより、雲頂温度、水蒸気、雲粒の性質、火山灰、黄砂、海面温度を別々の情報として扱いやすくなった。 予報官にとっては「白い雲がある」から「どの高度で、どんな相で、どれだけ速く発達しているか」へ、読み取れる言葉が増えたことになる。 前世代より桁違いに増えたデータ量は負担でもあったが、防災情報の時間解像度を引き上げる代償でもあった。

主衛星としての7年5か月

ひまわり8号は2014年10月に打ち上げられ、2015年7月7日に主衛星として運用を開始した。 そこから2022年12月13日まで、MTSAT-2に代わって東アジア・西太平洋を見続ける中心機となった。 その間には、強い台風だけでなく、2015年の天津爆発、2022年のフンガ・トンガ噴火のような気象以外の大規模現象も記録された。 とくにトンガ噴火では、噴煙と衝撃波が地球規模で広がる様子を静止軌道から連続して捉え、衛星気象データが災害科学の資料にもなることを示した。 2022年末に主衛星の座を9号へ譲った後も、バックアップとして同じ観測体制を支える任務が続いている。

宇宙天気も測るSEDA

ひまわり8号にはAHIだけでなく、Space Environment Data Acquisition Monitor(SEDA)も載っている。 SEDAは静止軌道上で高エネルギー電子と陽子を測り、日本付近の経度で宇宙放射線環境を監視する。 通信衛星や測位衛星、航空機運航に影響する宇宙天気は、地上からだけでは把握しにくい。 ひまわり8号は気象衛星でありながら、静止軌道という定位置を活かし、空の天気と宇宙の天気を同時に見る観測点にもなった。 2017年9月の太陽粒子イベント解析など、SEDAのデータは宇宙環境の実測資料としても使われている。

公開データが広げた利用

ひまわり8号のデータは、日本国内だけでなく、アジア太平洋地域の気象機関や研究者にも利用された。 高頻度のトゥルーカラー画像は、台風の雲だけでなく、海氷、植生、火山灰、煙、日々の大気の流れを一般の人にも見える形にした。 研究面では、雲が多い地域でも短い晴れ間を拾えるため、陸域の季節変化の把握にも使われた。 ひまわり8号は気象衛星画像を「予報官だけの専門データ」から、社会全体が共有できる地球のライブデータへ近づけた。 後継のひまわり9号、そして将来のひまわり10号は、この運用文化を引き継いでいく。

  1. 2009
    ひまわり8号・9号計画が本格化
    MTSAT後継として、16バンドAHIを載せる新世代静止気象衛星を準備。
  2. 2014-10-07
    打上げ
    H-IIA F25により種子島から打上げ。約27分57秒後に正常分離。
  3. 2014-10
    静止軌道へ投入
    東経140.7度付近の静止位置で初期機能確認を進める。
  4. 2015-01-25
    初の全球トゥルーカラー画像
    新しいAHIが地球全体を自然な色合いで撮像。
  5. 2015-07-07
    主衛星として運用開始
    MTSAT-2から観測を引き継ぎ、ひまわり8号時代が始まる。
  6. 2015-08-12
    天津爆発を宇宙から記録
    大規模爆発の閃光・雲を静止軌道から捉え、高頻度観測の広がりを示した。
  7. 2022-01-15
    フンガ・トンガ噴火を連続観測
    噴煙と衝撃波の広がりを可視画像で記録。災害科学にも重要な資料となった。
  8. 2022-12-13
    主衛星をひまわり9号へ交代
    7年以上の主衛星任務を終え、バックアップ機として待機運用へ。
  9. 2026-07
    バックアップ運用継続
    ひまわり9号の近くで待機し、二機体制の安定性を支えている。

03エピソード

アメリカ製の目を積んで、アメリカより先に「次世代」を始めてしまった衛星。

本家より先に飛んだ「次世代の目」

ひまわり8号のイメージャAHIは米ITT Exelis社製で、アメリカの次世代気象衛星GOES-Rが積むABIの兄弟機にあたる。ところが本家GOES-Rの打上げが遅れる間に、ひまわり8号が2015年に先に運用を開始。次世代センサの実力を世界で最初に軌道上で証明したのは、開発国アメリカではなく日本の衛星という捻れが生じた。世界中の気象研究者が「未来の観測データ」を求めてひまわりに殺到し、日本発のデータが一時期、次世代気象観測の事実上の標準サンプルになった。

気象衛星の地球が、初めて「本当の色」になった

それまでの日本の気象衛星画像は白黒か、専門家向けの疑似カラーだった。2015年1月25日にひまわり8号が撮った初のトゥルーカラー全球画像は、宇宙飛行士が見るのと同じ青い地球。見た目の話に留まらず、色が付いたことで黄砂・火山灰・花粉と雲を見分けるという実務がまるごと可能になった。「きれいな画像」と「新しい観測量」が同じものだった、めずらしい例である。

火山の「音」が見えたトンガ噴火

2022年1月15日、フンガ・トンガ火山が観測史上最大級の噴火を起こしたとき、ひまわり8号はその真上に近い位置から10分ごとに撮り続けていた。画像には成層圏を突き抜ける噴煙だけでなく、大気を伝わる衝撃波が同心円状に広がっていく様子まで写っており、爆発の規模をリアルタイムで世界に突きつけた。台風を見るために作られた衛星が、火山学の一級観測データを残した——高頻度で「とにかく撮り続ける」ことの価値が証明された日だった。

気象衛星なのに、宇宙の天気も測っていた

ひまわり8号にはSEDAという小さな相乗り観測器があり、静止軌道上の電子や陽子——つまり「宇宙放射線の天気」を測り続けていた。静止軌道は放射線障害で衛星が壊れる高リスク地帯であり、日本の経度でその環境を連続記録した公開データは、気象とは別の研究コミュニティで論文になっている。1機の衛星が2つの「天気」を同時に見ていた。

新しい方が「控え」に回る交代劇

2022年12月13日の主役交代で奇妙なのは、古い8号が引退したのではなく、待機側に回っただけという点だ。2機を交互に使って劣化と燃料消費を均し、どちらかが倒れても翌日の天気予報を絶対に止めない——この執念じみた二重化は、かつて日本が衛星を失いアメリカのGOES-9に観測を借りた「空白の2年間」の教訓そのものである(詳しくはひまわり9号のエピソードへ)。

04軌道

地球周回衛星型の概念図。ひまわり8号は東経140.7度付近の静止軌道で地球の自転と同期し、 2015年から2022年まで同じ視野から東アジア・西太平洋を観測した。図はスケール・周期を誇張した概念図。

EARTH / WESTERN PACIFIC VIEW GEOSTATIONARY ORBIT - 140.7E JAPAN / ASIA-PACIFIC HIMAWARI-8
静止軌道(概念図) 観測視野・データ回線 地球自転と衛星公転を同期表示

05搭載機器

AHIによる気象観測、SEDAによる宇宙環境観測、DCSによるデータ中継の三本柱。

AHI

可視赤外放射計

16バンドで雲・水蒸気・火山灰・海面温度を観測。ひまわり8号の主センサー。

VIS / NIR

可視・近赤外バンド

0.47〜2.3 μmの6バンド。真カラー画像、植生、雲粒、雪氷判別に効く。

IR

赤外バンド

3.9〜13.3 μmの10バンド。夜間も雲頂温度・水蒸気・火山灰・オゾンを読み分ける。

SEDA-e

宇宙環境データ取得装置(電子)

静止軌道上の高エネルギー電子を測定。宇宙天気監視に実測データを与えた。

SEDA-p

宇宙環境データ取得装置(陽子)

高エネルギー陽子を測定。太陽粒子イベント時の衛星環境把握に使われた。

DCS

データ収集システム

遠隔地のDCPから気象・海象データを中継。地上観測網の届きにくい場所を補う。

Ka-band

観測データ下り回線

18.1〜18.4 GHzで観測データを地上へ送る。大量データ時代を支えた通信路。

Ku-band

テレメトリ・コマンド系

衛星状態監視と指令送信に使う管制回線。静止軌道での安定運用を支える。

06内部設計・バス構成

DS2000バスにAHI、SEDA、DCS、Ka/Ku/UHF通信系を載せた構成。 同型のひまわり9号とペアで、長期の現業観測を途切れさせない設計になっている。

Ka / Ku ANTENNAS AHI DCS TT&C AOCS EPS SEDA PROP AHI: 16-band imager SEDA: electrons / protons Ka downlink / Ku TT&C Solar array / approx. 2.6 kW DCS / UHF uplink
※ 実機の正確な内部配置ではなく、主要機能を示す自作模式図

MTSAT世代からの改良点

  • 観測バンドを5から16へ増やし、雲・水蒸気・火山灰・黄砂を細かく判別
  • 全球観測を約30分間隔から10分間隔へ短縮
  • 日本域を2.5分ごとに高頻度観測
  • SEDAで静止軌道の宇宙放射線環境も取得

バス系サマリ

静止位置東経140.7度
主衛星運用2015年7月7日〜2022年12月13日
衛星本体寿命15年以上
地上系MSC / HOPE / HimawariCast / HimawariCloud

08関連論文

新世代ひまわりの基礎、トゥルーカラー、陸域利用、宇宙環境観測を押さえる代表論文。

  • An Introduction to Himawari-8/9 — Japan's New-Generation Geostationary Meteorological Satellites
    Bessho, K. et al. (2016) Journal of the Meteorological Society of Japan 94(2), 151-183 · doi:10.2151/jmsj.2016-009 — ひまわり8/9の設計・運用・プロダクトをまとめた基礎文献。
  • True color imagery rendering for Himawari-8 with a color reproduction approach based on the CIE XYZ color system
    Murata, H. et al. (2018) Journal of the Meteorological Society of Japan · doi:10.2151/jmsj.2018-049 — AHI画像を人の目に近い色へ変換する手法。
  • Space environment data acquisition monitor onboard Himawari-8 for space environment monitoring on the Japanese meridian of geostationary orbit
    Nagatsuma, T. et al. (2017) Earth, Planets and Space 69, 75 · doi:10.1186/s40623-017-0659-6 — SEDAの装置と宇宙天気観測の位置づけ。
  • Improved Characterisation of Vegetation and Land Surface Seasonal Dynamics in Central Japan with Himawari-8 Hypertemporal Data
    Miura, T. et al. (2019) Scientific Reports 9, 15692 · doi:10.1038/s41598-019-52076-x — 高頻度観測が陸域季節変化の把握に効くことを示す利用例。
  • In Situ Data and Effect Correlation During September 2017 Solar Particle Event
    Jiggens, P. et al. (2019) Space Weather 17, 99-117 · doi:10.1029/2018SW001936 — SEDAを含む宇宙放射線データの活用例。