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// 陸・大気・海・放射を同時に測る最初のEOS旗艦 · 1999-068A

Terra
Terra

TerraはNASA Earth Observing System最初の旗艦として、地表、植生、雲、エアロゾル、一酸化炭素、放射収支を五装置で同時観測した。2026年も縮退しながら科学データを取得している。

705
軌道高度 km
4864
打上げ質量 kg
2330
MODIS観測幅 km
運用中🌐 NASA / METI / CSA地球観測

01基本情報

運用史と機体仕様を、ミッションの読み解きに必要な単位で整理する。

打上げ日1999-12-18UTC基準の日付
COSPAR ID1999-068A国際標識番号
打上げ機Atlas IIASミッション投入に使用
射場Vandenberg SLC-3E打上げ地点
打上げ質量4864 kg公式公表値または代表値
軌道高度約705 kmの太陽同期軌道(現在はdrift)当初午前10:30下降、2020年に傾斜維持終了
公転・周回周期約99分1日約14.5周
軌道傾斜角98.2°極域を含む全球観測
設計寿命6年26年以上運用中
運用状態運用中2026年8月時点Active、複数装置を電力制約下で継続
主目的陸・海・大気・生物・放射の相互作用を同時全球観測一次資料に基づく要約
データ・通信X帯データ、S帯TT&C、EOSDIS長期アーカイブ標準プロダクトと迅速画像を世界公開

02ミッション

Terraは一つの環境問題を追うのではなく、火災がエアロゾルとCOを放ち、雲と放射を変え、地表へ戻る連鎖を同じ通過で見ることを目指した。

目的を測定へ

この段階の核心は、陸・海・大気・生物・放射の相互作用を同時全球観測を「一度だけ成功させる実験」ではなく、検証可能な観測・運用手順へ変換したことにある。MODISは36帯域で地表、海色、雲、エアロゾル、雪氷、火災の世界標準データを作った。ここで重要なのは結果だけではない。姿勢、時刻、軌道、校正、通信状態を同時に記録し、地上側が別の観測や計算と突き合わせられる形にしたため、後続計画は成功条件と失敗条件の双方を具体的に学べた。

初期運用

Terraが切り開いたのは、単純な性能競争ではなく、測定系全体の信頼性を設計する考え方だった。MISRの9方向カメラは同じ地点を異なる角度から見て、エアロゾル特性、雲・煙の高さ、表面構造を推定した。得られたデータは装置固有の癖や軌道による偏りを含むため、運用班と解析班は較正履歴を残し、観測できなかった領域まで明示した。その慎重さが、短い運用期間の成果も長期記録へ接続できる理由になった。

転機への対応

転機は、計画書どおりに進まない状況で優先順位を組み替えた点にある。ASTERは日本提供の14帯域高分解能撮像と立体視で火山、鉱物、地表温度、標高を測った。限られた電力、推進剤、通信時間、熱余裕のどれを守るかは科学価値と機体寿命の交換条件だった。チームは安全側に倒すだけでなく、どの測定を残せば目的の中核を保てるかを判断し、運用変更そのものを次世代の設計資料にした。

成果の確定

陸・海・大気・生物・放射の相互作用を同時全球観測という目標は、単独のセンサーだけでは成立しない。MOPITTは宇宙から対流圏一酸化炭素を長期観測し、汚染源と大陸間輸送を追ったが2025年4月に停止した。軌道決定、姿勢推定、時刻同期、地上局、処理ソフト、公開アーカイブが一つの測定器として働いて初めて、数値に物理的な意味が生まれる。Terraは、この連鎖のどこか一つが弱ければ全体の精度が失われることを、成果とトラブルの両方で示した。

記録の継承

科学的な価値は、最初の発見だけで決まらなかった。燃料節約のため2020年に軌道傾斜角維持を終え、赤道通過地方時が徐々に変化している。同じ条件で繰り返した観測、別装置との比較、後年の再処理によって、当初は背景雑音に見えた信号にも新しい意味が与えられた。一次データと校正情報を保存した判断は、計画終了後も研究を更新できる「時間を越える観測装置」を残した。

次世代への遺産

Terraの遺産は、成功を神話化することではなく、制約を公開可能な知識へ変えた点にある。2025~2026年の電力制約でCERES Aft、MOPITT、ASTER熱赤外を順次停止し、残存装置を優先した。達成できた項目、断念した項目、故障後に残った能力を分けて記録することで、後継機は単なる大型化を避け、必要な冗長性、観測帯域、軌道、運用自動化を選び直せた。現在の標準的な手法の多くは、この具体的な試行錯誤の上にある。

  1. 1988
    EOSを再構成
    地球システム科学の旗艦プラットフォームを具体化。
  2. 1999-12-18
    打上げ
    Atlas IIASで午前太陽同期軌道へ。
  3. 2000-02
    最終軌道到達
    一連の上昇噴射後、約705 kmへ。
  4. 2000
    五装置データ公開
    全球地球システム観測を開始。
  5. 2020
    傾斜維持終了
    推進剤を保存し自然な地方時driftへ。
  6. 2025-01
    CERES Aft停止
    電力余裕を守るため一台を停止。
  7. 2025-04
    MOPITT停止
    25年超のCO観測を終了。
  8. 2026-01
    ASTER TIR停止
    熱赤外系を非可逆停止、VNIRは再開。
  9. 2026
    縮退運用継続
    MODIS、MISR、CERES-Foreなどが科学観測中。

03エピソード

数字だけでは見えない判断、危機、発見の瞬間を一次資料と結び直す。

43枚まで減った記録器を、12時間かけて全数復帰させる

2021年6月28・29日、Terraの固体記録器で二枚のprinted wire assemblyが停止し、MISRとMODISのデータが失われた。過去の停止分も重なって稼働基板は43枚まで減り、極域観測の削減か通信回数増加かを迫られた。運用班は2001年に一枚を回復した再起動を選び、9月22日に約12時間、基板を一枚ずつ起動した。再起動対象を順に戻し、58枚が運用状態となって五装置の完全な科学取得を再開。老朽化を均等な縮退で受け入れず、一度データを止める判断で打上げ時相当の記録容量を取り戻した。

残り燃料を時刻維持ではなく、隊列からの安全な退出へ残す

Terraは比較可能な照明を保つため年平均4回の軌道傾斜調整を続けたが、燃料を使い切れば高度705 kmのEarth Science Constellationから安全に離れられない。NASAは2020年2月に地方時維持を止め、衝突回避と退出分を温存した。赤道通過が10時15分へ早まった後、運用班は2022年10月12日と19日に二回の逆行噴射を実施し、高度694 kmへ低下させた。MODISは21日に扉を開き、22日に通常運用、23日から処理を再開。観測時刻の一貫性を少し譲る判断が、隊列の安全と残存科学を両立させた。

04軌道

午前10時30分下降軌道を20年以上維持した後、燃料と電力を科学寿命へ振り向けるdrift運用へ移った。

Terra / 軌道・航路概念図 地球 距離・天体サイズは経路理解のため模式化
  1. 01軌道上昇打上げ後11週間の点検と複数噴射で最終軌道へ。
  2. 02定時観測午前10:30下降で照明をそろえ五装置を同期運用。
  3. 03傾斜維持終了2020年以降は地方時が早い側へdrift。
  4. 04縮退延命装置停止で電力余裕を作り、2026年も残存観測を継続。
主航路・運用軌道探査機マーカー概念図。正確な軌道要素は基本情報と出典を参照。

05搭載機器

観測目的を、実際に信号へ変えた機器群。

ASTER

Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer

高分解能14帯域と立体視、2026年から熱赤外停止。

CERES

Clouds and the Earth's Radiant Energy System

地球放射収支を測定、Foreが継続。

MISR

Multi-angle Imaging SpectroRadiometer

9方向撮像でエアロゾル・雲・地表を立体解析。

MODIS

Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer

36帯域で地球表層を全球反復観測。

MOPITT

Measurements of Pollution in the Troposphere

対流圏COを測定、2025年停止。

06機体設計と五つの地球観測装置

Terraは6.8 m級の大型機体に、ASTER、CERES、MISR、MODIS、MOPITTを同じ地球指向面へ配置した。大型単翼太陽電池と観測器デッキを分け、同じ通過で地表・大気・雲・放射を同時に測る。

Terraの大型単翼太陽電池、機体バス、五つの観測装置の配置右へ大型太陽電池翼を展開し、銀色断熱材に覆われた機体の地球指向デッキへ二台のCERES、MOPITT、九眼MISR、三系統ASTER、MODISを並べた模式図。 TERRA / EOS AM-1 · FIVE-INSTRUMENT EARTH OBSERVATORY TDRSS高利得アンテナ CERES × 2MOPITTMISR · 9眼ASTER · 3系統MODIS 銀色MLIと側面ラジエータSun-tracking大型単翼 EARTH / NADIR ↓

五装置を同じ通過へ揃える

ASTER、CERES、MISR、MODIS、MOPITTを同じ地球指向面に載せ、同じ大気・地表を異なる波長と視角で観測した。機体は五つの単独衛星ではなく、一つのEarth system observatoryである。

固定九眼で角度を変える

MISRは直下1台と前後4方向ずつ、計9台の固定カメラを並べた。鏡を首振りせず、飛行に伴って同じ地点を九つの角度から順に見る。

大型単翼が観測面を空ける

太陽追尾する大型単翼を機体側面から離し、地球指向デッキには広い観測視野を確保した。Terra本体は長さ6.8 m、幅3.5 m、打上げ時質量5,190 kgだった。

08関連文献

設計と成果を検証できる論文・公式技術資料。

  • Terra ミッション概要
    NASA / METI / CSA公式 · 一次資料
  • Terra 宇宙機カタログ
    NASA NSSDC Master Catalog · 一次資料
  • Terra 技術・運用資料
    NASA Terra Instruments · 一次資料