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中国の宇宙開発事情(その5)地球観測

辻野 照久(科学技術振興機構研究開発戦略センター 特任フェロー)  2013年 1月17日

 科学技術振興機構(JST)が2009年にとりまとめた「中国の宇宙開発の現状」[1]では、2009年9月までの地球観測衛星の概況や中国と欧州の協力による第2期龍計画(ドラゴン・プログラム)などを紹介した。その後2012年12月までの間に中国は資源探査衛星「資源(ZY)」、気象観測衛星「風雲(FY)」、海洋観測衛星「海洋(HY)」、環境観測衛星「環境(HJ)」、リモートセンシング衛星「遥感(YG)」などの各ミッションで計20機の衛星を次々に打ち上げた。そのほか、2010年から測量衛星「天絵(TH)」という新たなミッションを開始し、さらに2012年には欧州と共同の第3期龍計画を開始するなど、地球観測に関連する技術開発や応用研究を着々と充実させている。

 地球観測活動で重要なことは、衛星によって得られた観測データを、誰が、どのような目的で利用するかである。中国の地球観測関連の活動状況はこれまであまり知られていなかったが、最近は公開情報から多くの手掛かりが得られるようになったと感じる。

2009年10月以降の中国の地球観測衛星の打上げ状況

①資源探査衛星(ZiYuan=ZY)

 2011年12月22日に「資源1C(ZY-1C)」[2]、2012年1月5日に「資源3A(ZY-3A)」[3]の2機が打ち上げられた。これで資源衛星シリーズの打上げ数は「ZY-2」シリーズ3機[4]とブラジルと共同の「CBERS」3機[5]を合わせて8機となった。今後「ZY-3B」及び「CBERS-3」など計4機を打ち上げる計画がある。

②海洋観測衛星(HaiYang=HY)

 2011年8月15日に海洋観測衛星としては3機目となる「海洋2A(HY-2A)」[6]が打ち上げられた。海洋観測衛星は海面の色や温度を観測し、海洋汚染の監視などを行う。今後、防災・環境保護・海域管理を目的とする合成開口レーダ搭載の「海洋3」衛星の打上げが予定されている。なお、中国国家海洋局(SOA)傘下の国家衛星海洋応用センター(NSOAS)[7]は、2020年までに8機の海洋観測衛星(海色観測衛星4機、海流監視衛星2機、レーダ衛星2機)を打ち上げると発表した。

③環境観測衛星(HuanJing=HJ)

 2012年11月18日に環境観測衛星としては3機目となる「環境1C(HJ-1C)」[8]が打ち上げられた。環境観測衛星シリーズは4機の光学観測衛星と4機のレーダ観測衛星で構成される衛星群である。環境監視や減災目的に利用される。レーダ衛星搭載の合成開口レーダの周波数はSバンドである。今後5機の衛星(光学衛星2機、レーダ衛星3機)を打ち上げる予定である。

④測量(測絵)衛星(TianHui=TH)

 「天絵(TH)」[9]は国家測絵局の測量業務を支援する衛星である。「測絵(そっかい)」とは「測量し図にする」という意味で、「地図の作成」という意味もある。2010年8月24日に初の測量衛星となる「天絵-1(TH-1)」が打ち上げられ、さらに2012年5月6日に2号機となる「TH-1B」が打ち上げられた。

⑤気象観測衛星(FengYung=FY)

 気象観測衛星は、北極と南極付近を通って周回する極軌道気象衛星と、赤道上にある静止気象衛星に大別される。両方を保有している国・機関は、米国・ロシア・欧州気象衛星機構(EUMETSAT)と中国だけである。中国は2009年10月以降に気象衛星を2機打ち上げた。1つは極軌道の「風雲3B(FY-3B)」[10]で、2010年11月4日に打ち上げられた。続いて2012年1月13日に静止軌道の「風雲2F(FY-2F)」[11]が打ち上げられた。

 これで中国の気象衛星累積打上げ数は計12機となった。このうち現在運用されているのは、極軌道衛星2~3機と静止衛星2~3機の計4~6機である。気象衛星の運用は国家気象局(CMA)の国家衛星気象センターが行っている。CMAは、今後10年間で計13機の気象衛星を打ち上げると発表している。

⑥遥感衛星(YaoGan=YG)

 「遥感」とは英語の「リモートセンシング」の訳である。「遥感(YG)」衛星のシリーズは2009年9月末までにYG-6まで6機が打ち上げられ、2009年10-12月に2機、2010年に5機、2011年に2機、2012年に5機の計14機が打ち上げられた。「遥感」衛星は、光学衛星とレーダ衛星に区分される。運用主体は人民解放軍とみられるが、ミッションは偵察などの軍事目的だけに限らず、民生目的として農作物調査、環境監視、防災、都市計画等多岐に亘るとされている。

 以上の6ミッションの衛星運用の概況を図表5-1に示す。なお、過去に運用されていた回収式衛星(FSW)は除外した。

図表5-1 中国の地球観測衛星ミッションの概況(2012年末現在)
*運用中の衛星数は推定値(バックアップの必要性、設計寿命、不具合などを勘案)
出典:各種資料を基に辻野作成

ミッション
(衛星名)

衛星シリーズ(細分)

累積打
上げ数

運用中の衛星数*

最初の打上げ年

観測機器

軌道

資源探査(CBERS)

ZY-1C(ZY=資源)

1

1

2011

光学

LEO

ZY-2、2A、2B

3

0

2000

光学

LEO

ZY-3

1

1

2012

光学

LEO

CBERS-1、2A、2B

3

3

1999

光学

LEO

海洋観測

HY-1、1B(HY=海洋)

2

2

2002

光学

SSO

HY-2

1

1

2011

レーダ

SSO

環境観測

HJ-1A、1B(HJ=環境)

2

2

2008

光学

SSO

HJ-1C

1

1

2012

レーダ

SSO

測量

TH-1、1B(TH=天絵)

2

2

2010

光学

SSO

気象観測

極軌道

FY-1A~1D
(FY=風雲)

4

0-1

1988

近赤外

SSO

FY-3A~3B

2

2

1988

近赤外

SSO

静止軌道

FY-2A~2F

6

2-3

1997

近赤外

GEO

リモートセンシング

YG-1、3、10(JB-5)
(YG=遥感、JB=尖兵)

3

2

2006

レーダ

SSO

YG-2、4、7、11(JB-6)

4

2

2007

光学

LEO

YG-6、13(JB-7)

2

2

2009

レーダ

SSO

YG-5、12、14(JB-8)

3

3

2008

光学

SSO

YG-8、15

2

2

2009

光学

SSO

YG-9 A-C、16 A-C

6

6

2010

3機1組、光学

LEO

 

48

34-36

 

 

 

地球観測研究を実施する組織

 地球観測データを解析してそれぞれの研究目的に応じた成果を得る活動は、科学技術部・中国科学院・各部(省)の研究機関や大学などで多様なテーマについて行われている。図表5-2に示す第3期龍計画の各プロジェクトを実施している組織が多い。衛星の開発や観測データの加工などは企業活動として行われている。

(1)国家リモートセンシングセンター(NRSCC)[12]

 国家リモートセンシングセンターは、科学技術部に属する地球観測関連の研究機関である。各部(省)や地方政府など46の機関と連携している。また各国政府間の地球観測組織である地球観測グループGroup on Earth Observations(GEO)[13]の中国事務局があり、ユネスコ傘下の地球観測衛星委員会(CEOS)[14]のメンバー機関でもある。衛星による観測データを取得する地上局の運用は、中国科学院のリモートセンシング・デジタルアース(遥感・数字地球)研究院(RADI)(2012年11月に旧遥感応用研究所と旧対地観測・数字地球科学中心を統合して発足)[15]や国家衛星気象センター(NSMC)[16]などと連携して行っている。

(2)中国科学院(CAS)[17]

 中国科学院国務院の直属事業単位の一つであり、傘下に直属事業単位として多数の研究所を擁している。地球観測関係では、北京地区に空間科学・応用研究センター(CSSAR)[18]、遥感・数字地球研究院(RADI)、青蔵高原研究所、光電研究院、大気物理研究所などがあり、北京以外では煙台海岸帯研究所(山東省)、南京地理・湖泊研究所(江蘇省)、寒区旱区環境・工程研究所(甘粛省蘭州)、南海海洋研究所(広東省広州)などがある。このうち遥感・数字地球研究院は北京郊外の密雲、海南島の三亜、新疆のカシュガルに衛星リモートセンシング・グラウンドステーション(遥感衛星地面站)を設置し、中国の衛星だけでなく外国の衛星も含めて各国の地球観測衛星からの画像データを取得している。現在受信している衛星は、中国の「CBERS」、米国の「Landsat」、仏の「SPOT」、インドの「Resourcesat(IRS-P6)」、カナダの「RADARSAT-2」などがある。11月に打ち上げられたレーダ衛星「環境1-C」の初画像を12月に取得した。

 国家空間科学センターの空間科学・応用研究センター(CSSAR)は地球観測衛星に搭載される観測機器(センサ)の研究開発を行っている。

(3)国家衛星気象センター(NSMC)

 国務院の直属事業単位の一つである中国気象局(CMA)に属する研究機関である。気象観測データを利用した解析・研究を行っており、天気予報だけではなく海洋・農業・林業・水利・航空・航海・環境保護・軍事など応用範囲は広い。太陽活動の地上への影響など宇宙天気予報も行っている。気象衛星のデータ受信のためのアンテナの運用も行っているが、気象衛星自体の追跡管制業務は、人民解放軍総装備部の西安衛星測控センターが青島や長春など全国数か所の地上追跡局を介して実施していると見られる。

国家衛星気象センターのロゴマーク

(4)中国地震局地質研究所[19]

 国務院の直属事業単位の一つである中国地震局(CEA)に属する研究機関である。

(5)国家衛星海洋応用センター(NSOAS)

 国土資源部に属する国家局である国家海洋局(SOA)傘下の研究所である。SOAには、この他に第一海洋研究所から第三海洋研究所まである。

(6)中国林業科学研究院(CAF)[20]

 国務院直属機構の一つである国家林業局に属する研究機関である。 

(7)中国測絵科学研究院(CASM)[21]

 国家測絵地理信息局に属する研究所である。

(8)大学

 欧州と共同の龍計画に参加している大学としては、北京大学北京師範大学清華大学南京大学南京師範大学武漢大学華東師範大学中国海洋大学、上海海洋大学などがある。いずれも教育部に属する大学である。

(9)企業

 以上のような地球観測データに基づく各分野での研究を共通的に支援する役割は企業が担っている。

 中国航天科技集団公司(CASC)[22]傘下の中国空間技術研究院(CAST)と上海航天技術研究院(SAST)は、地球観測衛星の開発を行っている。CASTは300kg程度の小型衛星用のバスを開発し、さまざまな研究機関の研究テーマに対応する観測センサを搭載して各種の地球観測衛星を開発してきた。

 観測データを加工してユーザに情報製品として提供する役割を官の時代から担ってきた中国資源衛星応用センター(CRESDA)[23]は、CASC傘下の専門企業となり、従業員の約半分を博士と修士が占める頭脳集団となっている。CRESDAは、「陸地観測衛星」(CBERS、資源衛星「ZY」及び環境衛星「HJ」の総称)の観測データを用いて、農業、林業、測量、土地利用、生態系、資源、自然災害など各専門分野の研究者のために解析や地図化・ソリューションの提案などを行っている。

欧州と共同で実施する第3期龍計画

 欧州は地球観測分野で世界最高水準の研究や利用を行っており、欧州以外の国は欧州と共同で研究することで、自国の地球観測のレベルアップを図ることができると考えられる。

 中国の科学技術部(MOST)は欧州宇宙機関(ESA)との協力により、世界各国の地球観測データを利用した解析や応用研究を行うための龍計画(ドラゴン・プログラム)を実施してきた。

 2008年から開始された第2期龍計画は2012年に25のプロジェクトが完了し、同年から第3期龍計画として50ものプロジェクトが一斉に開始された[24]。50のプロジェクトはすべて中国の研究機関と欧州の研究機関が対をなして共同研究を行うもので、研究テーマは概ね「複数システムよりなる全球地球観測システム(GEOSS=Global Earth Observation System of Systems)10年実施計画(2005-2015年)」[25]の9つの公共的利益分野(災害、健康、エネルギー、気候、水、気象、生態系、農業、生物多様性)のいずれかに対応しているものが多い。

 ただし、解析手法や較正方法など直接観測データを応用するものではないテーマもある。龍計画の第2期までに、中国の大気汚染の監視、森林火災の早期発見、水資源管理、生態系観測などで一定の成果が得られており、第3期でさらに砂漠化・感染症・地盤沈下・測地など研究対象が拡大された。中国の第12次5カ年計画の最後の年がGEOSS10年実施計画の最終年と同じであることから、3年後の成果が注目される。

 図表5-2に、50プロジェクトのテーマとその研究を主導的に実施する中国と欧州の研究所・大学等の研究機関の一覧を示す。主研究者(PI)が2名いる場合は代表者の所属する組織を示しており、もう一人の共同PIが所属する組織は省略した。

図表5-2 第3期龍計画のテーマと中欧の研究実施機関
*1:IDは龍計画の各プロジェクト(研究テーマ)の識別番号。
*2:利用衛星はESA資料の各プロジェクト概要に衛星名が明記されているものの中から抜粋。運用終了した衛星(過去のデータは利用可能)や今後打ち上げられる予定の衛星も含まれている。
出典:ESAの資料を基に辻野作成

ID*1

分野

テーマ

中国側研究機関

欧州側研究機関

利用衛星*2

10367

国土と環境

砂漠化の観測と評価

中国林業科学研究院

Estacion Experimental de Zonas Aridas
(スペイン)

 

10510

北京の都市水害監視と評価

北京師範大学

Univ. of Athens

 

10515

中国の伝染病監視と警報

中国科学院光電研究院

Univ. of Ulster(英)

 

10650

合成開口レーダによる地盤沈下監視

中国測絵科学研究院

DLR(独)

TerraSAR-X(独)

10666

森林

中国林業科学研究院

Friedrich-Schiller Univ. Jena(独)

Sentinel-1、-2(ESA)

10695

都市化が気候に及ぼす影響

清華大学

KTH Royal Institute of Technology
(スウェーデン)

 

10448

再生可能資源

農地の渇水監視と予測

国家農業信息化工程技術研究中心

National Research Council of Italy

 

10549

SARによる中国と東南アジアの熱帯森林変化監視

中国林業科学研究院資源信息研究所

Remote Sensing Application Consultants(英)

Sentinel-1

10605

作物生産量の見積り

中国科学院遥感・数字地球研究院

Flemish Institute for Technological Research(ベルギー)

 

10640

穀物監視

中国気象局国家衛星気象中心

Univ. catholique de Louvain(ベルギー)

ENVISAT(ESA)、FY-3

10667

広域森林資源調査

中国測絵科学研究院

Finnish Geodetic Institute

Sentinel-1

10668

土地利用変化の観測と水質の特徴

中国科学院遥感・数字地球研究院

Cranfield Univ.(英)

FORMOSAT-2(台湾)

10412

海洋学

海洋の再生可能エネルギー

国家海洋局第二海洋研究所

IFREMER(仏)

 

10466

海面高度・海流・波・渦及び青蔵高原の氷河と湖

国家海洋局第一海洋研究所

isardSAT(スペイン)

 

10580

海洋環境安全と中欧の海の保護

中国海洋大学

DLR

 

10689

油拡散監視

上海海洋大学

Univ. Pathenope(伊)

HJ-1A/1B

10532

較正

LIDARによる大気力学

中国海洋大学

DLR

 

10611

SMOSの較正及び土壌湿気

中国科学院寒区旱区環境・工程研究所

Center for the Study of the Biosphere from Space(仏)

ENVISAT ASAR

10470

沿岸

中国沿岸と近海の観測

国家海洋局第一海洋研究所

Freie Univ. Berlin

HY-1B

10555

河口の泥堆積が人類の活動と気候変化に及ぼす影響

華東師範大学

Laboratoire d'Oceanographie de Villefranche(仏)

 

10558

陸海の水交換の生態系への影響

中国科学院煙台海岸帯研究所

ISMAR Institute of Marine Sciences(伊)

 

10593

河口付近の水力学と生物光学

華東師範大学

Nansen Environmental and Remote Sensing Center(ノルウェー)

Sentinel-1、-3

10644

DInSARによる上海臨港の変動研究

華東師範大学

IREA(伊)

ERS1/2(ESA)

10705

油汚染・陸源汚染・大型藻類・珊瑚礁退化の研究

中国科学院南海海洋研究所

Univ. Hamburg

 

10302

ヒマラヤの氷河の動態変化

南京師範大学

TU Dresden

 

10501

渤海の海氷観測

国家海洋局第一海洋研究所

Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research(独)

 

10612

氷河の変化と影響

南京大学

LMU Munich

 

10674

青蔵高原の氷河と凍土の動態

香港中文大学太空・地球信息科学研究所

DLR

 

10649

水文

河盆の水循環

中国科学院寒区旱区環境・工程研究所

Julich Research Centre(独)

 

10664

揚子江の水量と水質評価

中国水利水電科学研究院

Politecnico di Milano

 

10680

水文研究のデータ生成

中国科学院遥感・数字地球研究院

Delft Univ. of Technology(蘭)

 

10697

洞庭湖の氾濫・湿地・土地利用の評価分析

北京師範大学

DLR

HJ-1

10350

災害

森林火災と熱輻射

中国林業科学研究院

Univ. of Valladolid
(スペイン)

MetOp-1(Eumetsat)

10557

湿地の水質と生物多様性の変化及び公共衛生の監視

中国水利水電科学研究院

SERTIT Univ. de Strasbourg

HY-2、Sentinel-3、SPOT(仏)

10606

地滑りの識別と運動監視及びリスク評価

中国科学院遥感・数字地球研究院

Dep. of Geography &Regional Research Univ. Wien

 

10607

InSARによる地殻と建造物の変形観測

中国地震局地質研究所

Delft Univ. of Technology

 

10665

地表変化の事例-三峡地区・チベット・南方都市等

北京大学

Technische Univ. Braunschweig(独)

 

10671

地震異常検出

中国地震局地質研究所

Univ. of Ulster

 

10455

大気

東アジアのモンスーンが中国の大気の質に及ぼす影響

南京大学気候・全球変化研究院

DLR

ENVISAT

10529

大気圏のダイナミクスと都市

中国科学院遥感・数字地球研究院

Univ. of Athens

ENVISAT

10561

海陸の生態系における炭素固定・解放の観測

中国科学院南京地理・湖泊研究所

Univ. di Siena(伊)

HY-1B

10577

上部対流圏と下部成層圏の化学成分と動力過程

国家気象局国家衛星気象中心

Finnish Meteorological Institute

FY-3B

10643

宇宙からのCO2観測

中国科学院大気物理研究所

Univ. of Leicester(英)

 

10663

中国の空気の質の観測と予測

中国科学院大気物理研究所

Royal Netherlands Meteorological Institute

ENVISAT

10569

測量

地形測量

中国測絵科学研究院

Politecnico di Milano

CBERS、FY-2C

10603

気候

第三極環境の水分とエネルギー循環の観測と予測

中国科学院青蔵高原研究所

Univ. of Twente(蘭)

 

10519

測地学

GOCE等の観測データによるジオイドの精密化

中国測絵科学研究院

Finnish Geodetic Institute

GOCE(ESA)

10677

気候変動観測のための測量衛星ミッション

武漢大学

Univ. of Stuttgart

SWARM(ESA)、HY-2、GOCE

10686

地震学

岩石圏の応力負荷作用

中国地震局地質研究所

Institut des Sciences de le Terre(仏)

ALOS-2(日)

10609

手法

極化干渉SARによる土地利用と森林情報の取得

中国林業科学研究院資源信息研究所

Univ. of Rennes(仏)

 


[1] 「宇宙航空研究開発機構特別資料 世界の宇宙技術力比較と中国の宇宙開発の現状について」(JST中国総合研究センター作成の「中国の科学技術力(ビッグプロジェクト編)」からの抜粋)2010年2月

[2] ZY-1C http://space.skyrocket.de/doc_sdat/zy-1c.htm

[3] ZY-3A http://space.skyrocket.de/doc_sdat/zy-3.htm

[4] ZY-2 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/zy-2.htm

[5] CBERS http://space.skyrocket.de/doc_sdat/cbers-1.htm

[6] HY-2 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/hy-2.htm

[7] http://www.nsoas.gov.cn/NSOAS_En/index.html(国家衛星海洋応用中心)

[8] HJ-1C http://space.skyrocket.de/doc_sdat/hj-1c.htm

[9] TH-1 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/th-1.htm

[10] FY-3 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/fy-3.htm

[11] FY-2 http://space.skyrocket.de/doc_sdat/fy-2.htm

[12] http://www.nrscc.gov.cn/nrscc/en/functions/index.html(国家遥感中心)

[13] http://www.earthobservations.org/index.shtml

[14] http://www.ceos.org/

[15] http://english.ceode.cas.cn/(遥感・数字地球研究院)

[16] http://www.nsmc.cma.gov.cn/NewSite/NSMC_EN/Home/Index.html(国家衛星気象中心/国家空間天気監測預警中心)

[17] 中国科学院直属事業単位一覧 http://www.cas.cn/jg/ysjg/yzssydw/

[18] http://english.nssc.cas.cn/au/ac/(空間科学・応用研究中心)

[19] 中国地震局地質研究所 http://en.igl.earthquake.cn/

[20] http://en.caf.ac.cn/(中国林業科学研究院)

[21] http://english.casm.ac.cn/(中国測絵科学研究院)

[22] http://www.spacechina.com/n16421/index.html

[23] http://www.cresda.com/n16/n92006/index.html(中国資源衛星応用中心) http://www.cresda.com/n16/index.html

[24] ESAのウエブサイト「ESA-MOST Dragon 3 Cooperation Programme」https://dragon3.esa.int/web/dragon-3/home

[25] 文部科学省のGEOSS10年実施計画のウエブサイト http://www.mext.go.jp/a_menu/kaihatu/kankyou/suishin/detail/1285005.htm
GEOのウエブサイト http://www.earthobservations.org/geoss.shtml


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