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国際宇宙ステーション(ISS)

国際宇宙ステーション農業カメラでノースダコタ州の洪水観測

ウィリアム・ステファノフ
Jacobs 社 研究開発部 科学応用課

地質学者や生態学者に、物理的に触れたり採取したりせずに、材質やその変化に関する情報を収集する地球の遠隔観測について聞いてみれば、きっと、地表や海洋や大気のデータを日常的に地球周回軌道から収集するランドサット衛星やASTER(高度な衛星搭載熱放射反射計)、MODIS(中分解能画像分光放射計)、あるいは他の感知システムに言及するでしょう。1970 年代初期以来、全地球遠隔観測は、極軌道を周回し太陽同期の人工衛星の守備範囲でしたが、それが国際宇宙ステーション(ISS)への新しい遠隔観測システム追加搭載により変わりつつあります。

最初の新システムの一つは、国際宇宙ステーション農業カメラ(ISSAC)です。ISSAC は、ノースダコタ大学の学生と教授陣によって開発されました。主な目的は米国中西部の北部地域における農業活動と関連する研究を支援するためのデータを収集することです。今日の農業従事者は、さまざまな遠隔観測衛星からのデータを使って、気象状況や気候パターンを知り、作物の健全度を監視します。ISSAC は、穀物の栽培期に米中西部州の耕作地その他の画像を収集して、農業従事者や農業研究者のための情報源になります。

CEO(搭乗員地球観測)実験のために宇宙飛行士が国際宇宙ステーションから撮影するデジタルカメラの画像とは違って、ISSAC の画像はNASA のテラ衛星に搭載されたASTER センサーで収集される多重スペクトルデータに似ています。また、ISSACは窓観測研究設備( WORF)に取り付けられて、国際宇宙ステーション搭乗員の介在なしで運用できます。

この感知システムには、電磁スペクトルのうち可視光の緑と赤、および近赤外波長に感度がある個別画像フレームを収集するフィルターを装備した2 台の静止画デジタルカメラが使用されています。個々のフレームは結合されて、1 つの多重スペクトル(3 帯域)画像にされます。この波長の組合せにより、農業研究と監視に重要な2 つの要素、植生の違いがうまく見分けられる点、植物の地域的範囲・健全性の変動をうまく検出できる点で、ISSAC は特に優れています。

さらに、ISSAC は、NASA の人道支援運動のために自然災害や大惨事の画像を収集することができます。ISSAC は、稼動してまもなくの2011 年6 月24 日にノースダコタ州マイノット市近郊の スーリス川の洪水画像を収集することで、この機能を証明しました。ISSAC の画像はランドサット衛星と同様の波長帯で記録されるため、科学者達はISSAC のデータをスーリス川渓谷の以前のランドサットデータと容易に比較でき、マイノット市内と周辺の洪水範囲を明確に示すことができました。

ISSAC が稼動している現在では、国際宇宙ステーションから収集されるデータには、極軌道衛星のセンサーから取得されるものと同様の画像が含まれています。ISSAC は1 日の様々な時間帯に異なる反復頻度のデータを集めることで、極軌道衛星による伝統的な地球観測を更に補強します。ISSAC と他の遠隔観測装置を国際宇宙ステーションへ追加することで、WORF への船内取付、船外取付を問わず、NASA は自然/ 人為的な地球の変化と自然災害を観察・監視する能力を向上させています。

ノースダコタ州マイノット市およびスーリス川渓谷の、通常時の川の流れ(上図、ランドサットの作図データ)と洪水時(下図、ISSAC データ)の比較。両画像は、光合成の盛んな植生を赤色で強調し、市街地区は茶褐色で冠水していることを示しています。

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