世界首顆溫室氣體觀測衛星「IBUKI」

2009年1月23日12點54分(日本當地時間)，乘載溫室氣體觀測衛星「IBUKI」的H2A 15號火箭於JAXA種子島宇宙中心發射升空。這顆由JAXA及國立環境研究所、環境省共同開發的「IBUKI」是世界首顆溫室氣體觀測衛星，長2米、寬1.8米、高3.7米，重量約1.75噸。「IBUKI」運行於距地面666km的軌道中，利用高精準度的感測器「TANSO」觀測地球整體溫室氣體的濃度。其今後對於全球環境的貢獻已成為眾所矚目的焦點

全球暖化的罪魁禍首-溫室氣體

在人類活動中所產生的二氧化碳及甲烷等溫室氣體為造成全球暖化的主因之一。其不僅使得全球平均溫度及海平面上升，更是導致乾旱、洪水等異常氣候現象的潛在主因。

而防止全球暖化的關鍵就在於減少溫室氣體的排放量。為此，1997年所簽署的「京都議定書」便規定各先進國家必須於2008年~2012年的五年內，設法將溫室氣體排放量降低至1990年的6~8%。為了減少溫室氣體排放量，首先必須觀測全球溫室氣體的濃度變化。然而，過去由於地上的觀測站數量有限(2008年10月為282個)且分布不均，因此無法全面性地瞭解溫室氣體的濃度變化。


過去的觀測點（2008年10月） ©JAXA

從宇宙觀測全球溫室氣體的分布情形

在此背景下，日本JAXA、國立環境研究所、環境省於2004年起開始攜手進行「IBUKI」計劃。其旨在於利用「IBUKI」上所搭載的高精準度感測器「TANSO」觀測全球溫室氣體的分布情形。

在過去，二氧化碳或甲烷等溫室氣體的觀測是利用飛機或船舶作特定區域的觀測、抑或在地面上進行定點觀測。而「IBUKI」則是以100分鐘繞行地球1週的速度運行於軌道上，並以10X10km的精密單位、透過全球約56,000個觀測點進行溫室氣體觀測。觀測到的數據之後將被彙整成分布圖並提供給世界各國，以做為世界共通的環保指標。


「IBUKI」觀測虛擬圖（全球5,6000個觀測點） ©JAXA

高精度感測器「TANSO」的研發功臣-NEC集團

在本次計畫中，佔核心地位的感測器「TANSO」則是由NEC所負責研發。NEC在過去曾參與「OSUMI」、「HIMAWARI」、「DAICHI」、「KAGUYA」等人造衛星計畫，在日本宇宙事業上具有50年以上的實績。 而除了人造衛星之外，NEC尚擁有研發衛星及火箭搭載機器、地面系統等的全方位技術。故在本次計畫中，具有日本首屈一指的實績及技術，結合最新的IT科技、於過去30年持續開發觀測感測器的NEC也參與本次「TANSO」的研發，並希冀「TANSO」對社會及地球能有所貢獻。


測試中的「TANSO」本體 ©JAXA

溫室氣體分布圖-由2個觀測感應器所構成的「TANSO」

搭載於「IBUKI」上的感測器「TANSO」主要觀測地表或雲所反射的太陽光(可見近紅外線)、及地球所釋放出的太陽光(紅外線熱)。其利用的是大氣中的溫室氣體會吸收地球所釋放或反射的太陽光原理。太陽光的吸收情形會因溫室氣體的種類或濃度而異。故藉由感測器從宇宙觀測及詳細的分析，便能精確地推算出大氣中溫室氣體的濃度。

由NEC所研發的「TANSO」是由兩個光學感測器所組成。其中一個專門觀測二氧化碳或甲烷等溫室氣體的濃度分布；另一個則是測量影響溫室氣體觀測的雲或浮質量，以正確掌握溫室氣體的濃度、減少觀測數據的誤差值。

持久性、可信賴性、穩定性-高精確度觀測感測器的實現

「IBUKI」位在距地面666km的上空。故在研發高精確度的感測器「TANSO」時，如何確保機器性能的穩定，以在此維修艱困的環境下進行長期觀測則為重大課題之一。

而NEC則活用在宇宙事業上的50年實績成功地克服難題，對溫室氣體觀測技術衛星「IBUKI」的研發盡一份心力。

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