こだま (人工衛星)

こだま（DRTS：Data Relay Test Satellite）は、宇宙開発事業団（現：宇宙航空研究開発機構）が開発した、日本のデータ中継衛星である。 2002年9月10日にH-IIAロケットで打ち上げられ、2017年8月5日に運用を終了した。 静止衛星であり、東経90.75度のインド洋上空に占位している。低 - 中高度衛星と地上局の通信を中継することで、これら衛星の通信可能範囲を大幅に広げ、限られた地上局でも効率よくデータの送受信を行うのが目的である。使用できる周波数として、従来の2-4GHz帯（Sバンド）に加え、大容量通信に向いている26-40GHz帯（Kaバンド）を持つ。これによる最大通信容量は240Mbps以上という高速かつ大容量のデータを効率よく地上局に送信できる（2006年2月、世界最高速度278Mbpsの衛星間通信実験に成功）。 運用期間中に、みどりIIやきらり、だいちなど、さまざまなミッションにおいてデータ中継を行った。また、欧州宇宙機関（ESA）の地球観測衛星Envisatと観測データの中継実験も行い相互運用・支援性の確認をした。このうち、だいちとの連携では特に成果を上げ、運用期間中に地上局（10ヶ所）が直接受信したデータの26倍を中継するなど、今後のだいちの運用にもこだまが不可欠であると報告された。また、国際宇宙ステーションの日本実験棟「きぼう」の衛星間通信システム（ICS）とのデータ中継にも使われた。 低 - 中高度の衛星は、低い軌道高度（300-1000km）を周回するため、地上局の上空（直接通信可能な範囲）を短時間で通過してしまう。中高度で大量の情報を送信する必要がある地球観測衛星などでは、周回中にデータを圧縮しておき、地上局上空でまとめて送信するなどの手法がとられるが、本来の観測能力に対するボトルネックとなっていた。 地上局と低 - 中高度の衛星が互いの可視範囲にあるのは、軌道上の1割程度に限られている。しかし、そのはるか上空の静止軌道衛星からは、眼下の中高度衛星が飛行する軌道の6割を見渡すことが可能であり、足下の地上局に中継することによって、ほぼリアルタイムで通信可能範囲とすることができる。これは、観測衛星の実質能力を数倍に拡大できる可能性を示している。こだまは、ALOSミッション参加後、容量の嵩む画像データの99%を中継したことが報告されており、観測精度向上や期間短縮のほか、大規模災害の早期把握に大きく貢献した。 なお、空白域をなくすには最低2機による運用が必要で、こだまの場合、南北アメリカ大陸をほぼすっぽりと含む円形の地域の上空が、通信が不可能な範囲となっている。 打ち上げロケット：H-IIAロケット 打ち上げ日：2002年9月10日（JST） 打ち上げ質量：約2800kg 軌道：東経90.75度 寸法：2.2m×2.4m×2.2m 太陽電池パドル寸法：2.4m×7.3m（1枚あたり） 発生電力：2100W以上 衛星間通信アンテナ寸法：開口径約3.6m フィーダリンク用アンテナ寸法：開口径約1.8m 設計寿命：7年 ミッション機器：Sバンド衛星間通信機器、Kaバンド衛星間通信機器、Kaバンドフィーダリング機器 技術試験衛星きく6号、通信放送技術衛星かけはしを継承する、衛星間通信、データ中継システムの実験・実証機として計画された。 2002年9月10日 - 打ち上げ 　第3回アポジエンジン噴射時に推力低下発生、20Nスラスタによる追加軌道制御実施 2003年1月10日 - 定常段階移行 衛星間通信実験の実績 2003年2月17日 - 10月24日　環境観測技術衛星 みどりII 2005年9月1日 - 2009年9月10日　光通信技術衛星 きらり 2006年2月19日 - 2011年5月12日　陸域観測技術衛星 だいち 2006年4月4日 - 9月26日　欧州宇宙機関 地球観測衛星 Envisat 2009年3月3日 - 2009年6月16日　小型実証衛星1型（SDS-1） 2009年8月18日 - 継続中　国際宇宙ステーションきぼう（2011年8月1日 - 「きぼう」衛星間通信システム（ICS）の故障のため利用を中止） 2009年9月28日 - 定常段階終了、後期利用段階へ 2017年8月5日 - 静止軌道離脱、停波し運用終了。 当初はDRTS-EとDRTS-Wの2機で地球周辺軌道の全領域をカバーし、携帯電話の基地局のように2機の衛星が通信を引き継いで連続中継する計画だった。DRTS-Eは現在こだまが位置する東経90度、DRTS-Wは西経170度を予定していた。DRTS-Wの打ち上げは2002年に予定されていたが、1年前の2001年8月の宇宙開発委員会で、予算不足から1機のみの計画に変更することが了承された。DRTS-Wとして製作された衛星は予定通り2002年に打ち上げられたが、軌道上の位置はDRTS-Eが予定していた東経90度に変更され、単にDRTS（こだま）と呼称することになった。2機目の衛星は地上予備機として完成させることも検討されたが、結局製作中止になった。 こだまの設計寿命は2009年に尽きており、後継衛星は準備されていないため、以後当面は寿命を超えての運用となる。推進薬を節約するため、2009年11月以降は衛星の南北制御を中止し、東西制御のみにする。南北制御を中止したことにより次第に軌道傾斜角が増大するため、軌道傾斜角が南北1度に達する2012年1月以降の運用は、衛星の状態を判断しながら決定される予定である。こだまの故障時に備えて、バックアップとしてNASAのデータ中継衛星TDRSを2010年4月以降に使用できるよう、準備が進められている。 JAXAでは、こだまの当初計画と同様に、2機の後継衛星をもって低軌道全体をカバーする体制を構築したい意向である。通信方法はこだまと同じKa帯電波の他、きらりで技術実証されたレーザー通信も検討されているが、いずれを搭載するか、あるいは両方を搭載するかは決定されていない。なお、当面計画されている低軌道衛星にはレーザー通信装置を搭載する予定はなく、衛星間通信を行う衛星はこだまとの通信を前提としているため、少なくともKa帯通信装置は搭載する可能性が高い。 2012年7月31日に開催された宇宙政策委員会 第1回会合の情報によれば、こだまの後継機は2015年度に民間事業者から調達する衛星でサービスを引き継ぐ方針とされている。 情報収集衛星（IGS）とのデータ中継には「こだま」は使われなかった。政府は情報収集衛星用に大量のデータを迅速に中継するデータ中継衛星1号機と、これとは別予算の光データ中継衛星を導入した。平成31年度（2019年）の打ち上げを目指して、平成27年度予算案に関連予算の一部を盛り込んだ。光データ中継衛星はデータを電波でなく光形式で送るため、他国による妨害や傍受を防ぐことも可能になる。 その後、データ中継衛星1号機と光データ中継衛星は1機の衛星に機能をまとめられ、光データ中継衛星として2020年11月にH-IIAロケット43号機で打ち上げられた。 ^ a b c d 篠原幸一. “データ中継技術衛星「こだま」(DRTS)の衛星概要及び実験運用成果について”. 2024年8月22日閲覧。 ^ a b “「こだま」の運用終了について”. 宇宙航空研究開発機構 (2017年8月7日). 2017年8月11日閲覧。 ^ a b c d “データ中継技術衛星「こだま」(DRTS)の定常段階終了と後期利用計画について” (PDF). 宇宙航空研究開発機構 (2009年10月7日). 2010年1月26日閲覧。 ^ 例えばアメリカのTDRSは8機の衛星で運用されている。 ^ “「きぼう」衛星間通信システム（ICS）への給電停止について”. JAXA. https://www.jaxa.jp/press/2011/08/20110803_ics_j.html 2011年8月3日閲覧。  ^ “平成21年宇宙開発委員会（第30回）　議事録”. 文部科学省宇宙開発委員会. 2010年1月26日閲覧。 ^ “宇宙政策委員会 第１回会合 参考資料２ 主要な宇宙開発利用施策の概要 その９”. 内閣府. 2012年8月16日閲覧。 ^ a b “宇宙から情報収集高める「新型衛星」打ち上げへ　中朝に対応”. MSN産経ニュース. (2014年5月6日). オリジナルの2014年5月5日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20140505231530/http://sankei.jp.msn.com/politics/news/140506/plc14050605000001-n1.htm 2014年5月6日閲覧。  通信衛星 宇宙開発事業団 宇宙航空研究開発機構 H-IIAロケット 光データ中継衛星 TDRS - NASAのデータ中継衛星 ESAのデータ中継衛星　実験用のARTEMIS、実用のEDRS(2015年に商業通信衛星EUTELSAT-9Bに光通信機器を搭載し、2016年にも2機目のHylas-3に搭載する予定) 天鏈1号 - 中国のデータ中継衛星 ルーチ - ロシアのデータ中継衛星。2011年12月11日にLuch-5Aを、2012年11月3日にLuch-5Bを打上げた。2014年4月28日にLuch-5Vを打ち上げて3機体制にした。ロシアは1980-90年代にもLuchを使ってミールなどを運用していたが、1990年代末に寿命が切れ、以後は財政難で保有していなかった。 データ中継技術衛星「こだま（DRTS）」 ^ “Proton-M successfully lofts two satellites”. NASA Spaceflight.com. (2014年4月27日). http://www.nasaspaceflight.com/2014/04/upgraded-proton-m-launches-two-satellites/ 2014年5月1日閲覧。