地球環境変動観測ミッション
GCOMは、日本の国としての政策、国際的な地球観測計画、そしてJAXAの地球観測衛星の開発方針が複雑に絡んで誕生したミッションである。
2003年9月1日、総務大臣・文部科学大臣・国土交通大臣により「宇宙開発計画に関する長期的な計画」が発表され、今後10年間にJAXAの果たすべき役割の一つとして地球観測計画が挙げられた。また、内閣府の総合科学技術会議において2004年に「我が国における宇宙開発利用の基本戦略」および「地球観測の推進戦略」が掲げられた。国際的な動きとしては、2005年2月に第3回地球観測サミットが開催され、「全球地球観測システム(GEOSS)10年実施計画」が承認された。
これらの動きを受けて、2005年6月、JAXAを管轄する文部科学省・宇宙開発委員会・地球観測特別部会が具体的な地球観測衛星計画である「わが国の地球観測における衛星開発計画およびデータ利用の進め方について」の報告書をまとめた。この報告書に基づいてJAXAがかつてのGCOM(後述の#旧GCOMについてを参照)を大きく修正させて誕生したのが、現在の「地球環境変動観測ミッション(GCOM)」である。
GCOMは、日本の第3期科学技術基本計画における国家基幹技術の一つである海洋地球観測探査システムの一部として位置づけされている。
衛星は3期に分かれて打ち上げられ、それぞれ5年の観測を行い、各期の間は1年程度重複させて観測する。前期の衛星が寿命を超えて運用が可能な場合は、安全に運用可能な状態である限り前期と次期の衛星の両方の衛星で観測を行い、観測頻度を上げる予定である。
万一衛星の打ち上げに失敗したり、予定運用期間中に衛星に重大なトラブルが生じた場合は、直ちに次期衛星の開発に着手し、欠測期間を最小限にする予定である。
衛星バスにおいては可能な限りの冗長設計がなされており、太陽電池パネルや内部の電源系は完全に二重化され、片方が故障しても観測が継続できるようになっている。衛星バスはGCOM-W1とC1では約80%が共通の設計であり、開発費用の縮減を図っている。観測機器においても、重量的な余力は多機能化ではなく信頼性向上に振り向けており、無理な軽量化は行われていない。
高性能マイクロ波放射計2型(AMSR2, Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)は、みどりIIに搭載されたAMSR(口径2.0m)およびアメリカの衛星Aquaに搭載されたAMSR-E(口径1.6m)の改良型である。軌道上で口径2.0mの大型反射鏡(オフセットパラボラ)を展開し、これを1.5秒で1回転させる(40 rpm)ことで、地上を1450kmの円弧状にスキャンして測定していく(コニカル走査方式)。AMSRやAMSR-Eより信頼性は向上し、寿命も3年から5年に伸ばされている。技術的な変更点は少ないものの、較正精度を向上させることによって測定誤差を低減している。
マイクロ波の測定チャンネルとして、7.3 GHz帯と89.0 GHz帯が新設されている。7.3 GHz帯は6.925 GHz帯のチャンネルの冗長用および補正用として、89.0 GHz帯は降水量と海氷密接度の測定用として用いられる。対して、AMSRにはあった50.3 GHz帯および52.8GHz帯のチャンネルが削られている。これらは気温の情報を得るために用いられていた。89.0 GHz帯はAMSR-Eでも用意されていたが、部品故障により観測精度が低下していた。
AMSRシリーズは、2008年7月時点で同等の性能を持っているセンサは他には無く、世界最高性能を持つマイクロ波センサである。
※ ◎は、その物理量の観測に最重要の周波数帯を示す。
※ 偏波はどのチャンネルもV(垂直)とH(水平)。
※ 量子化ビット数は12 bit, ダイナミックレンジは2.7 K - 340 K。