気候変動対策へアクセルスペースら協力　衛星編隊+航空機でCO2排出・吸収量観測

気候変動の最大要因とされる温室効果ガス。なかでも二酸化炭素(CO2)の発生源別排出・吸収量の観測について、衛星コンステレーション(衛星編隊)や航空機、地上センサーを活用し、客観的かつ透明性の高い情報を提供する技術開発で、アクセルスペースら4社が協力する。

アクセルスペースら4社による、今回の基金事業における技術開発課題のイメージ図。今回は小型センサーの新規開発や軌道上実証を行い、将来的には異なる時間帯に観測可能な衛星コンステレーションの構築を視野に入れている出所：アクセルスペースニュースリリース

アクセルスペースと明星電気、ANAホールディングス(ANA HD)、JIJの4社による取り組み。この技術開発課題は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が公募する宇宙戦略基金の技術開発テーマ「次世代地球観測衛星に向けた観測機能高度化技術」に提案され、今回採択が決まったかたちだ。

技術開発課題名は「衛星編隊・旅客機観測によるCO2発生源別排出量・吸収モニタ」で、アクセルスペースを代表機関とする4社で技術開発を進める。研究代表者はアクセルスペースの久世暁彦氏。研究分担者として、明星電気からは村尾一氏と岩下久人氏、ANA HDから松本紋子氏、JIJから牧野大介氏の4名が参画する。

今回の技術開発後は、新たに構築する衛星コンステレーションに加え、航空機と地上センサーを活用することで、大都市が集中する地域での朝・昼・夕の異なる多地点・同時観測を行うことを構想。これによって得られる観測データを活用し、発生源別(時刻別・地域別)にCO2の排出・吸収量を解析・提供する。

アクセルスペースでは、客観的かつ透明性の高い情報を提供することで、「温室効果ガス削減のための国際的な指標値となり、削減に対する経済的インセンティブを伴う世界共通の評価指標作りに寄与できる」としている。

衛星コンステレーションと航空機、地上で連動して、時刻別・発生源別のCO2モニタリングを実現するための重要なキーが「分光計の小型化・低価格化」だ。

分光計は、空気中の成分が特定の波長の光を吸収する性質を利用し、その吸収量からガス濃度を測定する装置のこと。従来の政府衛星向けの分光計は高精度ではあるものの大型で高額なため、今回の基金事業では“最新の国産の検出器技術”を採用し、衛星・航空機・地上観測で共通して使える小型センサーを新たに開発する。

その後、航空機による観測実験を重ねつつ、2030年度から2032年度をメドに、開発した小型センサーを搭載した実証衛星を打ち上げ、軌道上観測データの取得を計画している。

この技術開発の成果を踏まえた事業化にあたっては、事業者単位でのCO2排出・吸収量導出に加え、導出や検証の根拠となるデータ(化石燃料燃焼時に発生する二酸化窒素、植物光合成蛍光、風向や風速といった気象条件、航空機・地上気象ネットワークなど)を合わせて提供することでデータの信頼性を向上させる。これにより、国際的なCO2モニタリングの指標づくりと標準化をめざす。

各社の役割は以下の通り。

アクセルスペース

小型衛星の開発・利用実績を活かし、搭載センサーの開発支援・インテグレーション、航空機による検証システムの構築、大量の分光データ処理の最適化、センサー実証用衛星開発、軌道上データ評価および全体統括を担う。

明星電気

地球観測衛星・科学衛星でのセンサー開発の実績をもとに、国産検出器の搭載化設計と評価を行い、センサー実証機を開発する。

ANA HD

自社の航空路線網を用い、衛星データとの組み合わせにより、炭素収支解析結果の検証と詳細化を実施。また、今回開発する衛星搭載用センサーについて、航空機内の観測実証可能な場所を軌道上実証前の地上検証の場として提供する。

JIJ

数理最適化・量子技術の先駆者として、取得したイメージング分光データに対する高精度なCO2排出測定アルゴリズムの開発と、その発生源別排出量推定処理の最適化を行う。

なお今回の基金事業は、機器開発やデータ観測手法の確立、技術開発期間終了後にめざす衛星コンステレーション構築と取得データ活用の社会実装に向け、香川大学、三菱UFJ銀行、東京海上日動火災保険、米国USRA(Universities Space Research Association)と協力して進める予定だ。