SATELLITES / 軌道と仕事
人工衛星・宇宙望遠鏡の仕事
地球を見守る、電波を届ける、遠くの宇宙を観察する。同じ「人工衛星」でも目的で場所と道具が変わる。
30秒でわかる答え
通信・天気予報・地表の変化・宇宙の光など、知りたいことによって使う衛星や観測装置が違います。どこをどれくらいの間隔で見たいかも、軌道を選ぶ大切な条件です。
- 静止軌道の高度
- 約35,786 km地球の赤道上空、地表の同じ経度付近を見続ける
- 低地球軌道
- 数百 km地表に近く細かな観測に向く場合が多い
- 極に近い軌道
- 南北を横切る地球の広い場所を繰り返し観察
- ウェッブ宇宙望遠鏡の場所
- L2近く地球から約150万 km、太陽の周りを回る
ILLUSTRATED JOURNEY
4枚の絵で、しくみをつかむ
絵を順に追い、何が原因で何が起きるかを確かめましょう。図は原理を表す模式図です。
地球を細かく見る衛星
地表の森林・海・雲などをカメラやレーダーで測ります。繰り返し同じ場所を見て変化を調べることもあります。
太陽同期軌道は通過時刻の条件をそろえるのに役立ちます。
広い範囲へ電波を送る衛星
静止衛星は地上からほぼ同じ方向に見え、広い範囲の通信・気象監視に便利です。
低軌道の通信衛星では通常、多数の衛星や追尾が必要です。
宇宙そのものを観測する
ハッブルは主に可視光・紫外線、ウェッブは主に赤外線で宇宙を観測します。
宇宙望遠鏡がすべて同じ地球周回軌道にあるわけではありません。
目的から軌道を選ぶ
分解能だけでなく、観測頻度・見える範囲・光の波長・通信・熱設計にも注意します。
軌道を選ぶだけで性能が自動的に決まることはありません。
TOUCH AND DISCOVER
仕事と軌道を組み合わせて選ぼう
上で「何をしたいか」、下で「どこを飛ぶか」を切り替えます。何が測れるか、何に有利・不利かを比べてみましょう。
静止軌道からは同じ広域を継続監視しやすく、雲の動きに適しています。
観測の細かさには、高度だけでなくセンサー性能の影響もあります。
LEARN AT YOUR LEVEL
宇宙のふしぎを、もう少し。
入門から少し専門的な話題まで。4つの段階で、知っておきたいポイントを短く紹介します。
人工衛星の仕事はたくさん
空から地球を見る衛星も、宇宙を観測する望遠鏡もあります。
- 天気・森林・海・災害の情報を届ける衛星がある。
- 通信の中継や宇宙の星・銀河を調べる衛星もある。
静止軌道と極軌道の違い
いつも同じ場所を見たいか、世界を繰り返し測りたいかで、選ぶ軌道が変わります。
- 静止軌道は赤道上空約35,786 kmで地球の自転と同じ角速度で周回する。
- 極に近い低軌道では、南北に回るあいだに地球が自転するので、周回ごとに違う地域の上空を通り、広い範囲を観測できる。
- 軌道によって地上局との接続時間が変わる。
何を何回、どれくらい細かく？
適する軌道は、調べる情報の種類や計測装置によって変わります。
- 地上分解能と観測幅はトレードオフになる場合がある。
- 時間分解能は軌道の繰り返しだけでなく観測幅・機器の向きにも依存する。
- 赤外線観測では望遠鏡自身の熱がノイズになるため冷却や日よけが大切。
専門光学分解能と軌道設計
良い画像は「低高度」だけで決まらず、光学口径・波長・検出器・観測条件が効きます。
θ ≈ 1.22 × λ / D （理想回折限界・ラジアン）
- 望遠鏡の理想回折限界（角分解能）はおよそ1.22 λ/D（ラジアン）。
- 軌道面・高度・傾斜角・観測機会・放射環境・通信窓を合わせて設計する。
- ウェッブはL2そのものに静止しているのではなく、L2近傍を周回する軌道にある。
この式は望遠鏡の理想的な角分解能。地表上の実画素寸法や実画像の解像度とは同じではありません。
1 QUESTION CHECK
図のあとに、1問だけ
同じ地域の天気を連続して見守りやすいのは？
答えを1つ選んでください。
COMMON QUESTIONS
よくある誤解
人工衛星は全部地球の周りを回る？
静止衛星なら北極も細かく見られる？
宇宙望遠鏡はすべて赤外線を撮るの？
科学的な前提と出典
静止軌道の高度約35,786 kmは、地球の赤道上空での概数です。L2までの約150万 kmは地球からの概数で、厳密に固定された距離ではありません。低軌道・太陽同期軌道・L2の位置と衛星の大きさは模式化しています。選択結果は設計上の典型的な相性を定性的に評価したもので、個々の衛星の性能を保証するものではありません。
資料確認日：2026-10-16