宇宙からリアルタイムかつ地球全体を撮るのは難しい

画像は公式からの引用です

こんにちは

猫好き父さんです

なるほど

宇宙空間から写真を伝送するのって

結構難しいんですね

その上、画角とサイズとか

あらかじめ計算しておくのかな

しかし、これ

実際の打ち上げと重なっていたら

更にリアリティが増して

良かったんだけどなあ

宇宙は難しい

あらすじ

飛鳥（木竜麻生）たちは、衛星をなんとか完成させ、無事にＪＡＸＡに引き渡した。そして２０２５年１０月、いよいよ人工衛星が宇宙に放出される日がやってくる。飛鳥は、周（片山友希）・晴子（伊藤万理華）、大学生ら一同と、人工衛星「ＨＩＫＡＲＩ」の旅立ちを見守る。衛星からの地球の画像を見るには数日かかるため、ゆっくりとその時を待つ飛鳥たち。そんな中、彗（奥平大兼）の新しい夢を聞いた飛鳥は…・
出演
【出演】木竜麻生，片山友希，伊藤万理華，奥平大兼，田牧そら，上坂樹里，白倉碧空，山下桐里，河合美智子，鈴木杏，【語り】柄本佑

【脚本】武田雄樹

キューブサット（CubeSat）のような超小型人工衛星のレベルでは、データを細切れにして、数日かけて地球に送信する運用は一般的かつ現実的なことです。

これは、キューブサットが持つ資源の制約に主な原因があります。

🧩 キューブサットのデータ送信の制約と「細切れ送信」

1. 通信能力の制約

キューブサットは、サイズと重量が非常に小さいため、搭載できる機器が限られます。

アンテナと送信出力: 大型衛星に比べてアンテナが小さく、送信機の出力も弱いため、通信速度（データレート）が遅いです。一般的なアマチュア無線帯域を使用する場合、数kbps〜数十kbpsと非常に低速なことがあり、高解像度の画像データを送るには時間がかかります。
通信プロトコル: アマチュア無線でよく使われるAX.25プロトコルなど、比較的低速・低容量向けの規格が使われることも多く、データ伝送効率が制限されます。

2. 電力（バッテリー）の制約

大容量通信は電力消費大: 高速で大容量のデータを送信するには、大きな電力が必要になります。しかし、キューブサットのソーラーパネルやバッテリー容量は小さいため、頻繁に高出力の通信を行うことができません。
電力温存: 通信は、衛星が太陽光を十分に受けられる状況や、バッテリー残量が確保できている限られた時間帯にのみ行われます。

3. 地上局との交信頻度の制約

短い交信時間: 多くのキューブサットは低軌道を高速で周回しており、地上の特定の局と交信できるのは、上空を通過する数分間だけです。
データの積み残し: 1回の通信で全てのデータを送りきれないため、次のパス（次の交信チャンス）までデータを衛星内のメモリに**「積み残し」**ておく必要があります。

📅 数日かかる理由

これらの制約の結果、キューブサットで撮影された高解像度の写真は、以下のようなプロセスを経て数日かけて送信されます。

観測（撮影）
データ蓄積（メモリ）
地上局とのパス到来（1日あたり数回〜）
数分間の「細切れ送信」（全体の数%程度を送信）
次のパスまで待機
これを数日間繰り返す
全データが地上にダウンロード完了

このように、データが細切れにされ、通信チャンスを待って何回も分けて送信されるため、総データ転送時間が数日になるという状況が発生します。

最近では、技術進歩により通信速度が向上したり、多数の衛星を連携させるコンステレーション運用が増えたりしていますが、単独の小型・超小型衛星の運用では、依然としてこの「細切れ送信」が一般的です。

キューブサット（CubeSat）のような低軌道（LEO）を周回する超小型人工衛星が、地球の全体像を一度の撮影で捉えることはできません。

これは、衛星の高度が低すぎるため、地球全体を視野に入れることが物理的に不可能だからです。

🌎 地球全体図が撮れない理由

1. 視野角（Field of View）の制限

高度の差: 地球の全体（フルディスク）を捉えることができるのは、主に**静止軌道（GEO：高度約36,000km）**にある気象衛星などです。これらの衛星は地球から十分に離れているため、地球の円盤全体を視野に収められます。
キューブサットの高度: キューブサットの多くは高度数百kmの低軌道にいます。この高度からでは、カメラの性能にかかわらず、地球の表面のごく一部しか捉えることができず、地平線までの視野は限られています。

2. 写真の目的の違い

GEO衛星: 広い範囲を俯瞰し、気象変動や雲の動きなど地球規模の現象を監視することを主な目的としています。
LEO衛星（キューブサット）: 狭い視野で地表近くを詳細に撮影し、高解像度の画像や特定の地域の観測データを取得することを主な目的としています。

🗺️ キューブサットが「地球全体」のデータを得る方法

一度の撮影では無理ですが、キューブサットも工夫次第で地球全体のデータを作成することは可能です。

1. 多数の画像を合成（モザイク処理）

衛星は地球の極を通過するように周回していることが多く、時間をかけて地表を帯状にスキャンしていきます。
このスキャンによって得られた何千、何万もの画像を**デジタル処理でつなぎ合わせる（モザイキング）**ことで、結果的に地球全体の地図や詳細な地表の画像データを作成できます。

2. コンステレーションによる頻繁な観測

近年、キューブサットなどの超小型衛星を**多数打ち上げて連携させる（コンステレーション）**運用が一般的です。
これにより、世界のどの場所でも高い頻度で上空を衛星が通過できるようになり、毎日、あるいは数時間ごとに地球表面の最新データを取得することが可能になっています。

要するに、キューブサットは**「地球の全体写真」ではなく、「地球全体の詳細な地図情報」**を時間をかけて作り上げている、と考えると理解しやすいでしょう。

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月～木夜10:45～[NHK総合]
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＜出演＞#木竜麻生 #森田望智 #片山友希 #伊藤万理華 #奥平大兼ほか
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