NASAのPACE衛星が宇宙から植物プランクトンを観測するために打ち上げられる

NASAのPACE衛星は、2月8日午前1時33分（東部標準時）、軌道への打ち上げに成功した。この気象衛星は、フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地からSpaceX社のファルコン9ロケットに搭載されて打ち上げられた。

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新しいプランクトン、エアロゾル、気候、海洋生態系衛星は、地球上空約 420 マイルから海洋の健康、空気の質、大気、気候変動の影響を調査します。NASA はすでに 24 機以上の地球観測衛星と機器を軌道上に搭載していますが、この新しい衛星により、大気中の汚染物質や火山灰などの粒子が藻類やプランクトンとどのように相互作用するかについて、科学者はより深い洞察を得ることになります。

「ウェッブが宇宙について教えてくれたのと同じように、この望遠鏡は海洋について教えてくれるだろう」と、NASAの科学ミッション本部地球科学部門のカレン・セント・ジャーメイン部長は2月4日の打ち上げ前ブリーフィングで語った。セント・ジャーメインが言及しているのは、ほぼ2年間宇宙の奥深くの謎を解き明かしてきたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡だ。

船内には何がありますか

PACEは2つの科学機器を使って毎日地球をスキャンし、3つ目の機器で毎月測定を行う。

NASA によると、ハイパースペクトル海洋色計は、研究者が紫外線 (UV)、可視光線、近赤外線のスペクトルにわたって世界の海洋やその他の水域を測定するのに役立つとのことです。PACE は、現在の衛星が検出できる 7 色または 8 色に比べて 200 色を検出できます。このように幅広い色スペクトルを観測することで、研究者は植物プランクトンが地球上でどのように分布しているかを追跡できるようになります。

2 つの偏光計も搭載されています。ハイパー アンギュラー レインボー偏光計 #2 と惑星探査用分光偏光計です。どちらも太陽光が大気中の粒子とどのように相互作用するかを検出します。これにより、科学者は大気中のエアロゾルと雲の特性、および地域、地方、地球規模での空気の質について新たな知見を得ることができます。

「PACE の観測と科学研究は、気候サイクルにおける海洋の役割に関する知識を大きく前進させるでしょう」とセント ジャーメインは打ち上げ後の声明で述べています。「PACE のデータの価値は、私たちの地表水と海洋地形ミッションのデータと科学を組み合わせることで急上昇し、海洋科学の新しい時代を切り開きます。PACE は、その研究とデータをすぐに利用できるオープンソースの科学ミッションであり、地球システムに関する理解を加速し、NASA が実用的な科学、データ、実用的なアプリケーションを提供して、急速に進化する課題に対処する沿岸地域と産業を支援するのに役立ちます。」

なぜ宇宙から植物プランクトンを研究するのか

地球の海は、さまざまな方法で気候変動に反応しています。極地の氷が溶けて海面が上昇しています。海洋熱波は海洋生物を死滅させ、より強力な嵐を引き起こしています。海はさらに緑色になりつつあり、海の色の変化は生態系も変化している可能性を示しています。2023年7月の研究では、過去20年間の海の色合いの変化と青緑の変動は、自然の年ごとの変動だけでは説明できないことがわかりました。これらの変化は、地球の海の56％以上に見られます。この研究では、地球の赤道付近の熱帯の海が時間の経過とともに着実に緑になっていることもわかりました。

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小さな植物プランクトンを観察することで、これらすべての変化を監視できます。これらの微細な海藻は、地球全体の炭素循環において重要な役割を果たしています。植物プランクトンは大気から二酸化炭素を吸収し、それを細胞物質に変換します。植物プランクトンは、より大きな生物に食物を提供することで、より大規模な水生生態系と地球規模の生態系を駆動します。

PACE は、世界中の植物プランクトン群集の構成を初めて測定します。「これにより、地球の海洋生態系の変化を理解し、漁業などの天然資源を管理し、有害な藻類の異常発生を特定する能力が大幅に向上します」と NASA は述べています。

20年かけて作り上げたミッション

今週初めに中止された2回の打ち上げに加え、PACEは軌道に乗るまでの過程で他の困難も乗り越えてきた。トランプ政権は別々の予算案で4回にわたりこのミッションの中止を試みたが、議会によってすでに予算が割り当てられていたため、ミッションは救われた。

また、遅延や予算超過も発生している。NASAは2014年にミッションの総費用を8億500万ドルと上限に設定し、当初は2022年に打ち上げを予定していた。しかし、2024年の打ち上げまでに費用は9億4800万ドルに膨れ上がった。

「このミッションについて20年間考えてきたが、ついに実現し、打ち上げを目撃するのは爽快だ。PACEチームをこれ以上誇りに思うことはないし、感謝している」とNASAゴダード宇宙飛行センターのPACEプロジェクト科学者ジェレミー・ワーデル氏は声明で述べた。「PACEが提供する機会は非常に刺激的で、私たちはこれらの素晴らしい技術をこれまで予想もしなかった方法で活用できるようになるだろう。これはまさに発見のミッションだ」

科学者たちは、1、2か月以内にPACEから最初のデータが得られ始めると予想している。