NASA、地表の3D地図の空白を埋める新たな観測装置CASALSを開発

NASAは2026年10月21日(米国時間)、地表観測装置「CASALS」を発表した。NASAのゴダード宇宙飛行センターが開発し、地表の3D(立体)地図に残る未計測域を補うことを狙う。

地表を「線」ではなく「帯」で測る

NASAによると、従来の宇宙搭載ライダー(光を使って対象を測る装置)は、地表を線状に観測する。この方法では、観測した線と線の間に、まだ測れていない場所が残る。

CASALSは、地表を連続した帯状に観測する仕組みだ。NASAは、これによって3D地形図を作れるとしている。観測した場所だけでなく、その間の空白をどう減らすかが、この装置の焦点である。

航空機用試作機は2024年11月に飛行した。NASAによると、最初の飛行観測で科学研究に使える品質のデータを得た。高度約5キロで水平分解能22センチを実現したとしている。これは、水平方向で細かなものを見分ける能力を示す。個々の木の枝や、地面のわずかな高低差を見分けられるという。

かんたんに言うと、光の向きを色で切り替える

仕組みをたとえるなら、紙に細い線を引く描き方から、幅のある帯で塗る描き方への変更だ。線の間を残さず測るため、光を当てる位置を切り替える。

NASAによると、CASALSは可動式の鏡を使わず、光の波長で照射方向を変える。波長は、光の色の違いに対応する性質だ。256種類の波長を高速で切り替え、それぞれ異なる位置に照射するという。

光を振り分けるのは、透過回折格子という光学部品だ。表面に微細な溝状の模様を持つ。NASAは、可動部をなくすことで、小型・軽量・省電力化につながるとしている。

受け取った光を電気信号に変える効率を「量子効率」と呼ぶ。NASAによると、CASALSの検出器では80%だ。弱い反射光も検出でき、暗い地表や密な植生の測定に役立つとしている。

日本では

日本との関わりは発表には書かれていない。今回示されたのはNASAによる装置開発と飛行観測の成果であり、日本の機関や研究者の参加は資料に記載されていない。

まとめ

CASALSは、地表の観測を線から連続した帯へと広げる装置だ。航空機用試作機での観測成果は示されたが、宇宙用試作機の製作はこれからとなる。

NASAは、データから特徴を学ぶ機械学習と超小型ライダーを組み合わせる計画だ。宇宙用試作機の製作前には、観測幅の拡大と機上データ処理ソフトの追加も計画している。研究チームは、2027年夏予定のASCENT観測で再飛行を目指す。今後は、帯状の観測をどこまで広げられるかが注目点となりそうだ。