防衛気象衛星計画

防衛気象衛星計画(ぼうえいきしょうえいせいけいかく、英: Defense Meteorological Satellite Program:DMSP)とは、気象学、海洋学、太陽地球系物理学の研究を深めることを目的としたアメリカ国防総省の極軌道気象衛星打ち上げプログラムである。DMSP衛星は、2007年からはアメリカ海洋大気庁 (NOAA) によって衛星運用が行われている^[1]。この衛星に独特な、軍事機密ミッションは1973年に機密指定が解除された。これらの衛星は、太陽に同期する平均高度830キロメートル(450海里)の極軌道上から気象画像を送り続けている ^[2]。

歴史

1960年代の十年間にわたって、米国の公的宇宙機関が関与し、気象学や天気予報の一プログラムとして扱ってきたものの中で、最重要なプロジェクトの一つが、この防衛気象衛星計画"DMSP"であった。一般大衆には知られることなく、米軍もまた気象衛星プログラムを開始していた。このプログラム、DMSPは、作戦に従事している戦闘員がもっと効力のある作戦を立案・遂行するために重要な天候と気候のデータを提供する事を期待されていた。

DMSP計画の当初から、このような計画が存在するという情報は「知る必要のある」人物だけに限定公開されたものだった。アメリカ合衆国議会は、民生用気象衛星打ち上げ計画に対して、相当額の予算を割り当てた。もし、第二世代の軍事衛星を打ち上げる為の計画の情報が露見してしまったら、軍にとってこの計画を正当化するのは大変難しいことになるだろうと考えられたのだ。

初期のDMSPシステムによる最初の任務は、雲が地球を覆う画像を電波により伝送することだった。1960年代初期、コロナ等の米国の高解像度写真偵察衛星は、衛星搭載の望遠カメラで地上を撮影し、それを衛星本体内に内蔵したフィルムに焼き付け、カプセルに詰めて大気圏再突入させるものであった。もし、偵察衛星が旧ソ連に代表される敵対国家の軍事基地など、最重要拠点を軌道上から撮影しようとした時、目標が雲で覆われていては枚数に限りの有るフィルムが無駄になってしまう。狙った地点に雲が有るか無いかを、先ず低解像度の衛星で確認し、ミサイルサイロなど、そこだけを撮影するために偵察衛星を用いたのであった。つまり、DMSPは、コロナ衛星が次に地上のどこを狙って"盗撮"するかという計画を立てるための"下見"の役をしたのである。そのような観測ミッションに役立てるために、全てのDMSP衛星は一般の偵察衛星と同じ太陽同期軌道を周っていた。衛星は、南北両極を通り、それぞれの日の同じ地方時に、地球上のそれぞれ違った縞模様を観察したものだった。DMSP衛星は、ほとんど101分の周期の軌道におり、地球を24時間に14.3周回する。太陽同期軌道の性質も兼ね備えたこの軌道の周期は、衛星が、二日に一度の間隔でこの惑星上の全地表面を通り過ぎることを目的としたものだった。

取得した画像は地上へ中継され、コマンド送信も可能な二ヶ所の地上局で受信された。それらはワシントン州スポケーンのフェアチャイルド空軍基地（英語版）とメーン州ローリング空軍基地（英語版）にほど近い退役したナイキミサイルの射場に設立された ^[3]。これらのサイトから、取得した画像はネブラスカ州オファット空軍基地（英語版）内の空軍汎地球気象局(AFGWC)に送られた。画像はすぐに処理を施され、軌道上の衛星から観測された雲が覆うパターンを表したモザイクをかけられた。気象予報士は各々の作戦を実行中のフライト・クルー達や他の司令官達に、刻々と変わる天気予報を即時送り届けることが出来た。さらなる改良により、DMSPにより可視光線で集められたデータを半月の月明かりが地上を照らし出した画像に編集できるようになった。赤外線処理は世界の夜景を上空から撮ることを可能にした。そのほかの改良として、衛星に搭載したコンピュータ上でのデータ処理能力の向上があげられる。そのために搭載コンピュータを複数搭載するとともに、電力要求の増加が行われた。

サービス開始から半世紀が過ぎ、DMSPは陸・海・空の三軍で日夜行われる軍事作戦を立案し、保守していく上で価値のあるツールとなった。1972年12月、DMSPからのデータは機密解除され、公的機関、研究機関で利用することが可能になった。1998年6月1日、コスト軽減のため、衛星の管制とメンテナンスの管轄はNOAAへと移管された。

打ち上げの歴史

DMSPはProgram 35、第35計画というコードネームで知られていた。1962年08月23日、ヴァンデンバーグ空軍基地(VAFB)にほど近いアルグエロ岬（英語版）からのスカウト・X-2ロケットによる打ち上げが、プログラム35の打ち上げで最初に成功したものだった。^[4]^[5] この打ち上げはP35-2と名付けられた。その一つ前、1962年05月24日の打ち上げ番号P35-1では、軌道投入に失敗していた。^[6] スカウトロケットの使用を企図し、2回の成功も含めて全部で5回の打ち上げが有ったプログラム35は、全てヴァンデンバーグ空軍基地 LC-5（英語版）から打ち上げられた。他の草創期の打ち上げはPGM-17「ソー」を初段に、アルタイル・ロケット（英語版）もしくはバーナーII・ロケット（英語版）を上段に使ってのものだった。プログラム35は、この時までには「データ取得・処理計画(Data Acquisition and Processing Program:(頭文字を取ってDAPPというアクロニムがこれらの衛星に使われることが有る))」と改名されていた。^[7] 1982年から1995年にかけて、8機の衛星がアトラスEを使って打ち上げられた。1997年から2003年にかけて、3機がタイタンIIにより打ち上げられた。1機がデルタ IVにより打ち上げられた。

2012年1月現在、DMSPの最新打ち上げは2009年10月18日、アトラス V401を使って打ち上げられた通称：USA-210 DMSP Block 5D3-F18号機である。^[8]

ユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)社は、DMSP18号打ち上げミッションの衛星分離後に、用済みになったが、まだ推進剤が使いかけで残っている第二段セントール・アッパーステージを使ってのフライトテストを実施した。この実験計画は、将来打ち上げられる可能性が有る宇宙燃料貯蔵庫（英語版）において、使われる低温燃料管理技術を手に入れることが目的である。試験内容は、セントールを回転させ、遠心力を利用してタンク内の推進剤を気体と液体に分離するというものだった。打ち上げは順調に進み、試験も滞りなく進められた。^[9]

ブロック 1

ブロック 1
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 1 F1		1962年05月23日	スカウト・ロケット						軌道投入失敗; 二段目が爆発した。	Program 35 F-1
DMSP 1 F2		1962年08月23日	スカウト・ロケット						成功; 1963年06月11日ミッション終了	Program 35 F-2
DMSP 1 F3		1963年02月19日	スカウト・ロケット						正しくない軌道に投入された; 赤外線計測システムを初めて搭載した。	Program 35 F-3
DMSP 1 F4		1963年04月26日	スカウト・ロケット						軌道投入に失敗; 三段目が爆発した。	Program 35 F-4
DMSP 1 F5		1963年09月27日	スカウト・ロケット						軌道投入に失敗; ロケット第三段目の故障	Program 35 F-5
DMSP 1 F6		1964年01月19日	ソー・アジェナ D						1964年07月10日ミッション終了	Program 35 F-6
DMSP 1 F7		1964年01月19日	ソー・アジェナ D						1965年03月17日ミッション終了	Program 35 F-7
DMSP 1 F8		1964年06月17日	ソー・アジェナ D						1966年02月16日ミッション終了	Program 35 F-8
DMSP 1 F9		1964年06月17日	ソー・アジェナ D						1965年10月15日	Program 35 F-9

ブロック 2

ブロック 2
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名

ブロック 3

ブロック 3
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名

ブロック 4A

ブロック 4A
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 4A 1	1965-003A	1965年01月19日	ソー・アルタイル	250	97.7	471	822	98.8	1979年8月13日軌道減衰。　ソー・アルタイル(後のソー・バーナー I)打ち上げ機を最初に使った。	OPS-7040
DMSP 4A 2	1965-021A	1965年03月18日	ソー・アルタイル	250	94.4	442	533	99.0	1989年12月31日軌道減衰。	OPS-7353
DMSP 4A 3	1965-038A	1965年05月20日	ソー・アルタイル	250	98.7	527	829	98.2	運用中	OPS-8386
DMSP 4A 4	1965-072A	1965年09月10日	ソー・アルタイル	250	101.5	639	1,013	99.0	運用中	OPS-8068
DMSP 4A 5	None	1966年01月06日	ソー・アルタイル	250	-----	-----	-----	-----	軌道投入に失敗	-----
DMSP 4A 6	1966-026A	30 Mar 1966	ソー・アルタイル	250	99.9	613	883	98.5	運用中	OPS-0340
DMSP 4A 7	1966-082A	1966年09月16日	ソー・バーナー 2	420	100.4	680	872	98.8	運用中; ソー・バーナー IIを最初に使った打ち上げだった。	OPS-6026
DMSP 4A 8	1967-010A	1967年02月08日	ソー・バーナー 2	420	101.3	778	854	98.9	運用中	OPS-6073
DMSP 4A 9	1967-080A	1967年08月23日	ソー・バーナー 2	420	102.2	822	878	98.8	運用中	OPS-7202
DMSP 4A 10	1967-096A	1967年10月11日	ソー・バーナー 2	420	99.5	650	822	99.2	運用中	OPS-1264

ブロック 5A

ブロック 5A
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 5A 1	1968-042A	1968年05月23日	ソー・バーナー 2	420	101.9	809	888	98.8	運用中	OPS-7869
DMSP 5A 2	1968-092A	1968年10月23日	ソー・バーナー 2	420	101.2	792	838	98.5	運用中	OPS-4078
DMSP 5A 3	1969-062A	1969年08月23日	ソー・バーナー 2	420	101.1	775	844	98.5	運用中	OPS-1127
DMSP 5A 4	1970-012A	1970年02月11日	ソー・バーナー 2	420	101.1	759	850	98.8	運用中	OPS-0054
DMSP 5A 5	1970-070A	1970年09月03日	ソー・バーナー 2	420	101.9	764	874	99.1	1970年09月21日、大気圏再突入した。	OPS-0203
DMSP 5A 6	1971-012A	17 Feb 1971	ソー・バーナー 2	420	100.6	755	817	98.3	運用中	OPS-5268

ブロック 5B

ブロック 5B
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 5B 1	1971-087A	1971年10月14日	ソー・バーナー 2	513	101.4	782	865	99.1	運用中	OPS-4311
DMSP 5B 2	1972-018A	1972年05月24日	ソー・バーナー 2	513	101.5	787	868	99.1	運用中	OPS-5058
DMSP 5B 3	1972-089A	1972年11月09日	ソー・バーナー 2	513	101.4	797	855	98.8	運用中	OPS-7323
DMSP 5B 4	1973-054A	1973年08月17日	ソー・バーナー 2	513	101.2	795	839	98.5	運用中	OPS-8364
DMSP 5B 5	1974-015A	1974年03月16日	ソー・バーナー 2A	513	101.2	767	859	99.0	運用中	OPS-8579

ブロック 5C

ブロック 5C
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 5C 1	1974-063A	1974年08月09日	ソー・バーナー 2A	513	101.5	792	862	98.7	運用中	OPS-6983
DMSP 5C 2	1975-043A	1975年05月24日	ソー・バーナー 2	513	101.7	797	881	98.7	運用中	OPS-6229
DMSP 5C 3	1976-016A	1976年02月19日	ソー・バーナー 2	513	89.0	90	355	98.9	1976年02月19日軌道減衰	OPS-5140

ブロック 5D

ブロック 5D
衛星名	ID	打ち上げ日時	打ち上げ機	質量 (kg)	軌道周期 (P) (min)	近地点 (km)	遠地点 (km)	軌道傾斜角 (I) (deg)	状態	別名
DMSP 5D-1/F1	1976-091A	1976年09月11日	ソー・バーナー 2	513	101.3	806	834	98.6	運用中; aka AMS 1	OPS-5721
DMSP 5D1/F2	1977-044A	1977年06月05日	ソー・バーナー 2	513	101.3	789	853	99.0	運用中; aka AMS 2	OPS-5644
DMSP 5D-1/F3	1978-042A	1978年05月01日	ソー・バーナー 2	513	101.1	804	817	98.6	運用中; aka AMS 3	OPS-6182
DMSP 5D-1/F4	1979-050A	1979年06月06日	ソー・バーナー 2	513	101.2	806	828	98.7	運用中; aka AMS 4	OPS-5390
DMSP 5D-1/F5	None	1980年07月14日	Thor	513	-----	-----	-----	-----	軌道投入に失敗	-----
DMSP 5D-2/F6	1982-118A	21 Dec 1982	Atlas E	751	101.2	811	823	98.7	運用中; aka AMS 5	OPS-9845
DMSP 5D-2/F7	1983-113A	1983年11月18日	Atlas E	751	101.4	815	832	98.7	運用中	OPS-1294
DMSP 5D-2/F8	1987-053A	1987年06月20日	Atlas E	823	96.89	564	653	97.6	運用中; 雲を透かして地上を見るために、SSM/I マイクロ波放射計を初めて衛星に搭載した。	USA-26
DMSP 5D-2/F9	1988-006A	1988年02月03日	Atlas E	823	101.3	815	826	98.7	運用中	USA-29
DMSP 5D-2/F10	1990-105A	1990年12月01日	Atlas E	823	100.6	729	845	98.9	運用可能、しかし予定された軌道には入っていなかった。	USA-68
DMSP 5D-2/F11	1991-082A	1991年11月28日	Atlas E	823	101.9	835	855	98.9	2004年05月、軌道で爆発飛散した。^[10]	USA-73
DMSP 5D-2/F12	1994-057A	1994年08月29日	Atlas E	830	101.9	839	856	98.9	運用中	USA-106
DMSP 5D-2/F13	1995-015A	1995年03月24日	Atlas E	830	101.9	845	854	98.8	2015年2月、軌道で爆発^[11]。	USA-109
DMSP 5D-2/F14	1997-012A	4 Apr 1997	タイタン II	830	101.9	842	855	98.9	運用中	USA-131
DMSP 5D-3/F15	1999-067A	1999年12月12日	タイタン II		101.8	837	851	98.9	運用中	USA-147
DMSP 5D-3/F16	2003-048A	2003年10月18日	タイタン II		101.9	843	853	98.9	運用中	USA-172
DMSP 5D-3/F17	2006-050A	2006年11月04日	デルタ IV		102	841	855	98.8	運用中	USA-191
DMSP 5D-3/F18	2009-057A	2009年10月18日	アトラス V		101.94^[12]	843	857	98.82^[13]	運用中.^[14] 打ち上げは、セントール上段ロケットにおける衛星分離の後で行われた2.4時間にわたる低温推進剤マネジメント試験も含めて成功をおさめた。 ^[15]	USA-210

　DMSP F-18にて、Special Sensor Ultraviolet Limb Imager (SSULI)が搭載された。SSULIはアメリカ海軍研究所所属の宇宙機工学部(Spacecraft Engineering Department)と宇宙科学部(Space Science Division)で開発された。 SSULIでの観測は、80ナノメートルから170ナノメートルまでの波長帯域の紫外線を使い、中間圏から電離圏までの高度でのプロファイル情報をもたらす。これらの観測結果は空軍気象局によって活用される。^[16]

DMSP F-18が打ち上げられた後、もう2機のDMSP衛星が打ち上げられる予定である。^[14]

写真資料

DMSP - Block 5D2
DMSP - Block 5D2
DMSP - Block 5D1
DMSPに使われたペイロードフェアリング。 SLC-10にて。

出典

^ “Schriever Airmen assist during satellite program move”. schriever.af.mil（英語版）. 2008年2月4日閲覧。
^ “DMSP(65-072A) - NSSDC ID: 1965-072A”. NASA NSSDC. 2012年1月22日閲覧。
^ “Defense Meteorological Support (sic) Program”. "The High Ground". 2008年5月31日閲覧。^{[リンク切れ]}
^ “P35 2 - NSSDC ID: 1962-039A”. NASA NSSDC. 2012年1月22日閲覧。
^ Shaltanis, Capt Dan A.. “Defense Meteorological Satellite Program History”. 2012年1月22日閲覧。
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^ “Vandenberg AFB Launch Schedule” (2009年6月30日). 2012年1月22日閲覧。
^ Jon Goff, et al. (2009年). “Realistic Near-Term Propellant Depots”. American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2012年1月22日閲覧。
^ “Jonathan's Space Report No. 527”. 2012年1月22日閲覧。
^ 米軍事衛星　軌道で爆発ロシアの声 2015-3-4
^ “2009-057A - USA 210”. 2012年3月8日閲覧。
^ “DMSP 5D-3 F18 (USA 210) - Orbit”. Heavens-Above. 2012年3月8日閲覧。
^ ^a ^b “Nation’s Newest USAF Environmental Satellite Launched”. LM (October 18, 2009). 2009年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年1月23日閲覧。
^ “Successful Flight Demonstration Conducted by the Air Force and United Launch Alliance Will Enhance Space Transportation: DMSP-18”. ユナイテッド・ローンチ・アライアンス (October 2009). 2011年1月10日閲覧。
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R. Cargill Hall - History of the Defense Meteorological Support Program

外部リンク

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[6] “Program 35”. Encyclopedia Astronautica. 2012年1月22日閲覧。

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