ミサイル防衛警報システム
MIDAS 赤外線センサー。

ミサイル防衛警報システム（MIDAS）は、1960年から1966年の間にソ連の大陸間弾道ミサイル発射を限定的に警告した12基の早期警戒衛星からなるアメリカ空軍防空軍システムである。当初は弾道ミサイル早期警戒システムと連動して動作する完全な早期警戒システムとして機能することになっていた。コストと信頼性の懸念から、プロジェクトは研究開発の役割に限定された。システムの12回の打ち上げのうち3回は失敗に終わり、残りの9つの衛星は、プロジェクトが国防支援プログラムに置き換えられるまで、ソ連の大まかな赤外線早期警戒範囲を提供した。MiDASは、コロナおよびSAMOSシリーズも含まれていた米国の第一世代の偵察衛星の1つの要素であった。赤外線早期警戒衛星システムという主な役割は果たせなかったが、後継システムに必要な技術の先駆けとなった。

起源

1957年10月4日、ソビエト連邦はカザフスタン共和国のチュラタム射場から世界初の人工衛星スプートニク1号を打ち上げた。この出来事は科学的勝利であったが、ソ連が大陸間弾道ミサイル(ICBM) で米国を攻撃する能力を獲得したことも意味した。スプートニク1号とスプートニク2号を打ち上げたブースターロケットR-7に水素爆弾を搭載することもできたため、米国とカナダに対する真珠湾攻撃のような核奇襲攻撃の脅威が生じた。ソ連の奇襲ICBM攻撃を早期に警告するため、米国、カナダ、デンマーク(主要レーダー基地が建設されたグリーンランドの管轄下にあった) の政府は、弾道ミサイル早期警告システム (BMEWS) の構築に合意した。

しかし、このシステムはレーダーシステム固有の限界と地球の曲率によって妨げられた。ソ連は北半球の反対側に位置していたため、ソ連のICBMの潜在的発射地点は、アラスカ州チューレ・アンド・クリア空軍基地（後にイギリスにも建設中）のBMEWSレーダー基地から地平線を数千マイルも越えていた。また、BMEWS基地は巨大であったにもかかわらず、発射直後のICBM弾頭を検知することはできなかった。弾頭が地平線を超えて上昇して初めて、米空軍がそれを検知し、警告を発することができたのである。

正確な計算によれば、ICBM攻撃があった場合、BMEWSシステムは警告を10分から25分しか与えないことが既に分かっていた。計画通りMIDASシステムはこの警告時間を約30分に延長し、戦略航空軍の核武装重爆撃機全てが各空軍基地から離陸するのに必要な追加時間を与え、ソ連政府に対して奇襲攻撃でこれらの爆撃機を破壊できないことを証明することになる。したがって、ソ連は核報復の有効な脅威によってそのような攻撃を思いとどまらせることになるだろう。[ 1 ]さらに、MIDASシステムはBMEWSからの熱核攻撃のレーダー探知を確認できるはずだったため、レーダーシステムからの偶発的な核誤報の可能性を減らすことができたはずである。 [ 1 ]

開発とコスト

1955年3月16日、アメリカ空軍は「地球の予め選択された地域」を継続的に監視し「潜在的な敵の戦争遂行能力の状況を判断する」ための先進的な偵察衛星の開発を命じた。[ 2 ]この命令の結果、WS-117Lとして知られる当時の秘密のアメリカ空軍プログラムが創設され、アメリカの偵察衛星の第一世代の開発が管理された。これらには、コロナシリーズの観測衛星と SAMOS衛星が含まれていた。2シリーズの衛星の設計、開発、製造を請け負ったロッキード・マーチン社となる会社は、赤外線センサーと望遠鏡を使用して重爆撃機やICBMの熱を検出する衛星など、補助的な役割を果たす他の衛星プログラムをいくつか提案した。 [ 3 ]ソ連のスプートニク打ち上げとICBMの脅威の出現を受けて、1957年末までにサブシステムGがWS-117Lに追加されました。[ 4 ]高等研究計画局（ARPA）の設立に伴い、サブシステムGはその組織に引き継がれ、1958年11月にMiDASというコードネームが与えられました。[ 3 ]

1959年2月、ARPAは空軍に初期プロジェクト開発計画を提出した。当初の提案では、MIDASはソ連上空から赤外線センサーを用いてICBMの発射を検知し、熱核攻撃の早期警報を発することになっていた。 [ 5 ]この計画では、1959年11月から1961年5月の間に10機の衛星による研究開発プログラムが実施され、その後、本格的な運用システムが配備されることになっていた。[ 6 ]

MIDAS 衛星によって収集される情報は極めて時間に敏感だったため、システムの設計者は、ディスカバラー/コロナ/SAMOS シリーズの偵察衛星によって開拓されたフィルム容器投下システムを使用することができなかった。そのシステムでは、衛星に搭載されたカメラは写真フィルムカプセルを使用し、物理的に大気圏に再突入してから軍用機によって空中で回収された。MIDAS 衛星は、代わりに電波を介して警告信号を地球に送信する必要があった。当時利用可能な RFチャネル容量が限られていたため、実際の赤外線画像は送信されなかった。その代わりに、衛星はミサイル発射の疑いを検知したことと、発射の時間と場所を無線で送信するだけだった。

ソ連の広大な国土を24時間体制でカバーするには、複数のMIDAS衛星が必要だった。衛星を静止軌道に乗せるブースターロケットはまだ開発されておらず、1基あるいは数基のMIDAS衛星では、ロシア国内、特に北極圏に近い極北の大陸間弾道ミサイル（ICBM）発射予定地点をすべてカバーすることはできない可能性があった。ソ連全土からの発射を探知するには極軌道上の衛星が必要だったが、極軌道の性質上、各衛星がソ連上空に滞在できる時間はごくわずかだった。設計過程で衛星の計画能力が変更されるにつれ、衛星の配備計画も変更された。1959年1月に完成した計画では、高度1,000マイルを周回する20基のMIDAS衛星群が推奨されたが、同年後半に作成された改訂計画では、高度2,000マイルを周回する12機の宇宙船群が想定された。[ 7 ]

1959年に推定された完全なシステムの導入には、2億ドルから6億ドルの費用がかかるとされていた[ 8 ]（2024年にはそれぞれ16億4000万ドルから49億2000万ドルに相当）。[ 9 ]この莫大な費用といくつかの「未解決の問題」が残っていたため、早期警戒システムについてドワイト・D・アイゼンハワー大統領に助言する科学諮問委員会は、研究プログラムの実施は推奨するものの、完全なシステムの導入に関する最終決定は少なくとも1年間延期するよう勧告した[ 8 ] 。

1959年度、ARPAはMIDASに2,280万ドル（2024年には1億8,700万ドルに相当）[ 9 ]を費やし、1960年度にはARPAと空軍は合わせて9,490万ドル（2024年には7億6,900万ドルに相当）を費やした[ 10 ] 。 [ 9 ]

プログラムの概要と開始履歴

MIDAS計画は、1960年2月26日、ケープカナベラルのLC-14からアトラス・アジェナAブースターを搭載したMIDAS 1号機の打ち上げで開始されました。アトラスは燃焼を無事に完了しましたが、段階的燃焼前の惰性飛行中に、アトラスのLOXタンク圧力が突然ゼロになり、ミサイルが回転し、アジェナのテレメトリはすべて停止しました。飛行後の調査ではいくつかの原因が示唆されましたが、最も可能性の高いのはアジェナの不注意による分離破壊システム（ISDS）爆薬の誤作動でした。この事故の後、ISDSシステムは再設計され、MIDAS 2号機のブースターには改造作業中はISDSが搭載されていませんでした。[ 11 ]

5月24日、MIDAS 2号は軌道投入に成功したものの、姿勢制御システムに不具合が発生した。赤外線センサーからいくつかのデータが返送された後、テレメトリシステムも故障した。地上フレアの検知やタイタンIミサイルの試験など、計画されていたいくつかの実験は中止された。MIDAS 2号は1974年に軌道上で衰退するまで軌道上に留まった。このシリーズの次の打ち上げは1年以上行われず、プログラムは西海岸に移り、ポイント・アルゲロのSLC-3 1-2が運用拠点となった。この間、2機のコロナ衛星もMIDASセンサーを搭載し、試験を行った。

最初の実用モデルである MIDAS 3 は、新しい再起動可能なアジェナ B 段を使用して 1961 年 7 月 24 日に打ち上げられました。アトラスのプログラマは、ブースター切り離しの際に故障のためリセットされましたが、衛星は無事に軌道に到達しました。しかし、太陽電池パネルの 1 つが展開に失敗し、MIDAS 3 は電力不足に陥り、数周回した後に機能停止しました。MIDAS 4 (10 月 21 日) では、T+186 秒でアトラスがロール制御を失い、さらなる困難をもたらしました。衛星は誤った軌道に配置され、アジェナ B は 2 回の噴射中に補正しようとして姿勢制御ガスを使い果たしました。MIDAS 4 が意図したトランスファー軌道に到達したときには、姿勢制御ガスが残っておらず、衛星を安定させることができませんでした。太陽電池パネルの 1 つが故障する前に、ケープカナベラルから打ち上げられたタイタン I をなんとか検出しました。 1か月後、SAMOS 4号機でも同様の制御問題が発生し、衛星は軌道投入に失敗しました。2つの故障の調査の結果、両アトラスの逆噴射ロケットパッケージの熱シールドが打ち上げ中に破損し、ジャイロスコープパッケージが空力加熱にさらされていたことが判明しました。ロール出力チャネルに使用されていたトランジスタにも不具合が疑われ、別の種類のトランジスタに交換され、逆噴射ロケットの熱シールドも再設計されました。

この時点で、ARPA長官ジャック・ルイナ率いる委員会が、空軍がミサイル早期警戒システムの実現可能性を実証するまでは、実用化に向けた取り組みは行わないよう勧告したため、MIDAS計画は一時的に中断された。さらに、MIDASのセンサーは、当時広く弾道ミサイルの未来と目されていた固体燃料ロケットの排気ガスではなく、液体燃料ロケットの排気ガスを検知するように設計されていた（当時のソ連は固体燃料ロケットの開発においてアメリカ合衆国に大きく遅れをとっていた）。委員会は、MIDASのプログラム管理が「ひどい」ものであり、現在の成功率では「実用化システムの開発には10年かかる」と判断した。1961年11月、国防総省は国防総省のすべての宇宙プログラムを厳重に機密扱いとする指令を発布し、MIDASは「プログラム461」という隠蔽名を与えられた。ハードウェアの問題解決のための時間を確保するため、プログラムの開発期間も延長された。

こうした変更にもかかわらず、故障は続いた。6か月の休止の後、MIDAS 5号は1962年4月9日に軌道に乗った。アトラスの自動操縦装置は不十分なピッチとロールのプログラムを生成し、その結果、高度が高すぎて速度が不十分となった。このため通常の誘導システムの切断コマンドが送信されず、プログラマからのバックアップコマンドによってVECOとアジェナ分離が実行されている間に、燃料枯渇によってSECOが発生した。MIDAS 5号は軌道に到達したが、計画とは異なる軌道であった。衛星は7周目まで運用されたが、そこでバッテリ障害により衛星システムの継続運用に必要な電力が不足した。アトラスの自動操縦装置の不具合に関する徹底的な調査の結果、ジャイロスコープが3軸すべてで低い信号ゲインを送信していたことが判明したが、特定の原因は特定できなかった。そのため、飛行前の手順がいくつか変更され、ジャイロスコープパッケージの試験が改善された。[ 12 ] 8ヵ月後、MIDAS 6号は打ち上げられたが（12月17日）、軌道には乗らなかった。飛行はT+77秒から制御不能に陥るまでは一見正常だった。アトラスはT+80秒に分解し、アジェナは打ち上げ後約4.7分で海に衝突するまで信号の送信を続けた。故障の原因究明は飛行データが限られていたために困難だった。アトラスのテレメトリ送信アンテナが打ち上げ前のカウントダウン中に故障していたのだ。追跡フィルムはT+64秒にアトラスの後端から煙が噴き出すことを明らかにしており、ミサイルはT+77秒に3軸すべてで回転し始め、LOXタンクの前端で分解した。アジェナT/Mも制御不能を記録した。故障の原因は、打ち上げフィルムの調査により、ブースターの油圧上昇切断を保護するために設計された熱シールドが打ち上げ時に破損したことが判明するまで実証されなかった。エンジン排気による熱保護がなかったため、T+64秒に上昇遮断装置が破裂し、ブースターエンジンの油圧作動油が漏れ出した。13秒後、油圧システムの作動油が枯渇し、ブースターのジンバル制御が失われた。また、Mod II-A誘導システムの追跡ビーコンが故障するという、これとは無関係の別の故障も発生していた。もし飛行がサステイナーフェーズまで継続されていたら、ブースターへの誘導コマンドの送信が不可能となり、軌道が不適切となり、ミッションが失敗していた可能性が高い。[ 13 ]

マイダス7号は1963年5月9日に軌道投入に成功し、6週間の任務中にアメリカの10回の異なるICBM試験を探知し、宇宙からのミサイル発射の探知に初めて成功した。その後、マイダス8号（6月12日）はマイダス6号と同じ失敗を繰り返した。再び、離陸時にライズオフ熱シールドが故障し、アトラスブースターエンジンの油圧油が漏れ、打ち上げ機は不安定になり、T+93秒で自爆した。ライズオフの故障は1963年3月のアトラスD型ICBM試験飛行の失敗の原因でもあり、この故障モードが6ヶ月間で3回発生したため、ライズオフ熱シールドは再設計された。再設計の一環として、GD/A社はミサイルではないが、アトラス宇宙発射機の油圧システムにチェックバルブも追加した。[ 14 ]マイダス8号の1ヶ月後、オリジナルのマイダスシリーズの最後となるマイダス9号の打ち上げに成功した。ミダス 10-12 は 1966 年半ばの 5 か月間に打ち上げられ、その後プログラムは正式に終了し、後継の防衛支援プログラムに取って代わられました。

MIDAS とその後継機は 1998 年に機密解除されました。

MIDASは、初期の宇宙計画の多くと同様に野心的すぎ、当時の技術の能力を超えた目標を掲げていたため、せいぜい限定的な成功にとどまった。問題には、雲に反射した太陽光を敵のミサイル発射と誤認することなどがあった。W-17赤外線センサーは、ミサイルが地球の大気圏を通過する際の初期の熱流を検知できないことが判明し、W-37センサーの導入によって初めて軌道上からの発射を検知できるようになった。この成功にもかかわらず、MiDASシステムは、衛星を破壊しソ連を24時間体制でカバーするという望みを絶つという失敗作の打ち上げによって妨げられた。さらに、原子炉や太陽電池パネルなどの継続的な電源がなかったため、衛星は軌道上でわずか数週間でバッテリーが切れてしまった。

MIDAS プログラム自体は期待に応えることはできなかったが、 1970 年代に初めて打ち上げられ、現在ではミサイル発射の早期警報を提供している防衛支援プログラムシステムの衛星の最終的な導入への道を開いた。

MiDASが発売

Astronautixのミッションチャート[ 15 ]と[ 16 ]
名前 発売日 質量（kg） 発射場 打ち上げ機 傾斜（度） NSSDC ID コメント
ミダス11960年2月26日 2,025 ケープカナベラル LV-3A アトラス・アジェナA -------- ミダス1 失敗：アトラスはサステイナーの停止とバーニアの遮断まで正常に動作していました。ステージング中に発生した電気系統の不具合により、アジェナの射場安全装置破壊装置が作動し、アジェナとアトラスの液体酸素タンクドームが破裂しました。打ち上げ機は大西洋に落下しました。
ミダス21960年5月24日 2,300 ケープカナベラル[ 17 ]LV-3A アトラス・アジェナA 33.00 1960-006A ミサイル防衛警報システム。W-17センサーを搭載した試験発射。
ディスカバラー19号（RM-1） 1960年12月20日 1,060 ヴァンデンバーグ トール・アゲナ83.40 1960-019A Midas プログラム用の IR センサーをテストしました。カメラやフィルム カプセルは搭載していません。
ディスカバラー21号（RM-2） 1961年2月18日 1,110 ヴァンデンバーグ トール-アジェナB 80.60 1961-006A Midas プログラム用の IR センサーをテストしました。カメラやフィルム カプセルは搭載していません。
ミダス31961年7月12日 1,600 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB 91.20 1961-018A ミサイル防衛警報システム。
ミダス41961年10月21日 1,800 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB 86.70 1961-028A ミサイル防衛警報システム。ブースターの故障により軌道が誤っていた。
ミダス51962年4月9日 1,860 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB 86.70 1962-010A ミサイル防衛警報システム。
ERS 31962年12月17日 未知 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB -------- -------- 離陸時に油圧上昇バルブが損傷。RSO T+82秒。
ミダス71963年5月9日 2,000 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB 87.30 1963-030A MIDAS 7号は、MIDASの最初の運用ミッションであり、W-37センサーを搭載した最初のミッションでした。6週間の運用期間中、MIDAS 7号は9回の米国による大陸間弾道ミサイル（ICBM）発射を記録しました。その中には、宇宙から初めて検知されたミサイル発射も含まれ​​ています。
ERS 71963年6月12日 未知 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB -------- -------- 起動に失敗しました。
ERS 81963年6月12日 未知 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB -------- -------- アトラスブースターの油圧故障に続いて制御不能とRSO破壊が発生しました。
ミダス91963年7月19日 2,000 ポイント・アルゲロ LV-3A アトラス-アジェナB 88.40 -------- ミサイル防衛警報システム。ERS10子衛星は射出されなかった。
ミダス101966年6月9日 2,000 ヴァンデンバーグ SLV-3 アトラス-アジェナD 90.00 1966-051A ミサイル防衛警報システム。移行軌道上に残されています。
ミダス111966年8月19日 2,000 ヴァンデンバーグ SLV-3 アトラス-アジェナD 89.70 1966-077A ミサイル防衛警報システム。
ミダス121966年10月5日 2,000 ヴァンデンバーグ SLV-3 アトラス-アジェナD 89.80 1966-089A ミサイル防衛警報システム。
  • MIDAS赤外線センサー
    MIDAS赤外線センサー
  • MIDAS赤外線センサーの取り付け
    MIDAS赤外線センサーの取り付け
  • RTS-1赤外線ペイロード
    RTS-1赤外線ペイロード

参照

参考文献

  1. ^ a b「MIDASに関する報告書の草稿」、ジャック・ルイナ、DARPA。1961年11月1日。2007年11月19日にアクセス。
  2. ^マーク・エリクソン「Into the Unknown Together - The DOD, NASA, and Early Spaceflight」。 2009年9月20日アーカイブ、Wayback Machine 1-58566-140-6
  3. ^ a b「宇宙ベースの早期警戒：MIDASからDSP、SBIRSまで」ジェフリー・リチェルソン、国家安全保障アーカイブ電子ブリーフィングブック第235号。2007年11月9日。2007年11月14日にアクセス。
  4. ^ Jeffrey T. Richelson、「アメリカの宇宙監視人：DSP衛星と国家安全保障」（ローレンス、カンザス州：カンザス大学出版局、1999年）、8-9ページ。
  5. ^「W-37赤外線早期警戒センサー」国立航空宇宙博物館、1999年10月18日。2007年11月9日にアクセス。
  6. ^「MIDASに関する報告書の草稿」、ジャック・ルイナ、DARPA。1961年11月1日、p. IV-1。2007年11月19日にアクセス。
  7. ^ NW Watkins、「MIDASプロジェクト：パートI 戦略的および技術的起源と政治的進化 1955-1963」、英国惑星協会誌第50巻、1997年、215-224頁。
  8. ^ a b「早期警告パネル報告書」大統領科学諮問委員会、1959年3月13日。2007年11月14日にアクセス。
  9. ^ a b cジョンストン、ルイス、ウィリアムソン、サミュエル・H. (2023). 「当時の米国のGDPはいくらだったのか？」 MeasuringWorth . 2023年11月30日閲覧。米国の国内総生産デフレーター数値は、MeasuringWorthシリーズに従います。
  10. ^ 「空軍の宇宙活動年表」（PDF）。国家偵察局。2012年10月7日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2011年7月13日閲覧。
  11. ^「飛行後評価報告書、アトラス 29D」コンベア、1960 年 3 月 14 日
  12. ^「飛行評価報告書、アトラス110D」コンベア、1962年4月28日
  13. ^「飛行評価報告書、アトラス131D」コンベア、1963年1月5日
  14. ^「飛行評価報告書、アトラス139D」コンベア、1963年6月30日
  15. ^ウェイド、マーク、 Encyclopedia Astronautica Midas、Wayback Machineで2010年11月20日にアーカイブ
  16. ^ R. カーギル・ホール著『ミサイル防衛警報：宇宙配備型赤外線早期警戒の起源』宇宙ミサイルシステムセンター、1988年。アクセス日：2009年5月30日
  17. ^ビデオ：大災害。火山、津波、太平洋地域を壊滅させる、1960年5月27日（1960年）。ユニバーサル・ニュースリール。1960年。 2012年2月22日閲覧。

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