AN/FPQ-16 PARCS
ノースダコタ州にあるアメリカ宇宙軍のフェーズドアレイレーダーシステム

AN/FPQ-16
キャバリエ宇宙軍基地のPARCS
原産国 アメリカ合衆国
メーカーゼネラル・エレクトリック
紹介された1975年; 50年前 （1975年）
建造数1
タイプパッシブ電子走査アレイ
範囲2,000マイル（3,200 km）

AN /FPQ-16 境界捕捉レーダー攻撃特性評価システム（PARCS）[1] [2]は、ノースダコタ州に設置されたアメリカ宇宙軍の 強力なパッシブ電子走査アレイレーダーシステムです。アメリカ宇宙軍のミサイル警戒・宇宙監視システム群の中で、より近代的なPAVE PAWSフェーズドアレイレーダーに次いで2番目に強力なフェーズドアレイレーダーシステムです。

PARCSは、アメリカ陸軍のセーフガード計画の弾道ミサイル防衛システムの一部である境界捕捉レーダー（PAR ）としてゼネラル・エレクトリック社によって構築されました。PARは、最大2,000マイル（3,200 km）の距離から飛来するICBMの早期警戒を提供し、より短距離のレーダーを備えた迎撃ステーションにデータを送信しました。[3] PARと他のシステムは、まとめてスタンレー・R・ミケルセン・セーフガード・コンプレックスとして知られていました。1972年にABM条約に調印したことで、米国はミサイルフィールドを保護するABM基地を1つに制限されました。2つ目の未完成のPARは、グレートフォールズから北に約60マイル（97 km）のモンタナ州、コンラッドとチェスターの間のタイバー貯水池の近くにありましたが、その場に放棄されました。1975年、下院歳出委員会はミケルセンを閉鎖し、セーフガードを停止することを決議し、それは1976年7月に行われました。

ミケルセンが閉鎖された後、空軍の航空宇宙防衛司令部がPARサイトを引き継ぎ、1977年に早期警戒の役割で再開しました。その後、戦略航空軍に移管されました。このサイトは、近くのコンクリートの町にちなんでコンクリートミサイル早期警戒システム（CMEWS）として知られていました。しかし、その町の郵便局が1983年に閉鎖されたため、キャバリエ空軍基地となり、 2021年にキャバリエ宇宙軍基地に改名されました。後に衛星追跡の役割が追加され、そのミッションでPARCSは地球を周回する物体の半分以上を監視および追跡しています。PARCSは当初1992年に閉鎖される予定でしたが、代わりに新しい電子機器にアップグレードされてEPARCになりました。

EPARCSは、第10宇宙警戒飛行隊（スペースデルタ4 ）によって運用され、Summit Technical Solutions, LLCによって保守管理されています。契約業者に加え、NORADは米国とカナダの軍人隊員をこの施設に派遣しています。

説明

統合電子機器型式指定システム（JETDS）に基づき、「AN/FPQ-16 」の指定は、固定式地上レーダー特殊装置または複合装置用の陸海軍電子機器の16番目の設計を表します。JETDSシステムは現在、国防総省のすべての電子システムの名称にも使用されています。

レーダー

北西から見たPARCS。中央にメインアンテナが設置されている。屋根のレドームは衛星通信アンテナを保護している。右側の建物には発電所がある。

PARは当初、バスケットボール9.4インチ（24cm）の大きさの物体を2,100マイル（3,300km）の距離から捕捉することができた。例えば、ハドソン湾に発射された潜水艦発射弾道ミサイルの弾頭などである。また、同様の距離での解像度は3.5インチ（9cm）未満まで向上可能であった。[4]当初のPAR装置には以下のものが含まれていた。

  • ビームフォーミングネットワーク（BFN）は、6,888素子からなるフェーズドアレイで、当初は建物の傾斜壁に設置された6,144個のGEベリリウム銅クロスダイポール[5]で構成されていました。各素子は支持棒と2つのクロスダイポールで構成され、45度折り曲げて矢じり型に形成されています。
  • PARビルの傾斜壁の内側には「位相シフター・プラットフォーム」が設置されており[6] 、コンピュータ制御によって個々のアンテナ素子への電流供給の位相をシフトさせ、ビームを瞬時に任意の方向に向けることが可能になった。後にBFN向けに「マイクロストリップ高出力UHF位相器」が開発された[7] 。
  • BFNの操舵/制御のためのセンサー制御システムプログラム[8]を備えたビームステアリングコンピュータ
  • ビーム電源[9] [10]と電源制御装置[11]
  • 電子機器のタイミング信号用のデュプレックスデジタルデータグループ
  • アンテナビーム形状を監視できるレーダーメンテナンスコンソール
  • 信号プロセッサの IF 入力への中間周波数(IF) 信号のシミュレーションを行うレーダーリターン ジェネレーター。

その他のシステム

PARに加えて、このシステムには5基のGE発電機用の16気筒ディーゼル/天然ガスクーパーベッセマーエンジン5基を備えた14メガワットの電力システムが含まれています。 [12]建物の屋上にはレドーム付きの小型「アンテナ測定レーダー」が設置されていましたが[13]、後に衛星通信アンテナに置き換えられました。[14] EPARCSには変電所とヒートシンクも含まれています。[15]

PARデータプロセッサ（冗長プロセッサ、プログラムストア、変数ストアユニットを含む中央ロジックおよび制御[16]付き）は、ミサイル/衛星の追跡データを通信機器に提供し、NORADなどに転送し、議会記録では境界捕捉レーダーとは別の調達品目としてリストされていました。[17]高度データ通信制御手順（ADCCP）のために、 1980年代にリン・O・ケスラーによって発明されたADCCP通信プロセッサは、 PARCSデータ伝送コントローラとシャイアンマウンテンコンプレックス間のメッセージを「変換」します。ADCCP通信プロセッサ

歴史

3月

PAR設計の歴史は、 1960年代初頭のナイキX ABMプログラムに遡ります。ナイキXは、機械式レーダーを採用していたため、一度に3発または4発のミサイルしか攻撃できなかった、以前のLIM-49ナイキゼウスABMシステムの問題点に対処するための試みでした。 [18]兵器システム評価グループは、ゼウスシステムは4発の弾頭を発射するだけで90%の確率で貫通できると予測しました。これは、100発ものミサイルを収容する基地を破壊するためのわずかなコストです。[19]

ベル研究所は1960年にゼウスレーダーをフェーズドアレイシステムに置き換えることを提案し、1961年6月に開発が承認されました。その結果、ゼウス多機能アレイレーダー（ZMAR）が誕生しました。これは、アクティブ電子操舵アレイレーダーシステムの初期の例です。[20] MARは多数の小型アンテナで構成され、それぞれが独立したコンピュータ制御の送信機または受信機に接続されていました。様々なビームフォーミングと信号処理手順を用いることで、1台のMARで長距離探知、追跡生成、弾頭とデコイの識別、そして飛来する迎撃ミサイルの追跡を行うことができました。[21]

MARは、広大な空間における戦闘全体を単一の拠点から統制することを可能にした。各MARとそれに関連する戦闘センターは、数百の目標の追跡を処理する。システムは各目標に対して最適な砲台を選択し、攻撃すべき特定の目標を各砲台に引き継ぐ。通常、1つの砲台がMARに関連付けられ、他の砲台はMARの周囲に分散配置される。遠隔地の砲台には、はるかに簡素なレーダーが搭載されており、その主な目的は、発射されたスプリントミサイルが遠く離れたMARに視認される前に追跡することであった。これらの小型ミサイルサイトレーダー（MSR）は受動走査方式で、MARの複数ビームではなく、単一のビームを形成する。[21]

パー

MARシステムのコストは非常に高かったため、現実的には大都市のような高価値拠点でしか運用できませんでした。当初のNike-X構想では、小規模な都市は無防備なままでした。1965年からは、縮小版MARであるTACMARを用いた自律型スプリント基地の構想に着手しました。その後の検討の結果、改良型MSRであるTACMSRが開発されました。MSRは基地への警報発信に必要な射程距離を欠いていたため、1965年春には、全国の基地への警報を主目的とした超長距離早期警戒レーダーの構想が生まれました。このシステムは基本的な追跡機能しか備えておらず、デクラッターシステムも備えていませんでした。これらの機能はPARが警報を発したレーダーに委ねられることになりました。これにより、レーダーの解像度は比較的低く抑えられ、従来型の安価なVHF電子機器を用いて構築することができました。レーダーは攻撃の初期段階のみに使用されるため、防爆構造は備えておらず、建設コストは大幅に削減されました。[22]

ソ連のICBM数の増加に伴い、Nike-Xの配備コストが増大し始めたため、陸軍とベル社は、より限定的な任務を遂行する小規模な配備を検討し始めた。その一つとして、自律型MSRと早期警戒PARのみで構成される、はるかに軽量なNike-Xシステムのアイデアがあった。これがPARシステムの請負業者による研究へと発展した。ベル研究所は1966年10月に仕様書を完成させ、ゼネラル・エレクトリック社は12月に開発契約を獲得した。[23]このモデルでは、PARは初期探知だけでなく、MSRが割り当てられた目標の位置を正確に把握できるように、正確な航跡を生成するのにも役立つ。これには、MARのマイクロ波周波数ほどではないものの、当初のVHF設計よりも高い解像度が求められた。[24]

1967 年 4 月、 UHF周波数への移行が決定されました。[24]これにより、適度な大きさのレーダーで必要な解像度を提供できるだけでなく、空の広い範囲がレーダーに対して不透明になる、核ブラックアウトと呼ばれる深刻な問題の解決にも役立ちます。これは早期警戒には適していました。弾頭が爆発する頃には PAR はすでにその役割を果たしていたでしょうが、縮小版の MSR モデルでは受け入れられませんでした。この効果は周波数が高いほど持続時間が短くなることがわかっていたので、UHF に移行することで PAR はマイクロ波周波数の MAR を犠牲にすることなく、より迅速に鮮明な視界を得ることができるようになりました。プリンスアルバート レーダー研究所での実験では、これによってオーロラがある場合のパフォーマンスも向上することが示されました。しかし、さまざまな技術的要因により、同じ検出性能を達成するには 4 倍の電力が必要になることも意味していました。このコストの一部は、MARと初期のPARで使用されていた別々の送信/受信アレイから単一のアレイへの移行によって相殺されました。これは、使用されている周波数による可能性でした。[25]

Nike-XがSentinelに

1962年に行われた高高度核実験のデータが研究されるにつれ、新たなタイプの対弾頭攻撃法が開発された。大気圏外では、弾頭の爆発によって発生する大量のX線は長距離を移動するが、低高度では数十メートル以内で空気分子と急速に相互作用する。これらのX線が金属に当たると、金属は急速に加熱され、衝撃波が発生し、再突入体の耐熱シールドを破壊する可能性がある。このアプローチの利点は、効果が数キロメートル程度の領域に及ぶため、デコイの雲に守られた弾頭であっても、1発のミサイルで攻撃できる点である。対照的に、スプリントやそれ以前のナイキ・ゼウスは、効果を発揮するために目標から約100メートル以内で爆発する必要があり、デコイがなくても長距離で爆発させるのは極めて困難であった。[24]

これがきっかけとなり、当初はZeus EXとして知られ、後にLIM-49 Spartanと改名された、射程距離が約400マイル（640 km）のZeusの改良型を使用するシステムの新たな研究が始まった。これらのシステムは、Sprintのみをベースとした防衛よりも、はるかに少ない数の基地から米国全土を防御できる。このコンセプトはSentinelプログラムとして浮上し、実質的にはNike-Xの密度が低く、安価で長距離版であった。[24]このシステムでは、PARは早期発見と追跡生成だけでなく、MSRの射程範囲外となったSpartanの長距離誘導も担当するようになり、さらなるアップグレードが必要となり、戦闘全体においてPARの重要性がさらに高まった。また、システム全体では、ターゲットがレーダーからレーダーに引き継がれるため、データ通信を大幅に改善する必要もあった。[26]

結局、PARは、当初の置き換えを意図していたMARの性能を落としたバージョンとほとんど同じものになった。1967年9月、ゼネラル・エレクトリック社はPARの量産システムの開発開始を承認された。[24]

センチネルがセーフガードになる

戦略バランスと予算の問題がABM配備の決定に引き続き重くのしかかったため、センチネル計画自体は中止された。1969年3月14日、リチャード・ニクソン大統領は、センチネル計画をセーフガード計画に置き換えると発表した。セーフガード計画は、空軍のLGM-30ミニットマンミサイル基地周辺に少数のスプリントミサイルを集中配備する計画である。ミニットマンミサイルが残存し、信頼性の高い抑止力を発揮できるようにすることで、基地を奇襲攻撃から守ることが狙いだった。[24] 12カ所の配備候補地のうち最初の2カ所を配備するという決定は、1969年8月に上院で、スピロ・アグニュー副大統領の1票によって可決された。[27]

セーフガード配備の最初の2段階として、フェーズIとしてモンタナ州マルムストロム空軍基地とノースダコタ州グランドフォークス空軍基地、フェーズIIとしてミズーリ州ホワイトマン空軍基地とワイオミング州ウォーレン空軍基地が選定された。フェーズIの配備場所のみがPARを必要とし、フェーズIIの配備場所はフェーズIのPARを早期警報に用いることになっていた。GE社は1970年初頭にPARの設計を製造用にリリースし、ノースダコタ州の配備場所がPARの研究開発拠点として選定された。[26]

建設と閉鎖

ノースダコタ州のPAR-1の建設は1970年4月に、モンタナ州のPAR-2の建設は5月に開始されました。翌年、GEのシラキュース事務所で広範囲にわたる試験が実施され、その間にアメリカ陸軍工兵隊が重機の設置を行いました。作業は1972年8月に戦略兵器制限交渉（SALT）協定が調印されるまで続きました。SALTの一環として、ABM条約は両国に弾道ミサイル迎撃システム（ABM）で防護される配備基地の数をそれぞれ1つに制限することを義務付けました。モンタナ州のPAR-2の建設は中止され、未完成のまま今日まで残っています。[26]

PAR-1の主要な建設工事は1972年8月21日に完了し、試験運用が開始されました。アンテナの調整は1973年8月に完了し、同月、衛星と電波星の追跡に初めて成功しました。試験期間は丸2年間続き、1974年9月27日に正式な設備準備完了日が宣言されました。[26]この期間中、MSRとミサイル砲台の建設は継続され、ミケルセン基地全体が1975年4月に初期運用能力（IOC）に達しました。[5]複合施設は1975年10月1日に完全運用開始が宣言されました。[27]

翌日、下院歳出委員会はミケルセン基地の閉鎖とセーフガード・プログラムの終了を決議した。11月に成立した追加法案により、PAR-1基地の運用継続のための資金が認められた。MSRは1976年2月に閉鎖され、ミサイルの撤去が開始された。[27]

CMEWS

PARは1977年9月にアメリカ空軍にリースされ、[28] 1977年10月に運用を開始した。[29]アメリカ空軍は、近くのコンクリートの町にちなんで、この基地をコンクリートミサイル早期警戒システム（CMEWS）と命名した。[30] 1983年にコンクリートの郵便局が閉鎖されると、基地はキャバリエ空軍基地と改名され、レーダー自体もPARCSとなった。1983年、PARCSからシャイアン山複合施設に「戦術警報および攻撃評価データ」を送信する任務に、第1宇宙航空団第5分遣隊（1986年第10ミサイル警報飛行隊、1992年第10宇宙警報飛行隊）が任命された。[要出典]

強化されたPARCS

強化型周辺捕捉レーダー攻撃特性評価システム（EPARCS）は1989年[1]に設立され（「AN/FPQ-16」は主要防衛調達プログラムとなった）、1992年9月に終了する予定であった。[15] 1993年にITT Federal ServicesがPRC, Inc.から運用と保守を引き継いだ。[15]アメリカの歴史的エンジニアリング記録が作成され、議会図書館に寄贈された。[28]

BAEシステムズは、 2003年に670万ドルの運用、保守、ロジスティクス契約を獲得して以来、[1]レーダーやその他のEPARKSサブシステムの保守を行ってきた [31]（2012年に延長が認められた）。

固体フェーズドアレイレーダーシステム（SSPARS）の配備により、 BMEWSが置き換えられ、固体電力増幅器を備えたAN/FPS-115 PAVE PAWSがアップグレードされました（例えば、チューレでは1987年のAN/FPS-120を使用）。しかし、1994年の「旧式レーダー技術」を備えたEPARCSとアラスカのコブラデーンでは、 [15] L-3コミュニケーションズが2004-9年のTWTの供給契約を結びました。[32] 2000年代後半、米空軍はSSPARSをアップグレードし、ボーイングAN/FPS-132アップ​​グレード型早期警戒レーダー（UEWR）[33]を使用するようになりました。例えば、 RAFフィリングデールズでは1992年のAN/FPS-126が置き換えられました。[34] 2010年に委員会はEPARCSの弾道ミサイル防衛の理解：他の選択肢と比較した米国のブースト段階ミサイル防衛の概念とシステムの評価の状況を評価し、2012年2月1日までに[35]「米空軍はAN/FPQ-16の近代化プログラムに着手した」[2] 。Clear AFSの「UEWR近代化は2012会計年度に開始された」[36]のと同様に、ClearのAN/FPS-123を置き換えるためである。

2017年に空軍から3550万ドルの運用、保守、物流契約を獲得した後、サミット・テクニカル・ソリューションズが現在レーダーシステムの保守契約を結んでいる。[37]

外部画像
画像アイコン建設中のフェーズドアレイと機器の前面（アンテナ測定レーダーなし）
画像アイコン1972年 PARビル（タイム誌）

参照

参考文献

引用
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参考文献
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    • 第2部：主要システムとサブシステム、第8章：周辺捕捉レーダー
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  • マーク・E・ハブス、マイケル・エムリック（2003年5月）。スタンレー・R・ミケルセン・セーフガード・コンプレックス文化資源管理計画（PDF） （報告書）。アメリカ陸軍宇宙ミサイル防衛司令部。 2014年3月29日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2015年5月13日閲覧。
  • アメリカの歴史的技術記録（HAER）第ND-9-P号、「スタンレー・R・ミケルセン・セーフガード・コンプレックス、境界捕捉レーダー施設、立ち入り制限区域、立ち入り制限パトロール道路とサービス道路Aの間、ネコマ近郊、キャバリア郡、ノースダコタ州」
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