ヴェラ（衛星）

ヴェラ
軌道上のヴェラ5B衛星の想像図
原産国アメリカ合衆国
運用者アメリカ空軍
用途偵察
仕様
体制高度楕円軌道
設計寿命15年
生産
ステータス無効
起動済み12
運用中0
退役12
初打ち上げヴェラ1A
最後の打ち上げベラ6B
関連宇宙船
由来ヴェラ計画および統合運用核検知システム（IONDS）

ヴェラは、核爆発を探知し、ソ連の1963年の部分的核実験禁止条約の遵守状況を監視するために米国がヴェラ計画のヴェラホテル要素として開発した偵察衛星群の名前である。

ヴェラは1959年に小規模予算の研究プログラムとして開始されました。26年後、費用対効果の高い成功を収めた軍事宇宙システムとして終了し、宇宙放射線の自然発生源に関する科学的データも提供しました。1970年代には、核探知ミッションは国防支援プログラム（DSP）衛星に引き継がれました。1980年代後半には、ナブスター全地球測位システム（GPS）衛星によって強化されました。現在、このプログラムは統合運用核爆発探知システム（IONDS）と呼ばれています。

展開

打ち上げミッション報告書：Vela - VB （1980年）米空軍タイタンIIIC/Vela衛星情報フィルムリールの公式機密解除版

12機の衛星が製造され、そのうち6機はVela Hotel設計、6機はAdvanced Vela設計でした。Vela Hotelシリーズは宇宙での核実験を検知することを目的としており、Advanced Velaシリーズは宇宙だけでなく大気圏での核爆発も検知することを目的としていました。

すべての宇宙船はTRW社によって製造され、アトラス・アジェナまたはタイタンIII -Cブースターで2機ずつペアで打ち上げられた。ヴァン・アレン放射線帯に閉じ込められた粒子放射線を避けるため[ 2 ]、高度118,000 km (73,000マイル) [ 1 ]の軌道に配置された。遠地点は月までの距離の約3分の1であった。最初のヴェラホテルペアは1963年10月17日[ 3 ] 、部分的核実験禁止条約発効の1週間後に打ち上げられ、最後のヴェラホテルペアは1965年に打ち上げられた。設計寿命は6か月だったが、実際には5年後に停止された。改良型ヴェラペアは1967年、1969年、1970年に打ち上げられた。公称設計寿命は18か月だったが、後に7年に変更された。しかし、最後に停止された衛星は、1969年に打ち上げられ、ほぼ15年間稼働していたビークル9号（1984年）だった。

Velaシリーズは、1963年10月17日のVela 1Aおよび1Bの打ち上げから始まりました。この飛行は、アトラス・アジェナSLV-3ロケットの初飛行でもありました。2機目の衛星は1964年7月17日に、3機目は1965年7月20日に打ち上げられました。最後の打ち上げは、アトラス・アジェナSLV-3ロケットの片方のバーニアエンジンが打ち上げ時に停止し、もう片方のバーニアエンジンが通常以上の推力で作動したため、わずかに失敗しました。この結果、衛星の軌道傾斜角が通常よりわずかに低下しましたが、ミッションは成功しました。この問題は、バーニアのLOXポペットバルブの故障が原因でした。

その後のVela衛星は、重量と複雑さが増したため、タイタンIIICブースターに変更されました。さらに3セットが1967年4月28日、1969年5月23日、そして1970年4月8日に打ち上げられました。最後の2セットのVela衛星は1985年に運用停止されるまで運用されました。空軍はこれらを世界最長の運用衛星であると主張しました。これらの衛星は1992年末に軌道が減衰するまで、軌道上に留まりました。

ヴェラのテーブルが打ち上げられる[ 4 ]
打ち上げ日 衛星 COSPAR ID 打ち上げ機 シリアル 打ち上げ質量 計器 衛星写真
1963年10月17日ヴェラ1A1963-039Aアト​​ラス・アジェナ-D 197D150キログラム (330ポンド)計器3台
ベラ1B1963-039C
1964年7月17日ベラ2A1964-040Aアト​​ラス・アジェナ-D 216D150キログラム (330ポンド)計器8台
ヴェラ2B1964-040B
1965年7月20日ヴェラ3A1965-058Aアト​​ラス・アジェナ-D 225D150キログラム (330ポンド)計器8台
ヴェラ3B1965-058B
1967年4月28日ヴェラ4A1967-040AタイタンIIIC3C-10231キログラム (509ポンド)9つの計器
ヴェラ4B1967-040B
1969年5月23日ヴェラ5A1969-046DタイタンIIIC3C-15259キログラム (571ポンド)計器8台
ヴェラ5B1969-046E
1970年4月8日ヴェラ6A1970-027AタイタンIIIC3C-18261キログラム (575ポンド)計器8台
ベラ6B1970-027B

観測機器

Vela-5B全天監視装置

当初のVela衛星には、12台の外部X線検出器と18台の内部中性子・ガンマ線検出器が搭載されていました。また、 90ワットの電力を発電する 太陽電池パネルも搭載されていました。

アドバンスト・ヴェラ衛星には、さらに2つの非画像型シリコンフォトダイオードセンサー（バンメーターと呼ばれる）が搭載されており、1ミリ秒未満の間隔で光量を監視しました。これらのセンサーは、核爆発の位置を約3,000マイル（約4,800キロメートル）以内で特定することができました。大気圏内核爆発は、しばしば「双峰曲線」と呼ばれる独特の特徴的な現象を引き起こします。これは、約1ミリ秒持続する短く強烈な閃光の後に、数分の1秒から数秒かけて、はるかに長く、強度の弱い2回目の発光が続く現象です。この現象は、初期の火球の表面が、電離ガスで構成される膨張する大気衝撃波に急速に覆われることで発生します。衝撃波自体はかなりの量の光を発していますが、不透明であるため、はるかに明るい火球が透過するのを妨げます。衝撃波が膨張するにつれて、衝撃波は冷却されて透明になり、より高温で明るい火球が再び見えるようになります。

このような特徴を生み出す自然現象は一つも知られていないが、ヴェラ衛星は、明るい閃光を発生させる隕石の衝突や、ヴェラ衛星の事件で起こったかもしれない地球の大気圏での雷スーパーボルトの誘発など、非常にまれな自然の二重現象を記録する可能性があると推測されている。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

また、大気圏爆発による 電磁パルスを検知できるセンサーも装備されていました。

これらの機器には追加の電力が必要であり、大型衛星は太陽電池パネルから発電された120ワットの電力を消費しました。幸運なことに、Vela衛星は宇宙ガンマ線バーストを検出した最初の装置となりました。

ガンマ線バーストの発見における役割

1967年7月2日14時19分（UTC）、ヴェラ4号とヴェラ3号の衛星が、既知の核兵器の特徴とは異なるガンマ線の閃光を検知した。[ 8 ]何が起こったのか不明であったが、事態を特に緊急とは考えなかったため、レイ・クレベサデル率いるロスアラモス科学研究所のチームは調査のためにデータを保管した。より高性能な機器を搭載したヴェラ衛星がさらに打ち上げられると、ロスアラモスチームはデータの中に不可解なガンマ線バーストを見つけ続けた。異なる衛星によって検知されたバーストの異なる到着時間を分析することで、チームは16のバーストの天空位置を大まかに推定し、 [ 9 ]地球または太陽起源ではないことを決定的に排除することができた。一般に信じられているのとは異なり、このデータは機密扱いされなかった。[ 10 ]徹底的な分析の後、発見は1973年に天体物理学ジャーナルに「宇宙起源のガンマ線バーストの観測」と題された論文として発表されました。[ 9 ]これにより、天文学界はガンマ線バーストの存在に警鐘を鳴らし、現在では宇宙で最も激しい現象として認識されています。

ヴェラ5Aと5B

Vela 5Aとその双子のVela 5Bに搭載されたシンチレーションX線検出器（XC）は、光電子増倍管に取り付けられ、0.13 mm厚のベリリウム窓で覆われた2つの1 mm厚のNaI(Tl)結晶で構成されていました。電子しきい値により、3–12 keVと6–12 keVの2つのエネルギーチャネルが提供されました。[ 11 ]上記のX線新星発表に加えて、Vela 5Aと5Bに搭載されたXC検出器は、史上初のX線バーストも発見し発表しました。[ 12 ]この発見の発表は、ガンマ線バーストの発見の最初の発表より2年先行していました。各結晶の前には、約6.1×6.1度の半値全幅（FWHM）の開口部を備えたスラットコリメータがありました。有効検出器面積は約26 cm2でした。検出器は60秒ごとに大円をスキャンし、56時間ごとに全天をカバーしました。[ 13 ]天体源に対する感度は、これらの波長で空で最も明るい源の1つであるかに星雲からの信号の約80％に相当する、検出器固有の高い背景放射によって大幅に制限されていました。[ 13 ] Vela 5B衛星のX線検出器は10年以上機能し続けました。

ヴェラ6Aと6B

以前のヴェラ5号衛星と同様に、ヴェラ6号核実験探知衛星は、米国国防総省の先端研究計画と米国原子力委員会が共同で実施し、米国空軍が管理するプログラムの一部でした。双子の宇宙船であるヴェラ6A号と6B号は、1970年4月8日に打ち上げられました。ヴェラ6号衛星のデータは、ガンマ線バーストとX線現象の相関関係を調べるために使用されました。少なくとも2つの有望な候補、GB720514号とGB740723号が見つかりました。X線検出器は、ヴェラ6B号では1972年1月27日に、ヴェラ6A号では1972年3月12日に故障しました。

物議を醸す観測

Vela計画には依然として論争が続いています。1979年9月22日、Vela 5B衛星（Vela 10、IRON 6911 [ 14 ]とも呼ばれる）は、プリンスエドワード諸島付近で大気圏内核爆発の特徴的な二重閃光を検知しました。未だに十分な説明がつかないため、この出来事はVela事件として知られるようになりました。ジミー・カーター大統領は当初、この出来事をイスラエルと南アフリカの合同核実験の証拠とみなしていましたが、その後、再選を目指して任命した科学委員会の報告書（現在は機密解除）では、核爆発ではない可能性が高いと結論付けています。2018年には、新たな研究により、イスラエルによる核実験であった可能性が高いことが確認されました。[ 15 ] [ 16 ] 別の説明として、磁気圏の現象が機器に影響を与えたという 説があります

1972年8月4日の激しい太陽嵐により、システムが爆発のようなイベントモードに切り替わるという事故が発生しましたが、人員がデータをリアルタイムで監視することですぐに解決されました。[ 17 ]

参照

ウィキメディア・コモンズには、ベラ（衛星）に関連するメディアがあります

参考文献

  1. ^ 「Vela 5A衛星」 NASAゴダード宇宙飛行センター。2021年3月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年10月28日閲覧
  2. ^ Coon, JH (1965). 「Vela衛星の測定」 . ロスアラモス科学研究所. doi : 10.2172/4625592 . 2024年3月17日閲覧。
  3. ^「 VELA核探知監視衛星」Encyclopedia Astronautica .
  4. ^ Gunter's Space Page. 「Vela 1, 2, 3, 4, 5, 6」 . 2019年9月21日閲覧。
  5. ^ 「南アフリカ、核実験を否定せず」。The Ledger。フロリダ州レイクランド。ニューヨーク・タイムズ。1979年10月27日 – Google News経由。
  6. ^ Turman, BN (1977). 「雷スーパーボルトの検出」. Journal of Geophysical Research . 82 (18): 2566– 2568. Bibcode : 1977JGR....82.2566T . doi : 10.1029/JC082i018p02566 .ウィリアム・ロジャー編（1977年9月）「衛星による雷スーパーボルト検出」サイエンス・フロンティア誌第1号に引用。 2024年11月13日閲覧– Science-Frontiers.com経由。
  7. ^ダニング、ブライアン. 「スケプトイド #190：ベル島の爆発」 .スケプトイド. 2017年6月19日閲覧。彼らはまた、大きな稲妻の閃光を捉えており、その一部はベラ衛星から得た情報から、雷のスーパーボルトについて知ることができました。1000万回の稲妻のうち約5回がスーパーボルトに分類されます。これはまさにその名の通り、異常に大きい稲妻で、異常に長い時間（約1000分の1秒）持続します。スーパーボルトはほぼ常に上層大気、特に海上で発生します。
  8. ^シリング 2002、12～16ページ
  9. ^ a b Klebesadel, Ray W.; Strong, Ian B.; Olson, Roy A (1973). 「宇宙起源のガンマ線バーストの観測」. The Astrophysical Journal . 182 : L85. Bibcode : 1973ApJ...182L..85K . doi : 10.1086/181225 .
  10. ^ Bonnell, JT; Klebesadel, RW (1996). 「宇宙ガンマ線バーストの発見の簡潔な歴史」AIP Conference Proceedings . 384 : 979. Bibcode : 1996AIPC..384..977B . doi : 10.1063/1.51630 .
  11. ^ Conner JP, Evans WD, Belian RD (1969). 「南天における新たなX線源の最近の出現」. The Astrophysical Journal . 157 : L157–159. Bibcode : 1969ApJ...157L.157C . doi : 10.1086/180409 .
  12. ^ Belian RD, Conner JP, Evans WD (1972). 「X線新星ケンタウルスXR-4の可能性のある前駆星」.アストロフィジカル・ジャーナル. 171 : L87–90. Bibcode : 1972ApJ...171L..87B . doi : 10.1086/180874 .
  13. ^ a b Priedhorsky WC, Holt SS (1987). 「宇宙X線源の長期サイクル」. Space Science Reviews . 45 ( 3–4 ): 291– 348. Bibcode : 1987SSRv...45..291P . doi : 10.1007/BF00171997 . S2CID 120443194 . 
  14. ^ “Vela 7、8、9、10、11、12 (上級 Vela)” .
  15. ^ライト、クリストファー・M.、デ・ギア、ラース＝エリック (2017). 「1979年9月22日のヴェラ事件：検知された二重閃光」(PDF) .サイエンス＆グローバルセキュリティ. 25 (3): 95– 124. Bibcode : 2017S&GS...25...95W . doi : 10.1080/08929882.2017.1394047 . ISSN 0892-9882 . 
  16. ^ワイス、レナード (2018). 「過去からの二重の閃光とイスラエルの核兵器」 Bulletin of the Atomic Sc​​ientists . 2018年8月14日閲覧。
  17. ^ Knipp, Delores J.; Fraser, BJ; Shea, MA; Smart, DF (2018). 「1972年8月4日の超高速コロナ質量放出物のあまり知られていない影響について：事実、解説、そして行動への呼びかけ」 . Space Weather . 16 (11): 1635– 1643. Bibcode : 2018SpWea..16.1635K . doi : 10.1029/2018SW002024 .
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