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、)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。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
。

 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とメーン州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
。
これらのサイトから、取得した画像はネブラスカ州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。
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。
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、もしくは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。
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。

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。

 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 F11962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-1DMSP 1 F21962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-2DMSP 1 F31963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-3DMSP 1 F41963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-4DMSP 1 F51963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-5DMSP 1 F61964年01月19日ソー・アジェナ D1964年07月10日ミッション終了Program 35 F-6DMSP 1 F71964年01月19日ソー・アジェナ D1965年03月17日ミッション終了Program 35 F-7DMSP 1 F81964年06月17日ソー・アジェナ D1966年02月16日ミッション終了Program 35 F-8DMSP 1 F91964年06月17日ソー・アジェナ D1965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 11965-003A1965年01月19日ソー・アルタイル25097.747182298.81979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-7040DMSP 4A 21965-021A1965年03月18日ソー・アルタイル25094.444253399.01989年12月31日軌道減衰。OPS-7353DMSP 4A 31965-038A1965年05月20日ソー・アルタイル25098.752782998.2運用中OPS-8386DMSP 4A 41965-072A1965年09月10日ソー・アルタイル250101.56391,01399.0運用中 OPS-8068DMSP 4A 5None1966年01月06日ソー・アルタイル250 ----- ----- ----- -----軌道投入に失敗 ----- DMSP 4A 61966-026A30 Mar 1966ソー・アルタイル25099.961388398.5運用中 OPS-0340DMSP 4A 71966-082A1966年09月16日ソー・バーナー 2420100.468087298.8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-6026DMSP 4A 81967-010A1967年02月08日ソー・バーナー 2420101.377885498.9運用中OPS-6073DMSP 4A 91967-080A1967年08月23日ソー・バーナー 2420102.282287898.8運用中OPS-7202DMSP 4A 101967-096A1967年10月11日ソー・バーナー 242099.565082299.2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 11968-042A1968年05月23日ソー・バーナー 2420101.980988898.8運用中OPS-7869DMSP 5A 21968-092A1968年10月23日ソー・バーナー 2420101.279283898.5運用中OPS-4078DMSP 5A 31969-062A1969年08月23日ソー・バーナー 2420101.177584498.5運用中OPS-1127DMSP 5A 41970-012A1970年02月11日ソー・バーナー 2420101.175985098.8運用中OPS-0054DMSP 5A 51970-070A1970年09月03日ソー・バーナー 2420101.976487499.11970年09月21日、大気圏再突入した。OPS-0203DMSP 5A 61971-012A17 Feb 1971ソー・バーナー 2420100.675581798.3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 11971-087A1971年10月14日ソー・バーナー 2513101.478286599.1運用中OPS-4311DMSP 5B 21972-018A1972年05月24日ソー・バーナー 2513101.578786899.1運用中OPS-5058DMSP 5B 31972-089A1972年11月09日ソー・バーナー 2513101.479785598.8運用中OPS-7323DMSP 5B 41973-054A1973年08月17日ソー・バーナー 2513101.279583998.5運用中OPS-8364DMSP 5B 51974-015A1974年03月16日ソー・バーナー 2A513101.276785999.0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 11974-063A1974年08月09日ソー・バーナー 2A513101.579286298.7運用中OPS-6983DMSP 5C 21975-043A1975年05月24日ソー・バーナー 2513101.779788198.7運用中OPS-6229DMSP 5C 31976-016A1976年02月19日ソー・バーナー 251389.09035598.91976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/F11976-091A1976年09月11日ソー・バーナー 2513101.380683498.6運用中; aka AMS 1OPS-5721DMSP 5D1/F21977-044A1977年06月05日ソー・バーナー 2513101.378985399.0運用中; aka AMS 2OPS-5644DMSP 5D-1/F31978-042A1978年05月01日ソー・バーナー 2513101.180481798.6運用中; aka AMS 3OPS-6182DMSP 5D-1/F41979-050A1979年06月06日ソー・バーナー 2513101.280682898.7運用中; aka AMS 4OPS-5390DMSP 5D-1/F5None1980年07月14日Thor513 ----- ----- ----- -----軌道投入に失敗 -----DMSP 5D-2/F61982-118A21 Dec 1982Atlas E751101.281182398.7運用中; aka AMS 5OPS-9845DMSP 5D-2/F71983-113A1983年11月18日Atlas E751101.481583298.7運用中 OPS-1294DMSP 5D-2/F81987-053A1987年06月20日Atlas E823 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-26DMSP 5D-2/F91988-006A1988年02月03日Atlas E823101.381582698.7運用中 USA-29DMSP 5D-2/F101990-105A1990年12月01日Atlas E823100.672984598.9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-68DMSP 5D-2/F111991-082A1991年11月28日Atlas E823101.983585598.92004年05月、軌道で爆発飛散した。 USA-73DMSP 5D-2/F121994-057A1994年08月29日Atlas E830101.983985698.9運用中 USA-106DMSP 5D-2/F131995-015A1995年03月24日Atlas E830101.984585498.82015年2月、軌道で爆発米軍事衛星　軌道で爆発 ロシアの声 2015-3-4。 USA-109DMSP 5D-2/F141997-012A4 Apr 1997タイタン II830101.984285598.9運用中 USA-131DMSP 5D-3/F151999-067A1999年12月12日 タイタン II 101.8 837 851 98.9運用中USA-147DMSP 5D-3/F162003-048A2003年10月18日 タイタン II 101.9 843 853 98.9運用中USA-172DMSP 5D-3/F172006-050A2006年11月04日 デルタ IV 102 841 855 98.8運用中USA-191DMSP 5D-3/F182009-057A2009年10月18日 アトラス V 101.94 843 857 98.82運用中.  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。USA-210
　DMSP F-18にて、Special Sensor Ultraviolet Limb Imager (SSULI)が搭載された。SSULIは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。

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。

 写真資料 

 出典 

R. Cargill Hall - History of the Defense Meteorological Support Program

 関連項目 
 NPOESS
 TIROS-N/NOAA - 軍用ではないNOAAの極軌道気象衛星

 外部リンク 
 National Geophysical Data Center archive of DMSP data
 Air Force Fact Sheet (dead-link)
 The High Ground - DMSP (dead-link)
 Air Force Research Lab Horizons magazine article
 Air Force news article アメリカ空軍
 SSEIS ionospheric instrument data page

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