サイパンの戦い
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5月26日、レイモンド・スプルーアンス大将は重巡洋艦「インディアナポリス」に座乗し、上陸部隊を満載した輸送船団を率いて真珠湾を出港した。途中のマーシャルで第58任務部隊などと合流し、合計535隻の艦船と127,000人の将兵を従えて、マジュロ環礁に集結した。5月30日、千早猛彦海軍大尉の操縦でナウル基地を飛び立った日本海軍の偵察機「彩雲」が、これを確認した。6月5日にも「彩雲」で再びマジュロ環礁を偵察し、アメリカ軍が出撃準備を急いでいることを確認した。しかし、大本営はアメリカ軍の攻略目標をマリアナとは予想していなかった。これは、直前の5月27日に日本側の想定外であった西部ニューギニア沖合のビアク島にアメリカ軍が上陸（ビアク島の戦い）したことから、大本営の関心がビアクに集中していたからであった。ビアクは絶対国防圏の外ではあったが、艦隊決戦を要望する海軍は、ビアクに上陸してきたアメリカ軍を叩くことによって、ニミッツの機動部隊を誘引して決戦する好機が到来したと判断し、渾作戦を発動、海上機動第2旅団による逆上陸を掩護するため、左近允尚正少将率いる艦隊の派遣と、海軍第一航空艦隊の基地航空隊の一部のビアク方面派遣を決定した。
しかし、6月3日に渾部隊がB-24に発見され追尾されていたことで、大事を取って連合艦隊が作戦を中止、その後、大和、武蔵の戦艦部隊を送って、より規模を拡大して作戦が行われることとなり、マリアナの第1航空艦隊第61航空戦隊可動350機の約半数も作戦への投入が決定され、真珠湾攻撃からのエース・パイロットである第261海軍航空隊飛行隊長指宿正信大尉らがインドネシアのモルッカ諸島にあるハルマヘラ島に飛び立った。ハルマヘラに進出した第61航空戦隊はワクデ島のアメリカ軍飛行場を攻撃して60機を撃墜破し、ビアク守備隊支隊長の歩兵第222連隊長葛目直幸大佐は、水際撃滅作戦を取らず、上陸部隊を内陸に引き込んで持久戦を行いアメリカ軍を苦戦させ、激怒したマッカーサーから、上陸部隊指揮官の第41歩兵師団（英語版）師団長ホレース・フラー（英語版）少将が司令官を解任されるほどであった。これらビアクを巡る戦いによって、アメリカ軍にその意図はなかったが、結果的に陽動となって日本軍の関心はビアクに集中してしまった。第31軍司令官の小畑も、ビアクにアメリカ軍が上陸してきたため、パラオへのアメリカ軍侵攻が近いと判断し、5月28日から軍幕僚の大半を連れて、パラオ島、ペリリュー島、アンガウル島の陣地構築状況の視察に向かっている。
6月9日にはスプルーアンス率いるサイパン攻略の大艦隊がマジュロ環礁を出撃しサイパンに向かった。スプルーアンスはビアクを巡る戦いで、海軍兵力ではマッカーサー軍に勝っているはずの日本軍が空母による攻撃をしてこなかったことで、ビアクより遥かに地上の航空戦力が劣勢なマリアナにおいて、引き続き日本艦隊は戦力温存策をとって、大規模な攻撃をしてくることはないと考えて、大胆にマリアナに接近していった。同日に連合艦隊は再度千早の「彩雲」にマジュロ環礁の偵察をやらしたが、そのときにはスプルーアンスの艦隊は出撃したあとで、環礁内はもぬけの殻であった。連合艦隊は千早の偵察によってアメリカ軍の大艦隊がどこかに向かっているということは認識し「あ号作戦決戦準備」を号令したが、どこに向かっているまでは判断できず、6月10日にはテニアン沖で偵察機2機が未帰還となるなど、一時的にアメリカ軍艦隊を見失ってしまった。
6月11日、上陸に先立って日本軍の航空戦力を叩くべく、スプルーアンスの本隊より先行していた第58任務部隊司令官マーク・ミッチャー中将がマリアナの日本軍基地の攻撃を命じた。ミッチャーは奇襲とするため、いつもと攻撃方法を変更することとし、早朝ではなく午後13時にマリアナの日本軍各飛行基地を延べ1,100機の艦載機で空襲した。日本海軍航空隊は渾作戦で戦力を分散させていたうえ、搭乗員の多くがマラリアやデング熱などの感染症を患っていて、アメリカ軍のマリアナ侵攻に対抗できたのは100機そこそこだった。また奇襲効果もあって満足に迎撃もできず、邀撃戦は分散且つ少数機で行われ、第一航空艦隊司令官角田覚治中将がいたテニアン島ですら、第301海軍航空隊戦闘316飛行隊の「零戦52型」10機が迎撃するのがやっとであったが、来襲してきたのが新鋭艦載戦闘機「F6Fヘルキャット」であったうえに、戦闘316飛行隊は飛行隊長の美濃部正少佐が空戦の訓練を全く行わせていなかったなど、練度に問題があり、一方的に撃墜されて全滅するなど、この後のマリアナ沖海戦における「マリアナの七面鳥撃ち」を予感させるような一方的な戦いとなり、第58任務部隊は日本軍機100機の撃墜撃破を報告しているのに対して「F6Fヘルキャット」の損失は対空砲火によるものも含めてわずか11機であった。
6月12日にはグアムから、前日は空襲中に空中退避して無事であった陸上攻撃機「銀河」7機が、第58任務部隊に夜間雷撃を敢行したが戦果はなく、前日に引き続き、延べ1,400機の艦載機が、今度は未明の午前2時40分から午前7時30分にかけてマリアナの各島に来襲した。昨日の空襲で殆どの戦力を失っていた日本軍も、テニアンから艦上爆撃機「彗星」5機を第58任務部隊を攻撃に出撃させ、グアムからは「零戦」13機が迎撃に上がったが、前日と同様に一方的な戦いで帰還できたのは「零戦」1機のみとなった。第58任務部隊の戦果報告も撃墜破22機と控えめなものとなり、この日をもってマリアナの日本軍航空戦力は壊滅し、アメリカ軍艦隊を地上の基地航空隊と機動部隊で挟撃しようという「あ号作戦」の計画 は実現困難となってしまった。連合艦隊はこの両日の空襲でアメリカ軍がマリアナに侵攻してきたと考えたが、大本営は、「彩雲」が発見した艦隊が輸送船団を伴っていなかったことから、ただの空襲でマリアナへの侵攻かは判断できないと態度を保留している。
13日にはW・A・リー中将率いる第58任務部隊第7機動群の高速戦艦隊、「ワシントン」、「アイオワ」、「ニュージャージー」、「サウス・ダコタ」、「インディアナ」、「アラバマ」、「ノース・カロライナ」の7隻の戦艦がサイパンに接近して艦砲射撃を開始、16インチ（40.6cm）砲（英語版） 2,400発を撃ち込んだ。翌14日には、旧式戦艦「テネシー」、「カリフォルニア」、「メリーランド」、「コロラド」の4隻と巡洋艦、駆逐艦で編成された第52任務部隊が合流し、艦砲射撃とフロッグマンの偵察と海中工作物の除去任務の支援を行った。第52任務部隊は艦砲射撃の訓練を積んできたこともあって絶大な効果を発揮し、日本軍の水際陣地に多大な損害を被らせた。また、フロッグメンが日本軍の攻撃で死傷者を出しながら、水中を偵察したことで、駆逐艦隊が機雷を警戒せずにサイパンに接近することができ、昨日までの偵察で判明していた日本軍砲台や陣地に正確な砲撃を浴びせて、次々と撃破していった。
連合艦隊はこの13日をもって「マリアナに来攻中の米機動部隊は米主力艦隊でしかも攻略企図をもっていると思われるので、連合艦隊は主力をもって決戦配備に移ることに決した」と渾作戦を中止し「あ号作戦決戦用意」を発令した。しかし大本営は、未だに輸送船団を発見できていなかったことから、パラオ大空襲と同様のアメリカ機動部隊による空襲の可能性が高いと分析し、マリアナへ侵攻との判断はしなかった。
6月14日の艦砲砲撃は、サイパンを7個のエリアに分けて優先度をつけ、発見していた目標に砲撃を浴びせていくという念の入ったもので、砲撃を受けている日本軍にとっては、あたかもカーペットを敷いていくような徹底したものに感じたという。第43師団も司令部が置かれていたチャラン・カノアの日本人小学校の校舎がまず吹き飛ばされ、次には構築したばかりでコンクリートが生乾きの司令部用防空壕も吹き飛ばされた。師団参謀の平櫛孝少佐は前線が心配となり、激しい砲撃の中で水際陣地に部隊を配置していた歩兵第136連隊司令部に連隊長小川を訪ねたが、連隊司令部ながら膝ぐらいまでの深さしかない塹壕の野戦司令部で戦況を見ていた小川は「今日までに半数の兵を失った」と顔面を蒼白にして平櫛に報告している。アスリート飛行場にも砲撃は加えられ、航空機は20機を残して撃破された（この20機は後日、飛行場を占領したアメリカ軍にそのまま鹵獲される）。在泊中の日本艦船は脱出を図ったが、そのうち最大の第4611船団はほぼ全滅した。上陸前の艦砲射撃は138,891発8,500トンにも達して、構築が不十分であった水際陣地は大打撃を被った。しかし、本格的な砲撃が開始されたのは第52任務部隊の旧式戦艦隊が到着してからの1日だけとなり、結果的に多くの日本軍陣地や砲台が生き残って、上陸部隊に大量の出血を強いることとなった。
6月13日に引き続き、6月14日もアメリカ軍のフロッグマンがサイパンに接近し、珊瑚礁を入念に偵察して進入路に目印の標識を立てた。この様子を見ていた第31軍は、未だ輸送船団は姿を現わしてはいないものの、アメリカ軍の上陸企図は明らかとして大本営に報告した。この日、中部太平洋の戦況緊迫化に伴う準備状況を上奏に参内した東條は、渾作戦の中止などの上奏を行ったが、アメリカ軍の侵攻については、第31軍が輸送船団を発見していなかったことから、従来通りカロリン方面という判断を変えず、既に野戦築城を完成させているので、海軍部隊と協力して敵の上陸企図を必ず破砕できると、昭和天皇に対して絶対の自信を披露した。
6月15日の夜明けには、戦艦「ペンシルベニア」、「ニューメキシコ」、「ミシシッピ」も加わり、旧式戦艦8隻、巡洋艦11隻、駆逐艦26隻が激しい艦砲射撃を開始した。サイパン全島が爆炎や黒煙に覆われるなか、沖合に多数のアメリカ軍の輸送艦が現れた。輸送艦に乗船している多数の海兵隊員は午前4時に起床し、4：45から朝食をとっていた。そして、サイパンが艦砲射撃で炎上するのを眺めながら、旗艦の揚陸指揮艦「ロッキー・マウント」に座乗していたターナーの命令により、5：45から上陸準備を開始し、上陸する海兵隊を掩護するため、午前6時40分には合計1,000機の艦載機が飛来して、海岸線の日本軍陣地を攻撃した。
アメリカ軍サイパン上陸の報に接した大本営と連合艦隊は、直ちに指揮下全部隊に対し「あ号作戦決戦発動」を下令した。基地航空隊と機動部隊で来寇アメリカ機動部隊を撃滅し、次いでサイパン攻略部隊も全滅させようという計画であったが、既に基地航空隊が壊滅したことは認識していなかった。豊田副武連合艦隊司令長官は全軍に対し『皇国ノ興廃此ノ一戦二在リ、各員一層奮励努力セヨ』と宣し、士気を鼓舞した。第一機動艦隊もフィリピンのギマラスよりマリアナに向けて出撃し、6月18日から19日にかけての艦隊決戦を予想していた。このサイパン島への侵攻は、パラオ方面への侵攻を予想していた日本軍を驚かせた。軍司令官の小畑はアメリカ軍上陸の一報を聞いたときはヤップを視察しており、慌ててサイパンへ帰還することとしている。サイパンで陸軍の最先任であった第43師団長の斎藤は温厚な人柄であり、軍司令官不在の作戦指導を第31軍参謀長の井桁に一任することとし、斎藤よりは階級が下の井桁がグアムの小畑と連絡を取りつつ、命令の起案、大本営との連携を行うこととなった。