防衛気象衛星プログラム

防衛気象衛星プログラム
軌道上のDMSP-5D2衛星のアーティストによる描写
プログラム概要
国アメリカ合衆国
組織アメリカ宇宙軍
目的地球監視
状態進行中
プログラム履歴
初飛行DMSP-1 F2 1962年8月23日
最終便DMSP 5D-3/F19 2014年4月3日
発射場ヴァンデンバーグ宇宙軍基地

国防気象衛星プログラム（DMSP）は、米国国防総省のために気象、海洋学、太陽地球物理学の観測を行っている。このプログラムは米国宇宙軍によって管理され、軌道上運用は米国海洋大気庁（NOAA）が担当している。[ 1 ]この衛星のミッション（当初は機密扱い）は1973年3月に明らかにされた。これらの衛星は、公称高度830km（520マイル）の太陽同期極軌道から雲量画像を提供する。[ 2 ]

艦隊数値気象海洋学センター（FNMOC）によるすべてのデータの取り込み、処理、配信は、「重大なサイバーセキュリティリスク」のため、2025年6月30日をもって永久に停止される予定でした。しかし、NASA地球科学部門長のカレン・セント・ジャーメイン博士は、通知期間が短かったため、廃止を延期するよう要請しました。FNMOCは現在、2025年7月31日までデータの取り込みと配信を継続する予定です。[ 3 ]

歴史

GAO図に示されたDMSPとPOESの軌道

1963年初頭、エアロスペース・コーポレーションはアメリカ空軍に対し、専用の軍事気象衛星の開発を勧告し、国防総省もこれに同意した。[ 4 ]主な重点は雲量撮影に置かれることになっていたが、計画担当者はより高度な機器が利用可能になった時点で追加導入することを想定していた。その後、民間の気象衛星の性能が向上し、軍事ニーズのほとんどを満たすようになった後も、国防総省は軍の「動的な」ニーズに対応できる独立したシステムを引き続き重視した。その結果、空軍は当初国防衛星応用プログラム（DSAP）、またはプログラム417として知られることになる計画の最初の段階に着手した。

1960年代、アメリカの民間宇宙計画が関与した最も重要なプロジェクトの一つは、気象学と天気予報に関するものでした。多くの人々に知られていませんでしたが、アメリカ軍も気象衛星計画を開始していました。このDMSP計画は、より効果的な作戦のために重要な気象・気候データを軍に中継するものでした。DMSP計画開始当初から、その存在は「知る必要のある」職員に限定されていました。アメリカ議会は民間気象衛星計画に多額の予算を割り当てていたため、もし軍事計画が二番目の計画であることが明るみに出れば、軍がそれを正当化するのは困難だったでしょう。

FAIR オペレーションルーム、 1977年頃

初期のDMSPシステムの初期運用では、フィルムリターンシステム を用いた米国の高解像度写真偵察・監視ミッションの計画に必要な雲量画像を無線で返送していました。DMSP衛星は太陽同期軌道で運用され、北極と南極上空を通過しながら、毎日同じ現地時間に地球の異なる領域を観測しました。DMSP衛星の周期は約101.0分で、24時間で地球を14.3周します。この周期と太陽同期軌道を合わせると、衛星は1日に2回地球の表面全体を通過します。

可視赤外イメージング放射計スイート（VIIRS）と実用ラインスキャンシステム（OLS）の比較

取得された画像は地球に中継され、ワシントン州フェアチャイルド空軍基地とメイン州ローリング空軍基地近くの退役したナイキミサイル基地に設置された2つの司令・読み出し局で受信されました。[5] これらのサイトから、画像はネブラスカ州オファット空軍基地にある空軍世界気象セントラル（ AFGWC ）に送信されました。その後、画像は処理され、周回衛星から観測された雲のパターンを表すモザイクを形成します。気象学者はその後、飛行乗務員や他の司令官に特定のミッションの最新の観測を提供できます。さらに進歩したことにより、半月に照らされたシーンまで、可視スペクトルでデータを収集できるようになりました。赤外線処理により夜間の観察が可能になりました。その他の機能強化により、複数のオンボードコンピューターと拡張された電力要件を含む、オンボード処理が増加しました。

1994年から1995年にかけてのDMSP観測に基づいて作成された地球表面の光のレンダリング
2010年12月にスカンジナビア半島北部を周回するオーロラ帯のDMSP画像

運用開始から50年が経過した現在、DMSPプログラムは陸海空における軍事作戦の計画と防衛において貴重なツールであることが証明されている。空軍の気象衛星プログラムは、戦略航空軍と国家偵察局（NRO）に気象データを提供するという使命から始まったため、DSAPは1973年4月17日まで機密扱いであった。この日、空軍長官ジョン・L・マクルーカス博士は、国防総省がベトナム戦争で衛星気象データを使用し、それを商務省と一般科学界に提供するという決定は、DSAPミッションの機密解除と一部のパフォーマンスデータの公開に値すると判断した。1973年12月、国防総省は名称を国防気象衛星プログラム（DMSP）に変更した。1998年6月1日、衛星の管理と保守はコスト削減のため、米国海洋大気庁（NOAA）に移管された。 [ 6 ]

DMSPは国防気象衛星システム（DWSS）に置き換えられる予定だったが、2012年に中止された。2017年、空軍は新しい国防気象衛星の最初のものとなる気象システム後継マイクロ波（WSF-M）衛星の建造契約を締結した。[ 7 ]

衛星の損失

2004年の爆発

2004年、1991年に打ち上げられ1995年に退役したアメリカ空軍の気象衛星DMSPブロック5D-2 F-11（S-12）（DMSP-11）が軌道上で爆発し、破片が発生しました。破片はバッテリーの爆発か、姿勢制御システム内の残留燃料によるものと考えられています。[ 8 ] [ 9 ]その後、DMSP-11の爆発の「推定原因」として推進装置が特定されました。[ 10 ]

2015年の爆発と瓦礫の現場

2015年2月3日、1995年に打ち上げられた13番目のDMSP衛星（ DMSP-F13）が太陽同期極軌道上で爆発し、少なくとも43～100個の大きな破片と5万個以上の1ミリメートル未満の破片からなるデブリフィールドを残した。 [ 11 ]カリフォルニア州ロンポックのヴァンデンバーグ宇宙軍基地にある統合宇宙作戦センターは、拡大するデブリフィールドを監視しており、「必要に応じて衝突警報を発令する」としている。[ 12 ]爆発の原因は、設計上の欠陥による搭載バッテリーの破裂であった（他の物体との衝突は発生していない）。[ 13 ]

2016年、DMSP 19の交換なしで故障

2016年2月11日、停電によりコマンド・アンド・コントロール・サブシステムとそのバックアップの両方が衛星プロセッサにアクセスできなくなった。これは、2016年7月に発表された米空軍宇宙軍の調査報告書で、DMSP 5D-3/F19が「失われた」とみなされたと発表されている。衛星のデータは、地球に向けたセンサーの照射を停止するまで引き続き利用可能である。この衛星は2014年4月3日に打ち上げられており、軌道上にいた最新の衛星である。[ 14 ]

この故障により、運用可能なのはF16、F17、F18のみとなった。いずれも3～5年の寿命が想定されていた。F19の代替機は計画通り運航されなかった。これは、議会が既に建造されたF20探査機の保管費用を節約するため、その破壊を命じたためである。2023年より前に新たなDMSP衛星が打ち上げられる可能性は低く、その頃には残りの3機の衛星は運用不能となっているはずである。[ 15 ]

2016年の爆発

2016年10月、1994年に打ち上げられた12番目のDMSP衛星（DMSP-F12）が軌道上で爆発した。この衛星には、DMSP-13衛星で爆発したのと同様のバッテリーが搭載されていたため、DMSP-12の爆発もバッテリーの問題が原因ではないかとの疑いが浮上した。当時、DMSP-12の爆発原因は不明であったものの、他の物体との衝突は原因ではないとみられていた。DMSP-12の爆発では、ごく少量の破片（追跡可能な破片1個のみ）しか発生しなかったとみられる。DMSP-12は2008年に廃止された。[ 9 ]

ニアミス

2017年1月、統合宇宙作戦センターは、操縦不能な2つの衛星が危険なほど接近し、衝突確率が44%に達すると発表した。DMSP F15とメテオ1-26が、衝突の有力候補と考えられていた。[ 16 ]衝突の可能性を発表した作戦センターは、関係する衛星を特定しなかったが、第三者の観測者によって最も可能性の高い候補が特定された。[ 16 ] 2つの衛星は衝突しなかった。

NOAA 16と17

NOAA -16とNOAA-17気象衛星は、DMSP衛星と同じ技術に基づいていました。NOAA-16は2015年11月に分解し、NOAA-17は2021年3月10日に軌道上で分解しました。[ 17 ]

2024年の爆発

DMSP 5D-2/F14（USA-131）は1997年4月4日に打ち上げられ、2020年に退役し、2024年12月に軌道上で爆発した。[ 18 ] [ 19 ]

発売履歴

SLC-10のDMSP 4Aシュラウド

DMSPは当初プログラム35として知られていた。プログラム35による最初の打ち上げ成功は、1962年8月23日にヴァンデンバーグ宇宙軍基地近くのポイント・アルゲロからスカウトX-2ロケットで打ち上げられた。[ 20 ] [ 21 ]これはP35-2であり、それ以前の1962年5月24日のP35-1打ち上げは軌道に到達できなかった。[ 22 ]スカウト打ち上げ機を使用したプログラム35の5回の打ち上げ試みはすべて、2回の成功を含めてヴァンデンバーグSLC-5から行われた。その他の初期の打ち上げは、アルタイルまたはバーナーII上段を備えたソー・バーナー打ち上げ機を使用して行われた。プログラム35はこの時までにデータ取得および処理プログラムと改名され、DAPPの頭字語がこれらの衛星に対して時々使用される。[ 23 ] 1982年から1995年の間にアトラスEロケットで8機の衛星が打ち上げられた。 1997年から2003年の間にタイタンIIロケットで3機が打ち上げられた。1機はデルタIVロケットで打ち上げられた。

DMSP衛星の最新の打ち上げは、2014年4月3日にヴァンデンバーグ宇宙センターからアトラスVロケットで行われた。[ 24 ]

ブロック1

DMSP 1 衛星

DSAP-1（国防衛星応用プログラム・ブロック1）衛星シリーズは、P-35としても知られ、アメリカ合衆国初の軍事気象衛星シリーズでした。プロジェクト名称はP-698BHで、1962年6月からP-35と同時に使用され、P-35は1962年10月にP-417に変更されました。これらの衛星には、遡及的にDMSP-1（国防気象衛星プログラム・ブロック1）の名称が付与されました。

ブロック2

DSAP-2（防衛衛星応用プログラム・ブロック2）衛星シリーズは、3機のDSAP-1衛星を改良したもので、以前のシリーズの形状と寸法を維持しながら、改良された赤外線放射計を搭載しています。これらの衛星には、遡及的にDMSP-2（防衛気象衛星プログラム・ブロック2）の名称が付与されました。

ブロック3

単一のDSAP-3（国防衛星応用プログラム・ブロック3）は、気象データへの実験的な戦術的アクセスを提供するためにDSAP-2衛星を改造したもので、サイゴン近郊に戦術的読み出し局が建設されました。この衛星には、遡及的にDMSP-3（国防気象衛星プログラム・ブロック3）の名称が付与されました。

ブロック4A

DMSP 4衛星

DSAP-4A (防衛衛星応用プログラム ブロック 4A) 衛星シリーズは、1965 年から 1967 年にかけて打ち上げられた 10 機の衛星で構成されます。これらの衛星には、遡及的に DMSP-4A (防衛気象衛星プログラム ブロック 4A) という名称が割り当てられました。

ブロック5A

DMSP 5衛星
DMSPブロック5A衛星

DSAP-5A (国防衛星応用プログラム ブロック 5A) 衛星シリーズは、1968 年から 1971 年にかけて打ち上げられた 6 機の衛星で構成されます。これらの衛星には、遡及的に DMSP-5A (国防気象衛星プログラム ブロック 5A) という名称が割り当てられました。

ブロック5B

DSAP-5B (防衛衛星応用プログラム ブロック 5B) 衛星シリーズは、1971 年から 1974 年にかけて打ち上げられた 5 つの衛星で構成されました。これらの衛星には、DMSP-5B (防衛気象衛星プログラム ブロック 5B) という名称が割り当てられました。

ブロック5C

DSAP-5C (国防衛星応用プログラム ブロック 5C) 衛星シリーズは、1974 年から 1976 年にかけて打ち上げられた 3 つの衛星で構成されました。これらの衛星には、DMSP-5C (国防気象衛星プログラム ブロック 5C) という名称が割り当てられました。

[ 41 ]

ブロック5D

DMSP 5D-1図
DMSP 5D-2図

DSAP-5D（防衛衛星応用プログラム ブロック 5D）衛星シリーズは、1976年から2014年の間に打ち上げられた19機の衛星で構成されています。これらの衛星には、DMSP-5D（防衛気象衛星プログラム ブロック 5D）という名称が割り当てられました。

2015年、議会はDMSPプログラムの終了とDMSP 5D-3/F20衛星の廃棄を決議し、空軍に次世代システムへの移行を命じた。空軍は、DMSP F20を今後数年間の打ち上げに必要になった場合に備えて、カリフォルニア州サニーベールにあるロッキード・マーティン社のクリーンルームで温度管理された保管場所に保管することを計画していた[ 42 ]。 また、DMSP 5D-3/F19の失敗を受け、米空軍はDMSP-5D3 F-20の将来を再検討していた。しかし、2016年後半、米空軍はDMSP-5D3 F-20の廃棄を開始した。

参照

参考文献

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