ボーイングYAL-1

空中レーザー研究所は、ボーイングNKC-135Aに搭載された低出力の試作機であった。1980年代に行われた試験で、数発のミサイルを撃墜した。^{[ 6 ]}

空中レーザー計画は、 1996年に米国空軍がボーイングのABLチームに製品定義リスク低減契約を授与したことから始まった。^{[ 7 ] [ 8 ]} 2001年に、この計画は米国ミサイル防衛局（MDA）に移管され、調達計画に転換された。^{[ 8 ]}

システムの開発は、請負業者のチームによって行われていました。ボーイング・ディフェンス・スペース＆セキュリティは、航空機、管理チーム、およびシステム統合プロセスを提供しました。ノースロップ・グラマンはCOILを供給し、ロッキード・マーティンは機首砲塔と射撃管制システムを供給しました。^{[ 8 ] [ 9 ]}

2001年、退役したエア・インディアの747-200が空軍に取得され、翼を取り外した状態でモハベ空港からエドワーズ空軍基地までトラックで運ばれ、そこで機体はエドワーズのバーク飛行試験センターのシステム統合研究所（SIL）ビルに組み込まれ、さまざまなコンポーネントの適合性チェックとテストに使用されました。^{[ 10 ] [ 11 ]} SILは主に、模擬運用高度でCOILをテストするために構築され、プログラムのその段階では、レーザーは50回以上作動し、実際の運用交戦を代表するレーザー持続時間を達成しました。これらのテストにより、システムは完全に認定され、実際の航空機に統合できるようになりました。テストの完了後、研究所は解体され、747-200の胴体は取り外されました。^{[ 11 ]}

この航空機は、ボーイング・エベレット工場で製造番号30201、機体番号1238のボーイング747-400F貨物機として製造されました。この航空機は2000年1月6日に初飛行しました。その後まもなく、軍事用途への初期改造のため、カンザス州ウィチタのボーイング・ディフェンス・スペース＆セキュリティに納入されました。この航空機は2002年7月18日に再び空を飛びました。化学酸素ヨウ素レーザー（COIL）の地上試験の結果、2004年に発射に成功しました。YAL-1は、エドワーズ空軍基地の第417飛行試験飛行隊空中レーザー複合試験部隊に配属されました。

COILの他に、このシステムには目標追跡用のキロワット級目標照射レーザーが2基搭載されていた。2007年3月15日、YAL-1は飛行中にこのレーザーを発射し、目標に命中させることに成功した。目標は、胴体に「看板」ターゲットが特別に取り付けられたNC-135Eビッグクロウ試験機であった。この試験により、システムが空中目標を追跡し、大気による歪みを測定・補正する能力が実証された。^{[ 9 ]}

試験プログラムの次の段階では、COIL の代替となる「代替高エネルギーレーザー」（SHEL）が使用され、標的照射から模擬兵器発射への移行が実証されました。COIL システムは航空機に搭載され、2008 年 7 月までに地上試験が開始されました。^{[ 12 ]}

2009年4月6日の記者会見で、ロバート・ゲイツ国防長官は 計画されていた2機目のABL航空機の計画中止を勧告し、同プログラムは研究開発段階に戻るべきだと述べた。「ABLプログラムには費用と技術面で大きな問題があり、提案されている運用上の役割も非常に疑わしい」とゲイツ長官は勧告の中で述べた。^{[ 13 ]}

2009年6月6日、カリフォルニア沖で試験発射が行われた。^{[ 14 ]}当時、新型空中レーザー航空機は試験が成功すれば2013年までに運用可能になると予想されていた。2009年8月13日、YAL-1の最初の飛行試験は、計測機器を搭載した試験ミサイルへのSHELの発射成功で最高潮に達した。^{[ 15 ]}

2009年8月18日、航空機に搭載された高エネルギーレーザーが飛行中に初めて発射に成功した。YAL-1はエドワーズ空軍基地から離陸し、カリフォルニア高地砂漠上空を飛行中に高エネルギーレーザーを発射した。レーザーは機内のカロリメーターに照射され、カロリメーターはビームを捕捉してその出力を測定した。^{[ 16 ]}

2010 年 1 月、高エネルギー レーザーは、飛行中のテスト用ミサイル代替射程目標装置(MARTI) を、ブースト フェーズで迎撃するために飛行中に使用されたが、破壊はされなかった。^{[ 3 ]} 2010 年 2 月 11 日、カリフォルニア州中部沿岸沖のポイント マグー海軍航空戦センター兵器部門海上射場でのテストで、このシステムは液体燃料ブースト弾道ミサイルの破壊に成功した。最初のミサイルが破壊されてから 1 時間も経たないうちに、2 番目のミサイル (固体燃料設計) が、MDA の発表によると、「正常に交戦」したが破壊されず、すべてのテスト基準が満たされた。MDA の発表では、ABL が 8 日前に同じ固体燃料ミサイルを飛行中に破壊したことも指摘されている。^{[ 17 ]}このテストは、指向性エネルギーシステムが飛行中の弾道ミサイルを破壊した最初の事例である。後に、2月11日の最初の交戦ではミサイルを破壊するのに必要な滞留時間が予想より50%短かったと報告されたが、1時間も経たないうちに行われた固体燃料ミサイルに対する2回目の交戦は、「ビームのずれ」の問題のために破壊する前に中断せざるを得なかった。^{[ 18 ] [ 19 ]}

ゲイツ国防長官は、この計画構想の実現可能性に関する根本的な懸念事項を次のように要約した。

ティアハートさん、国防総省でこの計画が運用されるべきだ、あるいは実際に運用されるだろうと考えている人は誰も知りません。現実には、発射地点から発射できる距離を確保するには、現在航空機に搭載されている化学レーザーの20～30倍も強力なレーザーが必要になります 。つまり、現状ではABLはイランの国境内を周回しなければ、ブースト段階でミサイルを撃墜するためにレーザーを使用できないのです。そして、これを運用するとなれば、1機あたり15億ドルの747型機が10機から20機必要になり、年間1億ドルの運用費用がかかります。そして、私が知る限り、軍服を着た人でこれが実現可能な構想だと考えている人はいません。^{[ 20 ]}

空軍は2010年度の空中レーザーの追加予算を要求しなかった。空軍参謀総長のシュワルツは、このシステムは「運用上実行可能なものではない」と述べている。^{[ 21 ] [ 22 ]}

2011年12月、16年間の開発と50億米ドルを超える費用を費やしたこのプロジェクトが終了することが報じられた。^{[ 23 ] [ 24 ]}現在の形では、保護されていない旅客機に搭載された比較的低出力のレーザーは実用的または防御可能な兵器ではないかもしれないが、YAL-1試験機は、射程と出力が増強された航空機搭載型エネルギー兵器が、そうでなければ迎撃が非常に困難な準軌道弾道ミサイルやロケットを破壊する別の実行可能な方法になり得ることを証明したと考えられている。2012年2月12日、YAL-1は最後の飛行を行い、アリゾナ州デイビス・モンサン空軍基地に着陸し、使用可能な部品がすべて取り外された後、2014年9月に最終的に解体されるまで、第309航空宇宙整備再生群が運営する「ボーンヤード」に保管された。^{[ 25 ] [ 26 ]}

2013年時点では、改造されたジェット旅客機の高度制限を超えて飛行できる無人戦闘航空機にレーザー対ミサイル防御システムを搭載することで、YAL-1の教訓を応用する研究が進められていた。^{[ 27 ]}

2015年までに、ミサイル防衛局は高高度無人航空機にレーザーを搭載する取り組みを開始した。化学燃料を搭載した有人ジェット旅客機が高度40,000フィート（12km ）を飛行し、ブースト段階のミサイルに「数十キロメートル」の距離からメガワット級のレーザーを発射するのではなく、新しいコンセプトでは、電気レーザーを搭載した無人航空機が高度65,000フィート（20km ）を飛行し、防空網に対する生存性を確保するために、最大「数百キロメートル」離れた標的に同じ出力レベルのレーザーを発射することを想定していた。ABLのレーザーは1kWを生成するのに55kg（121ポンド）必要だったが、MDAはそれを1kWあたり2～5kg（4.4～11.0ポンド）に減らし、1メガワットで合計5,000ポンド（2,300kg ）にしたいと考えていた。 ABLとは異なり、乗員の休息と化学燃料の再装填が必要だったのに対し、電気レーザーは発射に必要なのは燃料から発電する電力だけなので、空中給油機能を備えたUAVはほぼ無限の航続時間と武装を持つことができる。2021年頃に「低電力実証機」を飛行させる計画だった。^{[ 28 ]}十分な性能を持つプラットフォームで必要な電力レベルに到達するのが困難だったため、MDAはこのコンセプトを追求しないことを選択した。^{[ 29 ]}        

システムの中心はCOILで、6つの相互接続されたモジュールから構成され、各モジュールはSUVほどの大きさだった。各モジュールの重量は約6,500ポンド（3,000kg  ）だった。レーザーが発射されると、5秒間のバーストで、一般的なアメリカの家庭を1時間以上稼働させるのに十分なエネルギーを消費した。^{[ 9 ]}

ABLは戦術弾道ミサイル（TBM）への迎撃を目的として設計された。TBMはICBMよりも射程が短く、飛行速度も遅い。ミサイル防衛局（MDA）は、ABLをICBMのブースト段階で使用する可能性を示唆していた。しかし、そのためには位置取りにかなり長い飛行時間が必要となり、敵地の上空を飛行しなければ不可能かもしれない。液体燃料ICBMは外殻が薄く、ブースト段階がTBMよりも長いため、破壊しやすい可能性がある。

ABLが設計目標を達成していれば、最大600km 離れた液体燃料ICBMを破壊できたはずである。より強力な固体燃料ICBMの破壊範囲は300kmに制限される可能性が 高く、多くのシナリオでは短すぎて役に立たないだろうと、米国物理学会による2003年の国家ミサイル防衛に関する報告書は述べている。^{[ 30 ]}

ABLシステムは、ミサイルの初期探知に赤外線センサーを使用しました。初期探知後、3つの低出力追跡レーザーがミサイルのコース、速度、照準点、および空気の乱れを計算しました。空気の乱れはレーザーを偏向させ、歪ませます。ABL適応光学系は、乱れの測定値を使用して大気誤差を補正します。航空機の機首にある砲塔に配置されたメインレーザーは、3～5秒間発射され、ミサイルを発射エリア付近で飛行中に分解させることができました。ABLは、終末飛行段階または降下飛行段階でTBMを迎撃するようには設計されていませんでした。したがって、ABLはミサイル発射地点から数百キロメートル以内にいる必要がありました。これらすべては、約8～12秒で発生しました。^{[ 31 ]}

ABLは標的を焼き切ったり、分解したりはしなかった。ミサイルの外皮を加熱して弱体化させ、高速飛行によるストレスで破損させた。レーザーはロケット推進剤に似た化学燃料を使用して高出力レーザーを生成した。計画では、各747に約20発、あるいは脆弱なTBMに対して最大40発の低出力レーザーを発射できるだけの燃料を搭載することになっていた。レーザーに燃料を補給するには、YAL-1は着陸する必要があった。航空機自体は飛行中に燃料補給を受けることができ、そうすれば長時間飛行を続けることができた。予備的な運用計画では、ABLは戦闘機、場合によっては電子戦機に護衛されることになっていた。ABL航空機は、ミサイルにレーザーを向け続けることができるように、潜在的な発射地点（敵対国にある）の近くを長時間旋回して8の字飛行をする必要があったと思われる。^{[ 32 ]}

理論上、空中レーザーは敵の戦闘機、巡航ミサイル、あるいは低軌道衛星（対衛星兵器を参照）に対しても使用できる可能性がある。しかし、YAL-1赤外線目標捕捉システムは、ブースト段階のTBMの高温排気を検出するように設計されている。衛星やその他の航空機は熱信号がはるかに低いため、検出がより困難である。異なる種類の目標の捕捉と追跡の難しさに加えて、装甲車両や場合によっては航空機などの地上目標は、メガワット級レーザーで損傷を受けるほど脆弱ではない。

憂慮する科学者同盟による分析では、低軌道衛星に対する空中レーザーの使用の可能性について論じている。^{[ 33 ]}別のプログラムである先進戦術レーザーでは、低高度飛行に適した航空機に搭載されたメガワット級レーザーの空対地使用を想定している。^{[ 34 ]}