マテリアル MASINT

マテリアル MASINT は、計測およびシグネチャ インテリジェンス(MASINT)の分野を構成する 6 つの主要分野の 1 つです。MASINT のサブ分野は重複する可能性があり、MASINT はSIGINTやIMINTなどの従来のインテリジェンス収集および分析分野を補完するものである点に留意してください。MASINT には、信号インテリジェンス(SIGINT)、画像インテリジェンス(IMINT)、またはヒューマン インテリジェンス(HUMINT)の定義に当てはまらないさまざまな要素をまとめたインテリジェンス収集活動が含まれます。

米国国防総省によると、MASINT は技術的に導き出された情報（従来の画像IMINTおよび信号諜報SIGINTを除く）であり、専用の MASINT システムによって収集、処理、分析されると、固定または動的なターゲット ソースのシグネチャ（特徴）を検出、追跡、識別、または説明する情報が得られます。MASINT は 1986 年に正式な情報分野として認められました。^[1] 材料情報は、主要な MASINT 分野の 1 つです。^[2] MASINT の多くの分野と同様に、特定の手法は、MASINT 研究センターによって定義された MASINT の 6 つの主要な概念分野と重複する可能性があります。このセンターでは、MASINT を電気光学、核、地球物理学、レーダー、材料、および無線周波数の分野に分類しています。^[3]

材料 MASINT には、ガス、液体、または固体のサンプルの収集、処理、分析が含まれ、化学的、生物学的、および放射線学的脅威 (CBR) または核生物化学 (NBC) に対する防御、およびより一般的な安全と公衆衛生活動において重要です。これは、この分野と重複する技術情報の分野とは区別する必要があります。違いを理解するには、新しい敵の兵器の推進剤を理解する方法が複数あることを考慮してください。技術情報アナリストは、その理解に到達するために、捕獲された兵器のサンプル、または少なくともその破片を扱います。技術情報アナリストは、最終的に制御された状況下で兵器を発射する可能性があります。

対照的に、マテリアル MASINT アナリストは、主に敵の武器の使用を対象とするリモート センシングを通じて武器に関する情報を収集します。マテリアル MASINT 分析では、敵が実際に武器を使用する方法についてより詳しく知ることができます。一方、技術情報アナリストは、武器の製造、保守性、および使用に必要なスキルについてより詳しく理解することができます。

MASINT は 6 つの主要分野で構成されていますが、分野は重複し、絡み合っています。これらは、HUMINT、IMINT、SIGINTといったより伝統的なインテリジェンス分野と相互作用します。さらに紛らわしいことに、 MASINT は高度に技術的であり、そのように呼ばれていますが、TECHINT は捕獲した機器の分析などを扱う別の分野です。

相互作用の一例は、「画像定義 MASINT (IDM)」です。IDM では、MASINT アプリケーションが画像をピクセルごとに測定し、ピクセルまたはピクセルのグループの原因となる物理的材料またはエネルギーの種類 (シグネチャ)を特定しようとします。シグネチャが正確な地理またはオブジェクトの詳細と相関すると、結合された情報は、IMINT と MASINT の全体よりも優れたものになります。

MASINT調査研究センター^[3]はMASINTを以下のように分類しています。

• 電気光学式MASINT
• 原子力MASINT
• 地球物理学MASINT
• レーダーMASINT
• 無線周波数MASINT
• マテリアル MASINT

MASINT 材料のサンプルは、空気サンプラーなどの自動装置によって、または人間によって間接的に収集できます。収集されたサンプルは、すぐに特性評価されるか、またはサンプルのソースの身元と特性を判断するために、広範な法医学研究所の分析を受ける場合があります。

フックス（ドイツ語でフォックス）NBC偵察車両は、陸上戦における最先端の戦術の一例である。このシステムは、さまざまなバージョンがあり、ドイツ、オランダ、サウジアラビア、ノルウェー、英国、米国、アラブ首長国連邦で使用されている。ドイツ軍は最初にコソボで使用したが、米国はドイツのユニットを購入し、XM93に改造した後、砂漠の嵐作戦で使用した。[ 4 ^]この車両は、移動中の部隊に追従し、液体や蒸気の危険を検知することができる。M1135核・生物・化学偵察車両（NBCRV）などの新しいバージョンは、強化された放射線調査、気象、化学、生物センサー、およびコンピューターサポートを備えている。新しいシステムは、CBR戦場と攻撃以外の放出（ROTA）イベントの両方を目的としている。ROTAイベントには、産業事故とテロ事件が含まれる。気象情報とCBRエージェントのシグネチャ情報で補完されたそのコンピュータシステムは、伝播を予測し、戦術シンボルとNBCレポートNATO標準ATP45(C)を使用して報告することができます。^[5]

空中サンプル収集では、無人航空機(UAV)を使用するパターンが増えています。ただし、長距離ミッションでは、U-2またはC-135 (米国) またはNimrod (英国)の偵察バージョンが使用される可能性があります。

自国の軍隊がさらされる物質の化学分析を行う理由は多岐にわたり、また他国が使用するさまざまな化学物質の性質や特徴を知ることも目的としています。

従来の化学分析や、リモートレーザー励起を使用した分光法などの技術は、TECHINT による材料の焼成の評価とは対照的に、材料インテリジェンスの日常的な部分です。

第一次世界大戦で化学兵器が登場して以来、化学攻撃を検知することが緊急の作戦上の要件となっていました。初期の方法は、化学処理した紙の色の変化、あるいはさらに時間がかかり感度の低い手作業による方法に依存していました。

最新の化学センサーを評価するには、いくつかのパラメータを組み合わせて、受信者動作特性 (ROC)と呼ばれる性能指数を作成できます。これらのパラメータは、感度、正しい検出の確率、偽陽性率、応答時間です。理想的には、デバイスのパラメータを特定の状況に合わせて調整できます。デバイスの偽陽性率が低い (つまり、選択的であり、偽陰性率が低い) こと、または最大限に感度が高い(つまり、偽陽性を受け入れる) ことの方が重要な場合があります。ROC 曲線は通常、特定の検出信頼度と応答時​​間に対する偽陽性率の関数として感度を示すために描かれます。状況を理解しているオペレーターがいない場合、偽陽性率が高すぎると、実際のアラームが無視される可能性があります。テロリストが即興で行う可能性のある環境では、正式な化学兵器を検出するだけでは不十分で、兵器を即興で製造できる毒性の高い工業用化学物質を少なくとも 100 種類検出する必要があります (Clarke 2006)。

現代の化学兵器の検出は高度に自動化されています。1 つの技術として、非分散型赤外線分析装置による空気の継続的なサンプリングがあります。質量分析計と組み合わせたガスクロマトグラフなどのより複雑な機器は、現場に合わせて変更する必要がある標準的な実験室技術です。(Vesser 2001) 化学分析機能は、MM-1 モバイル質量分析計と空気/表面サンプラーを中心に構築されています。米国版では、米国初の自動化学検出器である 1970 年代のビンテージ M8 の M43A1 検出器コンポーネントが追加されています。

砂漠の嵐作戦の実地経験後、部隊は、選択性は高いが感度が極めて高くない MM-1 の検出能力を過大評価していました。リモートセンシング化学剤警報装置 (M21) は、赤外線分光法の一種であるフーリエ変換赤外線分光計で、神経ガスが属する有機リン系化合物が独特の特徴を持つという特性を利用します。M21 は、視線距離 5 km 以内の化学剤の危険を検出します。M21 を追加することで、Fox の蒸気検出能力が向上し、蒸気化学兵器の危険の可能性についてより事前に警告できるようになりました。

M21は、サリンなどの特定の化学兵器を感知しているのか、マラチオンなどの有機リン系殺虫剤を感知しているのかを知りません。^[6]これは、センサーが誤検知を起こす可能性があることを意味します。

たとえば、マラチオンは、本物の化学兵器ほど毒性は強くないが、テロリストによって使用されたり、事故で流出したりして、危険な濃度になる可能性は十分にある。殺虫剤のパラチオンは、即席の化学攻撃として試みられるほど毒性が強い。しかし、より特異的な化学検出器は、化学兵器または工業用化学物質のどちらかの痕跡を検出する傾向がある。

M21の後継機はアルテミス（旧称統合軍軽量スタンドオフ化学剤検出器（JSLSCAD））で、M21の狭い視野とは対照的に、地上360度、空中60度のカバー範囲を持つ。^[7]海軍がアルテミスのプログラムマネージャーである。^[8]これはレーザーレーダー（LIDAR）に基づいており、化学剤のエアロゾル、蒸気、表面汚染を検出し、センサーから脅威までの範囲を提供します。アルテミスは、Intelletic、Honeywell Technology Center、OPTRA、Inc.、およびRecon / Optical、Inc.のチームによって作成されています。アルテミスは人が携帯できないため、陸軍は自動化学剤検出器および警報（ACADA）のプログラムを管理しており、これは既存のM8A1に代わるもので、M279表面サンプラーとともに動作します。このシステムは、車両や地上三脚だけでなく、ヘリコプターや船舶でも使用できます。

携帯型改良化学剤モニター (ICAM) は、表面の特定の化学剤 (マスタードガスや神経ガスなど) 汚染を監視する携帯型デバイスです。特定の移動度 (飛行時間) の分子イオンを感知して動作し、分析を支援するソフトウェアを備えています。

JCAD（統合化学剤検出器）は、ポケットサイズの検出器で、船舶や航空機上で化学剤をリアルタイムで検出、識別、定量化する。表面音波技術を使用している。^[9]空軍はBAEとの契約を管理している。

TRW社が米海兵隊向けに製造している統合軽量核・生物・化学偵察システム（JSLNBCRS）は、HMMWVおよびLAVに搭載され、質量分析法を使用して化学物質を検出します。

Proengin AP2C携帯型化学兵器（CW）剤検出器は炎分光法を使用しています。これはCW剤（AP2C検出器）または工業化合物（有毒工業物質（TIMS）検出器）に限定されていました。新しいA4Cは、メチルサリチレート（合成ウィンターグリーンオイル）などの一般的な誤検出を回避しながら、NATOの有毒工業化学物質（TIC）/ TIMリストにある58種類の化学物質のうち49種類を含む真の化学剤を検出できます。^[10]放射された光は、元素固有のフィルター（AP2C）または高さ感度分光計で感知されます。後者は、光をマルチフォトダイオード検出器の回折格子に向けます。

広範囲の化学調査には、軍隊による防護とは異なるアプローチが適切である可能性があります。化学剤二重検出識別実験（CADDIE）^[11]は、無人航空機に搭載されたセンサーを使用して疑わしい雲を見つけ、その中に使い捨てのChemSondeセンサーを投下するという実現可能性を実証するために、米国海軍によって開発されました。

このシステムは、プッシュブルームレーダーのような広範囲の監視機能と、使い捨てセンサーによる近接監視機能という、現代の MASINT のいくつかの特性を実証しました。センサーは、通常チャフ、フレア、または使い捨てジャマーを保持する既製の ALE-47 対抗手段ディスペンサー システムから放出されます。

現代の材料分析では、化学的方法と生物学的方法の境界があいまいになることがあります。これは、重要な分野である免疫化学が、生物学的に作成された試薬を使用して化学物質と生物学的物質を検出するためです。培養に基づく識別などの時間がかかり、労働集約的な方法とは対照的に、現場での使用に適応できる技術の主な特徴は、分子、受容体、または生物のその他の特徴を認識して反応するプローブと、プローブの陽性結果を認識してオペレーターに提供する別のトランスデューサーに依存します。この組み合わせによって、分析時間、感度、および特異性が決まります。プローブ法の主なファミリーは、核酸、抗体/抗原結合、およびリガンド/受容体相互作用です。トランスデューサー技術には、電気化学、圧電、比色、および光分光システムが含まれます。^[12]

現代の微生物学研究室では幅広い分析ツールが使用されており、その多くは現場での使用に適応できる。適応されているものには以下のものがある：^[13]

• 妊娠検査ストリップに似たハンドヘルドアッセイ（HHA）。操作パネル8枚あたりの価格：65.11ドル（2012年10月1日現在）。^[14]
• 電気化学発光免疫測定法。2005 年に M1-M 分析装置に搭載される予定。
• 確認テスト用のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)。20​​04 年には 10 種類の生物学的因子に使用可能になりました。
• 空気からろ過された粒子に対する酵素結合免疫吸着分析ELISA 。

オリジナルのフックスと、1991年に米国が配備したわずかに改良されたバージョンには、乗組員に対する生物学的防護機能はあったが、生物学的分析機能はなかった。暫定版のフックス生物学的偵察システム（BRS）は、生物兵器の可能性がある粒子状物質がないか外気を継続的に監視し、検出された場合は^[15]生物学的安全キャビネット（密閉されたグローブボックス）に移送し、さまざまな遺伝子検査や免疫学的検査を使用して分析する。ただし、この暫定版には、単一の移動式システムではなく、NBCフィールド研究所の車両とシェルターのセットが含まれている。

• 放射線および危険物分析ラボシェルター
• 生物分析ラボシェルター
• 化学分析ラボシェルター
• 指揮・サンプリング車両（フックス本体）

システム全体は、航空機、船舶、またはトラック（後者はコマンドおよびサンプリング車両が自動展開）で輸送可能です。

2005 年 3 月に UAE が発注し、2007 年に納入される最新の Fuchs 2 バージョンには、グローブ ボックス内に生物兵器を検出するための統合機器セットが搭載されます。分析方法には、ELISA、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、液体クロマトグラフィー質量分析 (LC-MS)、高性能(高圧とも呼ばれる) 液体クロマトグラフィー (HPLC) などがあります。これらの方法では、生物兵器を即座に特定できることはほとんどありませんが、適切なサンプルがあれば、数分から数時間で予備的な結果を得ることができます。

Fuchs 2 には、汚染物質の拡散を予測するのに役立つ気象センサーも搭載されています。気象 MASINT を参照してください。

米陸軍は、Bio Road、Bruker Analytical Systems、Environmental Technologies Group、Harris Corp、およびMarion Compositesのチームによって作られた暫定的な生物学的統合検出システム（BIDS）を実装しています（CBDP 2001）^{[全文引用が必要]}。また、陸軍の管轄下には、陸軍のBIDSの後継となる統合生物学的ポイント検出システム（JBPDS）があります。これはまた、海軍のIBADSに代わるもので、空軍と海兵隊に初期機能を提供します。これは、生物学的脅威因子を迅速かつ自動的に検出および識別するための補完的なトリガー、サンプラー、検出器、および識別技術を備えています。最大15分で複数の因子が検出されます。JBPDSは、BatelleとLockheed Martinによって構築されています。 harv エラー: ターゲットがありません: CITEREFCBDP2001 (ヘルプ)

中国には生物兵器の検出能力もある。^[16]生物兵器を「公衆衛生の逆」と定義することを踏まえ、中国のこの問題に関する文献は、どこでも標準的なアプローチである感染症対策の観点から問題を扱っている。当然のことながら、中国では野兎病、Q熱、ペスト、炭疽菌、西部および東部馬脳炎、オウム病など、潜在的な生物兵器の病原体についてかなりの研究が行われてきた。

人民解放軍に対する生物兵器の脅威に対抗するため、いくつかの特殊装備も不特定多数配備されている。

• タイプ 76 微生物サンプリング キット: 1975 年に初めて導入され、76-1 バリアントを含むこのポータブル ラボでは、表面、水、空気中の粒子をテストして生物兵器の脅威の有無を判断できます。また、5 種類の昆虫と小動物の参照標本も用意されています。ローテクの重力/沈殿プレートに似た小さな回転機構が風上に配置され、エアロゾル粒子がサンプリング皿またはペトリ皿に付着します。培養用品とともに消毒剤が提供されます。
• 大容量静電空気サンプラー: この機器には分類番号がなく、その特性に関する情報もほとんど提供されていません。おそらく、西洋で使用されているコロナ放電ベースの大容量空気サンプラー (LVAS) に類似しています。この技術は一般に優れた結果をもたらし、狂犬病やヒト呼吸器疾患ウイルスなどのウイルス粒子を空気から分離することができます。
• JWL-I モデル バイオエアロゾル サンプラー: 前述の LVAS と同様に、この機器に関する資料には詳細がほとんど記載されていません。この自動空気サンプラーは、空気を吸い込んでエアロゾル化した粒子を寒天に沈着させ、さらにテストを行う単段式インパクターに最もよく似ています。このタイプの機器の例として、民間の環境モニタリングで使用される単段式インパクター、Casella スリット ツー アガーがあります。
• 1984 年に導入された WJ-85 微生物学実験車両は、電動実験プラットフォームの誕生につながった可能性があります。このプラットフォームは「鉄道車両とセダンの中間」と表現され、3 つのセクションに分かれており、出入り口には気密シールされたガスケットが付いています。前方セクションには運転手と乗員用の台車が収容され、中央セクションには実験室 (移動式生物兵器評価実験室を参照) があり、後方セクションには除染装置と予備の衣類が収納されています。実験装置には、感染性物質を取り扱うためのガラス製グローブ ボックス、静菌装置、冷蔵庫、インキュベータ (恒温槽)、蛍光顕微鏡、倒立顕微鏡、培養培地、診断試薬、細胞培養装置などが含まれます。別のステーションでは、細菌やウイルスの検査が可能で、最大 4 人が収容できます。実験車両には、参照および識別用の約 200 個の細菌と 50 個のウイルス サンプルが付属しています。

生物兵器能力の拡散を防ぐための課題の 1 つは、合法的なバイオエンジニアリング施設が兵器を製造していないことを確認することです。完全に合法的なプロセスの多くは企業秘密に関係するため、製造施設は商業上の利点となる可能性のあるものの詳細な検査やサンプル採取を躊躇する場合があります。ヘンリー L. スティムソン センターは、検査官が既知の兵器に関連する遺伝物質を探す生物学的テストを使用する検査計画について多くの概念的研究を行ってきました。[ ^17]ボツリヌス菌外毒素 (ボトックスまたは「ボツリヌス毒素」) などの潜在的な兵器が発見された場合でも、その量や調合によって、医療、獣医、または研究用途に合法的に使用されていることが立証される可能性があります。

「二重使用」違反を検出するこれらのアプローチは、公衆衛生の文脈で伝染病原体を認識する可能性も秘めています。

ベトナム戦争時代のセンサー、XM2は一般に「人探知機」として知られ、空気中のアンモニア濃度を検知し、人や動物の集団の存在を知らせた。感度は高かったが人に対しては選択性がなく、多くの水牛が標的となった。しかし、このセンサーは第9歩兵師団が使用した最高のセンサーと考えられていた。他のMASINTセンサーやSIGINTセンサーとは対照的に、ヘリコプターに搭載された部隊にリアルタイムで標的を検知することができたからである^[18]。 添付のグラフに見られるように、このセンサーは他のいくつかのセンサーと適時性に関して比較されている。^[18]

核実験の監視には、材料 MASINT の一部である化学分析と、材料と核 MASINT にまたがるサンプルの放射性放出の分析の両方が含まれます。すべての核 MASINT に材料分析が含まれるわけではありません。宇宙ベースの放射線およびEMP MASINTセンサーを参照してください。

大気中に放出される地下核実験を含む核実験では、核爆発が発生したことを示すだけでなく、放射性降下物中の放射性核種の放射化学分析を通じて、核実験の技術と発生源を特徴付ける降下物が発生します。降下物の MASINT 収集は、有人航空機またはドローンに搭載された空中ダストトラップを使用して最も一般的に行われます。

1974 年度、SAC のミッションは中国とフランスの核実験に関する情報収集のため飛行された。U -2 R 航空機は、オリンピック レース作戦でスペイン近海に飛行し、気象学者がその空域に存在すると予測した実際の浮遊粒子を捕獲した。このプログラムの別の部分では、国際水域で米海軍の艦艇が雲の中に無人の空気サンプル採取ドローンを送り込んだ。こうして 1974 年には、U-2R とドローン航空機の両方が核爆発による実際の浮遊粒子を捕獲し、核物質情報に関する MASINT 分野に提供した。^{[19] [20]}

現在のM1135核・生物・化学偵察車両と以前の米国NBC戦術監視車両であるM93 Fox （ TPz Fuchsのドイツの放射線検出バージョンから派生したもの）は、車両の内外のベータ線とガンマ線を測定できるAN/VDR2放射能、検出、表示、計算（RADIAC）セットを中心に構築されています。このシステムは、砂漠の嵐作戦で初めて使用されました。

核兵器が発生したことを検出するだけでなく、その原因を突き止めることも重要です。北朝鮮の核実験に関連して、空気中のキセノン濃度を測定する方法が提案されました。キセノンはさまざまな核分裂性物質の反応の副産物であるため、北朝鮮の実験（大気圏内実験または地下実験からの漏洩）からの空気サンプルを区別するために使用できます。これにより、爆弾が核兵器であったかどうか、また核兵器であった場合、主成分がプルトニウムか高濃縮ウラン（HEU）かを判断できます。^[21]