国家技術検証手段(NTM)とは、国際条約の遵守を確認するために用いられる衛星写真などの監視技術のことである。この用語は、米国とソ連の間で締結された戦略兵器制限条約(SALT)で初めて登場したが、詳細は示されなかった。当初、この用語は「ソ連が隠蔽してきたこの能力(衛星写真)が公に認められると、ソ連は特に動揺する可能性がある」という懸念を反映していた。[ 1 ] 現代の用法では、この用語はSALT I の時に使用されたものを含め、さまざまな監視技術を網羅している。
この概念は、その後の軍備管理交渉でも繰り返し取り上げられ、「信頼しつつ検証せよ」という共通のテーマが掲げられている。検証は、一方から他方へ明示的に提供される情報に加え、数多くの技術的な情報収集活動を伴う。測定・署名情報(MASINT)技術は、その多くが特に難解な技術的手法であるが、検証において極めて重要な役割を担っている。
条約以外にも、ここで説明する手法は核不拡散活動全般において極めて重要である。これらの手法を用いることで、核兵器を保有している、あるいは保有していると推定されるものの、核不拡散条約を批准していない(あるいは脱退しようとしている)国、すなわちインド、イスラエル、北朝鮮、パキスタンに関する情報を収集することができる。
ここで紹介する手法は主にミサイルと核兵器の制限に焦点を当てているが、その基本原則は化学兵器や生物兵器の拡散に対抗する条約の検証にも当てはまる。「信頼するが検証する」という原則である。
衛星(例:米国のコロナ、KH-5など)、秘密裏に飛行する高高度偵察機(例:ロッキードU-2)、ドローン/無人航空機(例:グローバルホーク)、条約で認められたセンサー搭載機(例:OC-135Bオープンスカイ)によって取得される画像情報(IMINT)は、検証の基本的な方法である。条約の実施の詳細を規定する特定の「プロトコル」では、合意された時間にミサイルサイロの扉を開けることや、核兵器運搬能力を持つ航空機を改造して写真で識別できるようにするなど、IMINTとの協力が必要となる場合がある。
これらの方法は、輸送車両の実際の台数を把握できる。ただし、内部を覗き込んで弾頭や爆弾の数を数えることはできない。
解釈には芸術、科学、経験が関係する。例えば、米国の諜報機関は、ソ連が海上輸送用にミサイルや爆撃機を梱包する独特の方法からそれらを識別する「クレートロジー」と呼ばれる学問分野を使用した。ディノ・ブルギオーニは著書『アイボール・トゥ・アイボール』でキューバ危機における画像解釈について詳しく述べている。[ 2 ] キューバに侵入し、そこに設置され、後に撤去されたミサイルを数えるために彼が説明する方法論は、軍備管理における検証のために画像を使用する方法と直接的に類似している。
テレメトリ情報(TELINT)は、戦略兵器制限条約(SALT)における「国家の技術検証手段」の一つである。TELINTはミサイル実験中に送信される信号を収集・分析し、ミサイルの飛行特性、特に核弾頭の潜在的な質量を決定する投射重量を直接測定する。SALT Iは、各締約国に対し「国家の技術検証手段を妨害しない」ことを義務付け、「検証を妨害するための意図的な隠蔽措置」を禁止している。この条項は、TELINTによる監視を妨害するために戦略実験テレメトリを暗号化したり、その他の方法で隠蔽したりすることを事実上禁止している。[ 3 ]
ミサイル試験におけるテレメトリー情報は、航空機(例:米国のRC-135 COBRA BALL)、地上局(例:米国のCobra Dane)、艦船(例:米国のCobra Judy、Cobra King、Cobra Gemini)に搭載されたカメラによる光電子情報やレーダー追跡情報と組み合わされることが多い。観測された軌道や速度などは、テレメトリー情報の正確性を検証するために使用できる。これらの手法の中には写真撮影を行うものもあるが、全体としてはMASINT(ミサイル情報収集)とみなされる。
方法は進化し続けている。COBRA JUDYは、戦略的な役割で長距離ミサイルに関する情報を収集することを目的としていた。開発中のシステムの一つであるCOBRA GEMINI [ 4 ]は、COBRA JUDYを補完することを目的としていた。長距離ミサイルの観測に使用できるだけでなく、ミサイル技術管理レジーム(MCTR)などの地域軍備制限協定で取り上げられる可能性のある戦域レベルの兵器にも適している。COBRA JUDYが艦船に組み込まれている場合、この二周波(SバンドとXバンド)レーダーは輸送可能で、艦船または陸上で運用でき、中距離弾道ミサイルと対ミサイルシステムの監視に最適化されている。突発的な監視事態に対応するため、空輸も可能である。Cobra Geminiは、2000年頃にUSNS Invincible(T-AGM-24)に搭載された。 [ 5 ]
コブラキングは、コブラジュディの後継機で、2014年にUSNSハワード・O・ローレンツェン(T-AGM-25)に就役した。 [ 6 ] [ 7 ]
1959年、米国はVELA HOTEL衛星を皮切りに、宇宙空間における核センサーの実験を開始した。これらの衛星は当初、X線、中性子、ガンマ線検出器を用いて宇宙空間での核爆発を検知することを目的としていた。改良されたVELA衛星には、核爆発特有の信号、すなわち数ミリ秒間隔で発生する二重の閃光を検出することで、地上での核実験を検知できる「バンメーター」と呼ばれる装置が追加された。これらの衛星は、地上での事象から発生する電磁パルス信号も検知することができた。
初期のVELA衛星は、より高性能な衛星に置き換えられ、現在では統合運用核探知システム(IONDS)として、GPS航法情報に使用されるNAVSTAR衛星の追加機能としてその機能が存続している。
米国は1970年、赤外線熱信号を検知・特定する宇宙ベースの監視アレイセンサーシリーズの最初の機体を打ち上げた。こうした信号はエネルギーと位置の測定に関連するものであり、画像情報(IMINT)における画像とは異なる。現在、衛星早期警戒システム(SEWS)と呼ばれるこのプログラムは、国防支援計画( DSP)の複数の世代の宇宙機の後継機である。
元々はICBM発射時の強烈な熱を検知するために開発されたこのシステムは、1990年から1991年にかけて戦域レベルで有効であることが証明された。イラクのスカッドミサイルの発射を早期に検知し、潜在的な標的に早期警戒情報を提供することができたのである。
MCTRのような軍備管理協定がミサイル技術の移転を制限している場合、このシステムは不適切な移転の結果である可能性のあるミサイル発射、あるいはロケットモーターを輸入していない国による独自開発による発射を検知することができる。
米陸軍野戦教範2-0では、地球物理学的情報収集をMASINTの一分野と定義している。「地球(地面、水、大気)や人工構造物を通して伝わる現象、例えば放出または反射される音、圧力波、振動、磁場や電離層の擾乱などが含まれる。」[ 8 ]
米陸軍野戦教範2-0では、地震情報とは「地表における地震波または振動の受動的な収集および測定」と定義されている。検証の文脈において、地震情報は地震学の科学を利用して核実験、特に地下核実験の位置特定と特性評価を行う。地震センサーは、核兵器の高性能爆薬部品の試験に用いられる大規模な通常爆発の特性評価にも利用できる。
1960年、ジョージ・キスティアコフスキーは、軍備管理の必要性と地震検証の現実とのバランスを取る「閾値原則」を提唱した。彼はミサイル潜水艦の監視の難しさを挙げ、軍備管理戦略は査察ではなく軍縮に焦点を当てるべきだと提案した[ 9 ]。検証では、各国が地震情報センサーが検出できるエネルギーレベル以下の爆発力で核実験、または模擬核実験を行うことができると認めている。あらゆるレベルの核実験は包括的核実験禁止条約(CTBT)(発効していない)の下で禁止されているが、包括的核実験禁止条約機関(CTBTO)またはその準備委員会が十分に小さな事象を検出できるかどうかについては議論がある。極めて低い出力の核実験から貴重なデータを得ることは可能であり、兵器としては役に立たないが、兵器技術をテストするには十分である。CTBTは閾値原則を認めておらず、すべての実験が検出可能であると想定している。
CTBTOは、検証のために地震、音響、放射性核種技術を含むMASINTセンサーの国際監視システム(IMS)を運用する予定です。IMSがすべての事象を検出できるかどうかは議論の余地があります。[ 10 ]
ベイリーは、「CTBT反対派が最も懸念しているのは、核実験が行われない場合、米国の核兵器は本来あるべきほど安全でも信頼できるものにもなり得ないという点である。…この条約は米国が兵器の近代化や開発を行うことを制限するだろうが、CTBTは検証できないため、他国がほとんど、あるいは全く捕まるリスクなく不正行為を行うことが可能になるだろう。…CTBTのIMSは、1キロトン以上の非侵襲的核実験を検知、位置特定、識別する能力を提供すると期待されている。1キロトン未満の核実験を、かなりの確信度で検知することはできない。実験が回避的に行われた場合、このシステムは数キロトンの実験を検知できないだろう。」[ 10 ]
CTBTの支持者たち[ 11 ]ペインは、「IMSが戦略的に重要な地域で1キロトン未満の非回避爆発を検知・識別できることが最近実証された」と主張している。1997年8月の最初の兆候は、ロシアの主要な実験場であるノヴァヤゼムリャでの地震を示唆していた。当初は、隠蔽された核実験だと考えられていた。しかし、IMSセンサーは、カラ海の沖合でその出来事を特定するのに役立った。IMSはまた、それが爆発ではなく地震であったことを確認した。
「これが地下核実験であった場合、その規模(3.3)は、回避措置が講じられなかった場合、100トン未満(0.1キロトン)の威力に相当する。1996年1月に地震として特定された近隣の事象は、その10分の1の規模(2.4)であり、約10トンの威力に相当する。」IMSの反対派は、隠蔽されていないリヒターマグニチュード4.0の1キロトン級の事象を認識するのが最善策だと主張していた。
ペインは、実験は依然として妥当な兵器射程内で行われ、10トンの収量は一部の戦術用途で依然として有用であると想定しているようだ。[ 11 ]応用研究実験の一種である水核実験は、有用な情報が得られるが、収量は1キログラムから数トン程度と低い。[ 12 ]水核実験では核反応が起こるが、非常に小さい。実際に爆発収量が高く、高爆薬となる可能性がある技術は、流体力学的実験である。この実験では、非常に高速なX線、中性子、またはその他の特殊カメラが、マイクロ秒単位で核分裂性物質模擬物の爆発圧縮を測定する。例えば、劣化ウランは濃縮ウランと同じ物理的性質を持ち、プルトニウムに似ている。
核爆発や核爆発を模擬した高性能爆薬実験の現場に比較的近い場所に設置されたセンサーは、音響的手法を用いて爆発によって生じる圧力を検知することができる。これには、自然現象や人為的な現象によって大気中に発生する超低周波音波を検知する超低周波マイクロ バログラフ(音響圧力センサー)などが含まれる。
マイクロバログラフと密接に関連しているが、水中の圧力波を検出するのが水中音響センサーであり、これには水中マイクロホンと、島の動きを検出する特殊な地震センサーの両方が含まれる。
米国とロシアは、管理された条件下で、相手側の査察官が、他の検出閾値以下で行われた可能性のある禁止された核実験が行われた場所を物理的に調査することに合意した。[ 13 ]米国では、これらのプログラムは、現地査察局を引き継いだ国防脅威削減局によって運営されている。
核兵器に対するものほど具体的な査察手順は化学兵器や生物兵器の脅威に対しては開発されていないが、化学兵器や生物兵器の製造工程の多くは二重用途の特性を持っているため、現地査察が必要になる可能性が高い。つまり、それらは完全に正当な民間目的にも使用できる。DTRA長官は、米国防総省戦略軍の機関である大量破壊兵器対策センター(SCC WMD)の責任者も兼任している。この任務はCIAの拡散防止センターの任務とも関連している。
地下核実験から大気中に放出される核実験も含め、核実験によって発生する放射性降下物は、核事象が発生したことを示すだけでなく、その降下物中の放射性核種の放射化学分析によって、核兵器の技術や発生源を特定することができる。例えば、純粋な核分裂装置から発生する放射性降下物は、ブースト核分裂装置から発生する放射性降下物とは異なり、さらに、様々な種類の熱核兵器から発生する放射性降下物とも異なる。
現実世界の一例として、北朝鮮の実験(大気圏実験または地下実験からの漏洩)からの空気サンプリングを用いて、キセノン副生成物のレベルを区別し、爆弾が核爆弾であるかどうか、そしてもしそうであれば、その主成分がプルトニウムか高濃縮ウランかを判断する方法を検討した研究がある。[ 14 ]
フランスは1960年2月13日にアルジェリアで初の核兵器実験を行った[ 15 ]。これは驚くべきことではなかった。なぜなら、フランスが1946年に核兵器開発を検討し始めて以来、複数の米国の情報源と方法がこの計画を追跡していたからである[ 16 ] 。
アルジェリア独立後、フランスは実験場を西太平洋のツアモツ諸島のフランス領の島々に移した。1968年と1970年の実験の典型的な監視シナリオでは、NSAの通信情報(COMINT)がフランスの実験が差し迫っていることを突き止めた。その通知を受けて、MASINTセンサーを搭載するように一時的に改造されたKC-135Rタンカーが、バーニングライト作戦の一環として実験区域周辺を飛行した。1つのセンサーシステムが爆発の電磁パルスを測定した。別のシステムは核雲を撮影してその密度と不透明度を測定した。[ 17 ]
1974会計年度中、中国とフランスの実験に関する情報を収集するために、追加のSACミッションが実施された。U -2R航空機は、オリンピックレース作戦において、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するために、スペイン近海でミッションを実施した。[ 18 ]
空中EMPおよび雲写真撮影プログラムであるBURNING LIGHTは、HULA HOOP(1973年の名称)およびDICE GAME(1974年の名称)と呼ばれる国防原子力局のより大規模なプログラムの有人航空機部分でした。このプログラムの別の部分では、国際水域にいる米海軍の艦船が、無人空気サンプリングドローンを雲に送り込んでいました。そのため、1974年には、U-2Rとドローン航空機の両方が、核物質情報(MASINT)分野のために核爆発による実際の空中粒子を撮影し、BURNING LIGHT航空機は電気光学および無線周波数(EMP)MASINT分野で活動しました。