フィッシュボウル作戦

フィッシュボウル作戦
スターフィッシュプライム、1.4メガトンの高高度核実験爆発
情報
国	アメリカ合衆国
テストサイト	ジョンストン島、ジョンストン環礁
期間	1962
テスト数	11
テストの種類	高高度ロケット（30～80 km）、宇宙ロケット（> 80 km）
最大収量	1.4メガトンTNT（5.9PJ）
テストシリーズの年表

フィッシュボウル作戦は、 1962年にアメリカが実施した一連の高高度核実験であり、より大規模なドミニク作戦核実験計画 の一環として実施された。

フィッシュボウル作戦の核実験は、もともとブルーギル、スターフィッシュ、ウラカと名付けられた3つの実験で1962年前半に完了する予定だった。^[1]

最初の核実験は6月まで延期された。フィッシュボウル作戦やこの地域での他の多くの核実験の計画は、 1961年8月30日にソ連が3年間の核実験停止を終了すると突然発表したことを受けて急速に始まった。^[2]非常に複雑な作戦を急いで計画したため、プロジェクトの進行に伴って多くの変更が必要となった。

すべてのテストは、赤道北側の太平洋に浮かぶジョンストン島からミサイルで発射されることになっていた。ジョンストン島は、太平洋実験場の他の場所ではなく、米国の高高度核実験の発射場所としてすでに決まっていた。1958年、当時米国原子力委員会の委員長だったルイス・ストラウスは、以前の太平洋の核実験に使用された場所でのいかなる高高度テストにも反対した。彼の反対は、夜間の高高度爆発の閃光が近くの島に住む民間人の視力を損なう恐れがあることを懸念したためであった。ジョンストン島は遠隔地であり、他の潜在的なテスト場所よりも人口密集地から遠かった。^[3]ハワイ諸島の住民を明るい核閃光による閃光失明や永久的な網膜損傷から守るため、フィッシュボウル作戦の核ミサイルは、爆発がハワイから遠くなるように、おおむねジョンストン島の南西に向けて発射された。

ウラカは、高度1000km以上で約1メガトンの威力を発揮する実験となるはずだった。^[4]ウラカ実験の 提案は常に議論を呼んでおり、特に後述するスターフィッシュプライム爆発による衛星への被害を受けて以降は議論が激化した。ウラカは最終的に中止され、1962年7月25日のブルーギルプライム災害後の82日間の作戦休止中にフィッシュボウル作戦の計画が徹底的に再評価された。

フィッシュボウル作戦の初期段階では、キングフィッシュという名のテストが追加されました。また、この計画中にチェックメイトとタイトロープという2つの低出力テストも追加されたため、フィッシュボウル作戦の最終的なテスト数は5つになりました。タイトロープは、その後まもなく部分的核実験禁止条約が発効した ため、米国が実施した最後の大気圏内核実験となりました。

米国は1958年に6回の高高度核実験を完了したが、その年の高高度実験は多くの疑問を提起した。フィッシュボウルシリーズの最初の成功した実験に関する米国政府報告書ADA955694によると、「これまでの高高度核実験：ティーク、オレンジ、ユッカ、および3回のARGUSショットは、機器が不十分で急いで実行された。わずかなデータの徹底的な研究にもかかわらず、これらのバーストの現在のモデルは不完全で暫定的である。これらのモデルは不確実すぎるため、他の高度や出力に自信を持って外挿することはできません。したがって、より優れた機器だけでなく、さまざまな高度と出力をカバーするさらなるテストが強く求められています。」^[5]

特に、さらなる調査が必要な現象が 3 つありました。

1. 高高度の核爆発によって生成される電磁パルスは、地表に近い核爆発によって生成される電磁パルスと非常に大きな違いがあるように思われます。
2. 高高度核爆発に伴うオーロラ、特に爆発からほぼ瞬間的に反対側の半球に現れるオーロラについては、十分に理解されていませんでした。オーロラが出現する領域を結ぶ磁力線に沿って最初に生成された可能性のある放射線帯の性質も、十分に理解されていませんでした。
3. 無線通信が途絶えた地域については、核爆発の可能性がある期間中の軍事作戦にとってその情報が極めて重要であるため、より詳細に把握する必要がありました。

フィッシュボウル実験は、爆発予定地点の周囲の広い範囲と、これらの実験では南半球の共役地域として知られていたサモア諸島地域の多数の地上および航空機ベースの観測所によって監視された。ジョンストン島は北半球にあり、フィッシュボウル作戦で計画された核爆発の場所はすべて北半球にあった。以前の高高度実験や1950年代後半に行われた理論的研究から、高高度核実験は、地球の磁場の磁力線の反対側の端でいくつかの独特な地球物理学的現象を生み出すことがわかっていた。

アメリカ国防総省の核兵器の影響に関する標準参考書によると、「1958年と1962年にジョンストン島付近で実施された高高度実験では、荷電粒子はジョンストン島とハワイ諸島の間の北半球の大気圏に侵入したが、共役領域はサモア、フィジー、トンガ諸島付近にあった。核爆発の領域に加えて、これらの領域でも実際にオーロラが観測された。」 ^[7]

ベータ粒子は、核爆発から放出される荷電粒子（通常は負の電荷を持つ）です。これらの粒子は、地球の磁場の磁力線に沿って螺旋状に移動します。核爆発では、より重い破片イオンも放出されます。この破片イオンも電荷を帯びており、地球の磁力線に沿って螺旋状に移動します。

地球の磁力線は、反対側の半球の 磁気共役領域に達するまで、地球上空高く弧を描きます。

国防総省の核兵器の影響に関する資料によると、「ベータ粒子の速度は速いため、遠く離れた（南）半球のベータオーロラは、バーストが発生した半球のベータオーロラの数分の1秒以内に現れました。しかし、デブリイオンの移動速度は遅いため、遠く離れた半球のデブリオーロラは、もし形成されたとしても、やや遅れて現れます。ベータオーロラは、通常、高度30～60マイルで最も強くなりますが、デブリオーロラの強度は、60～125マイルの範囲で最大になります。遠隔共役ベータオーロラは、爆発が25マイルを超えると発生する可能性がありますが、デブリオーロラは、爆発高度が約200マイルを超える場合にのみ発生します。」^[7]

地球の磁力線に沿って移動する荷電粒子の中には、共役領域でオーロラやその他の地球物理学的現象を引き起こすものもあります。他の荷電粒子は磁力線に沿って反射され、長期間（数か月以上）残留し、人工放射線帯を形成することがあります。^[8]

1961年11月のフィッシュボウル作戦計画書によると、「時間とスペクトルを分解した写真撮影から多くの貴重なデータが得られるため、オーロラの写真撮影条件が最適である夜間にテストを実施する必要がある」とされている。 ^[6]米国の太平洋高高度核実験のすべてと同様に、フィッシュボウル作戦のテストはすべて夜間に完了した。これは、ソ連のプロジェクトK核実験の高高度核実験とは対照的である。プロジェクトK核実験は、中央カザフスタンの人口密集地帯で行われ、高高度核爆発の非常に明るい閃光による住民の目のやけどの被害を避けるために、日中に実施する必要があった（この記事の冒頭で述べたとおり）。

フィッシュボウル作戦の当初の計画によれば、核実験はブルーギル、スターフィッシュ、ウラカの順で行われることになっていた。実験が失敗した場合、同じ実験の次の試みは、同じ名前に「プライム」という言葉を加えたものになる。ブルーギルが失敗した場合、次の試みはブルーギル プライムとなり、ブルーギル プライムが失敗した場合、次の試みはブルーギル ダブル プライムとなる、という具合に なる。

フィッシュボウル作戦の最初の計画されたテストは1962年6月2日、真夜中過ぎにジョンストン島からソーミサイルに核弾頭が発射されたときだった。ソーミサイルは通常の軌道上にあるように見えたが、レーダー追跡システムはミサイルを追跡できなかった。その地域には多数の船舶や航空機があったため、ミサイルが安全な軌道上にあるかどうかを予測する方法がなかったため、射撃場の安全担当者は弾頭付きのミサイルを破壊するよう命じた。核爆発は起こらず、データは得られなかったが、その後の調査でソーは実際には適切な飛行軌道をたどっていたことが判明した。^{[9] : 247}

フィッシュボウル作戦の2回目の計画されたテストは1962年6月19日に行われました。核弾頭を搭載したトールミサイルの発射は真夜中直前にジョンストン島から行われました。トールミサイルは通常の軌道を59秒間飛行しましたが、その後ロケットエンジンが突然停止し、ミサイルは分解し始めました。射撃場の安全責任者はミサイルと弾頭の破壊を命じました。ミサイルが破壊されたときの高度は30,000～35,000フィート（9.1～10.7km）でした。

ミサイルの部品の一部はジョンストン島に落下し、大量のミサイルの残骸は島付近の海に落ちた。海軍爆発物処理・水中破壊チームの水泳選手らは、その後2週間でミサイルの部品約250個を回収した。残骸の一部はプルトニウムに汚染されていた。実験中、ジョンストン島から不要な人員は避難していた。

1962年7月9日、協定世界時09:00:09 、ジョンストン島現地時間7月8日午後10時9秒に、スターフィッシュ・プライム実験が高度400キロメートル（250マイル）で爆発に成功した。爆発の座標は北緯16度28分、西経169度38分（ジョンストン島の南西30キロメートル、約18マイル）であった。^{[10]実際の兵器の威力は設計威力に非常に近く、様々な情報源によって1.4メガトンから1.45}メガトン（6.0 PJ） という非常に狭い範囲の異なる値で説明されている。

スターフィッシュ・プライム弾頭を搭載したソー・ミサイルは、実際には約1100キロメートル（680マイル強）の最高高度に達し、弾頭は計画高度400キロメートル（250マイル）まで落下した際に下降軌道上で爆発した。核弾頭はソー・ミサイル発射から13分41秒後に爆発した。^[11]

スターフィッシュ・プライムは、予想をはるかに上回る電磁パルス（EMP）を引き起こし、その大きさがあまりに大きかったため、計測機器の多くをスケール外に追いやり、正確な測定が非常に困難になりました。スターフィッシュ・プライムの電磁パルスは、爆発地点から約1,445キロ（900マイル）離れたハワイで電気被害を引き起こし、約300個の街灯を消し、多数の盗難警報を鳴らし、電話会社のマイクロ波リンクに損傷を与えるなど、その影響を一般にも知らしめました^[10]（爆発時刻はハワイ時間午後11時9秒後でした）。

実験データを取得するためにジョンストン島から計27機の観測ロケットが打ち上げられ、そのうち最初の支援ロケットは核弾頭を搭載したトールミサイルの発射2時間45分前に打ち上げられた。これらの小型計測ロケットのほとんどは、核弾頭を搭載した主力のトールミサイルの発射直後に打ち上げられた。さらに、ハワイ諸島のカウアイ島バーキングサンズの発射場から多数のロケット搭載計測機器が打ち上げられた。 ^[12]

スターフィッシュ・プライムの支援のため、ジョンストン島周辺と北太平洋付近で多数のアメリカ軍艦艇と航空機が活動していた。その中にはRCAサービス社とバーンズ・エンジニアリング社が派遣した人員が計測を行った主要計測船USASアメリカン・マリナーも含まれていた。また、サモア諸島付近の南側共役海域にも数隻の軍艦艇と航空機が配置されていた。さらに、ジョンストン島付近にはソ連からの招かれざる観測船が配備され、南側共役海域には別のソ連科学調査船が配置されていた。^[13]これは将来の海洋核実験の恒久的な特徴である。

スターフィッシュ プライムの爆発後、爆発地域だけでなく、爆発の赤道の反対側にある南磁気共役地域でも明るいオーロラが観測された。最初の技術報告書の 1 つによると、「爆発による可視現象は広範囲に及び、非常に強烈であった。南磁気共役地域 (トンガタプ)のはるか南から爆発地域を通り、北磁気共役地域 (フレンチ フリゲート ショールズ)のはるか北まで、太平洋の非常に広い地域がオーロラ現象に照らされた。...爆発後の薄暮には、ジョンストン ショールズとフレンチ フリゲート ショールズでリチウムやその他の破片からの光の共鳴散乱が何日も観測され、破片が大気中に長期間存在していたことが確認された。興味深い副次効果として、ニュージーランド空軍が爆弾の光によって対潜水艦作戦に役立ったことが挙げられる。」^[14]

スターフィッシュ・プライム 放射線帯は高高度で何ヶ月も持続し、米国の衛星Traac、Transit 4B、Injun I、Telstar I、英国の衛星Arielに損害を与えた。また、ソ連の衛星Cosmos Vにも損害を与えた。これらの衛星はすべて、スターフィッシュ爆発から数か月以内に完全に故障した。^[8]スターフィッシュ・プライム放射線帯が衛星Explorer 14、Explorer 15、Relay 1に損害を与えた可能性があるという証拠もある。^[15] テルスターIは、スターフィッシュ・プライム放射線によって明らかに損傷を受けた衛星の中で最も長く存続し、1963年2月21日に完全に故障した。^[16]

2010年、米国国防脅威削減局は、電磁パルス攻撃による米国への脅威を評価する米国委員会の支援として作成された報告書を発行した。「EMP攻撃による衛星への付随的損害」と題されたこの報告書は、スターフィッシュ・プライムの人工放射線帯によって引き起こされた衛星の損害、および人工放射線帯の原因となった他の歴史的な核事件と、当時軌道上にあった多くの衛星への影響について詳細に論じている。同じ報告書はまた、人工放射線帯の形成に対する現在の1つ以上の高高度核爆発の影響と、2010年時点で軌道上にあった衛星へのその結果として考えられる影響を予測している。^[4]

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  ハワイのスターフィッシュプライム
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  ヒトデプライム現象: トロイダル雲
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  ヒトデプライム核実験の35mmフィルムのフレーム

1962 年 7 月 25 日、ブルーギル装置の 2 度目の発射が試みられたが、トールのバルブが詰まって燃焼室への液体酸素の流れが妨げられ、惨事に終わった。エンジンは推力を失い、燃えなかった RP-1 が高温の推力室に流れ落ち、引火してミサイルの基部周辺で火災が発生した。トールが炎に包まれると、射場安全責任者は破壊命令を出した。これによりロケットが分裂し、両方の燃料タンクが破裂し、ミサイルは完全に破壊され、発射台は大きな損傷を受けた。弾頭の装薬も非対称に爆発し、中程度の放射能を持つコア物質が周囲にまき散らされた。

偶発的な核爆発の危険はほとんどなかったものの、発射台で核弾頭が破壊されたため、アルファ線を放出する核物質によってその地域が汚染された。ケーブル溝を通って流れた燃えるロケット燃料によって、溝と溝内のケーブルに関連する機器が広範囲に化学汚染された。

ジョンストン島の放射能汚染は大きな問題であると判断され、ひどく損傷した発射台を再建する前に、その地域全体を除染する必要があった。^{[9] : 229–241}

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  ブルーギル・プライム作戦中にソーミサイルの発射失敗と爆発によりジョンストン島がプルトニウムで汚染される
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  発射台1、ソーミサイル発射失敗、ブルーギルプライム作戦中に汚染された
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  ジョンストン島のブルーギル・プライム火災による放射能汚染後のトールエンジン部品の検査。

ブルーギル・プライムの悲惨な失敗の後、フィッシュボウル作戦の試験作業は停止され、ジョンストン島の放射能除去と発射台の再建に直接関与していない人員のほとんどは、試験の再開を待つために自宅の基地に戻った。

ドミニク1世作戦の報告書によると、「強制的な中断により、国防総省はフィッシュボウル作戦の残りの計画を再策定することができた。ウラカ作戦は衛星へのさらなる損傷を避けるために中止され、新たに3回の発射が追加された。」^{[9] ：236}作戦中断中に2番目の発射台が建設され、別の重大な事故が発生した場合でもフィッシュボウル作戦を続行できるようにした。

約3か月の休止の後、フィッシュボウル作戦は再開の準備が整い、ブルーギルのテストへの新たな試みが開始されました。

ブルーギル・プライムの失敗から82日後、1962年10月15日深夜30分前、ジョンストン島現地時間（協定世界時10月16日）に、ブルーギルのテストが再度試みられた。ソー・ミサイルは故障し、発射後約85秒で制御不能に陥り、射撃場の安全責任者は発射後約95秒でミサイルと核弾頭の破壊を命じた。^{[9] : 241}

1962年10月19日、深夜0時90分前（ジョンストン島現地時間）、XM-33ストリピロケットが低出力核弾頭を打ち上げ、高度147キロメートル（91マイル）で爆発に成功した。出力と爆発高度は目標値に非常に近かったと報告されたが、ほとんどの公式文書によると、正確な核出力は機密扱いのままである。公開文献では、単に20キロトン未満と報告されている。しかし、米国連邦政府の報告書では、チェックメイト試験の出力は10キロトンと報告されている。^[17]

「ジョンストン島の観測者は、頭上に血のように赤い輪に囲まれた緑と青の円形の領域が形成され、1分も経たないうちに消えたのを見た。青緑色の帯と多数のピンク色の縞模様が形成され、後者は30分間続いた。サモアの観測者は白い閃光を目撃したが、それはオレンジ色に薄れて約1分で消えた。」^{[9] : 241}

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  ドミニク/フィッシュボウル作戦 - チェックメイトショット。
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  ドミニク/フィッシュボウル作戦 - チェックメイトショット。

ブルーギル実験の4回目の試みは、1962年10月25日（ジョンストン島時間）にソーミサイルで行われた。その結果、現地時間深夜1時1分前（公式協定世界時は1962年10月26日9時59分）にサブメガトン核弾頭の爆発に成功した。公式にはサブメガトン範囲（200キロトン以上1メガトン未満）と報告され、米国の核実験プログラムの観察者のほとんどは、核威力は約400キロトンだったと考えている。^[18]米国連邦政府の報告書の1つでは、実験威力は200キロトンと報告されている。^[17]

フィッシュボウル作戦のテストはすべて夜間に実施される予定だったため、眼のやけど、特に網膜の永久損傷の可能性は、計画のあらゆる段階で重要な考慮事項だった。眼のやけどの可能性の問題については、多くの研究が行われた。プロジェクトの公式報告書の 1 つには、ブルーギル、キングフィッシュ、チェックメイトのテストで計画された高度では、「熱パルスの持続時間は、平均的な人の自然なまばたき周期と同じかそれよりも短い。自然なまばたき周期は、約 150 ミリ秒である。さらに、大気による減衰は通常、海面または海面近くの爆発の場合よりも、一定の距離ではるかに小さい。その結果、眼の損傷の危険性はより深刻である」と記されている。^[8]

ブルーギル トリプル プライム実験中、ジョンストン島で軍人 2 名に網膜損傷が発生した。爆発の瞬間、どちらの人物も保護ゴーグルを着用していなかった。公式報告書の 1 つには、「最初のケースでは、中心視力は当初 20/400 であったが、6 か月後には 20/25 に戻った。2 番目の被害者は不運で、中心視力は 20/60 以上に改善しなかった。損傷の直径はそれぞれ 0.35 mm と 0.50 mm であった。2 人ともすぐに視覚障害を訴えたが、どちらも無力にはならなかった」と記されている。^[8]

以前のスターフィッシュ・プライム実験では、カウントダウンがハワイのラジオ局で再放送され、多くの民間人が熱核爆発の様子を観ていたため、目の焼けの問題が起こるのではないかと懸念されていたが^[8] 、ハワイではそのような問題は報告されていない。

キングフィッシュの爆発は1962年11月1日午前2時10分（ジョンストン島時間）に発生し、フィッシュボウル・シリーズの4回目の成功した爆発であった。公式にはサブメガトン爆発（200キロトン以上メガトン未満の範囲を意味する）とのみ報告されたが、ほとんどの独立した観察者は、ブルーギル・トリプル・プライム実験と同じ400キロトンの弾頭が使用されたと考えている。^[18]ただし、米国連邦政府の1つの報告書では、テストの威力は200キロトンと報告されている。^[17]

他のフィッシュボウル実験と同様に、高高度爆発の影響を監視するために、ジョンソン島からさまざまな科学機器を搭載した多数の小型ロケットが打ち上げられた。キングフィッシュ実験の場合、核弾頭を搭載したソーロケットに加えて、ジョンストン島から29機のロケットが打ち上げられた。^{[9] : 247}

公式報告書によると、キングフィッシュ爆発の際、「ジョンストン島の観測者は最初の1分間、強い紫色の帯を伴った黄白色の輝く円を見た。帯の中には、時折、急速なねじれ運動をしているように見えるものもあった。大きな淡緑色の斑点が爆発のやや南側に現れ、成長し、5分後には目立つようになった。H+1までに緑色は鈍い灰色になったが、その特徴は3時間続いた。オアフ島では明るい閃光が観測され、約10秒後に巨大な白い球がゆっくりと海から上昇し、約9分間見えた。」^{[9] : 247}

スターフィッシュ・プライムでの電磁パルス測定のほとんどが、EMP が予想よりはるかに大きかったために失敗した後、ブルーギル・トリプル・プライムとキングフィッシュのテストでは、正確な EMP 測定を行うために特別な注意が払われた。フィッシュボウル作戦以前に仮説されていた EMP のメカニズムは、スターフィッシュ・プライムのテストによって決定的に反証された。これらの後のテストでの即発ガンマ線出力測定も、高高度 EMP のメカニズムに関する新しい理論を開発し、確認できるように注意深く行われた。核 EMP の発生に関するこの新しい理論は、1963 年にロスアラモスの物理学者コンラッド・ロングマイアによって開発され、今日でも使用されている高高度核 EMP 理論である。^[19]

2011 年初頭現在、ブルーギル トリプル プライムとキングフィッシュの EMP 波形と即発ガンマ線出力は機密扱いのままです。非機密扱いの報告書では、これらの測定が成功し、高高度 EMP が生成されるメカニズムを説明するその後の理論 (現在使用されているもの) が開発されたことを確認しています。この新しい理論は、ブルーギル トリプル プライムとキングフィッシュの両方のデータと一致する結果を示しています。^{[20] (}ブルーギル トリプル プライムとキングフィッシュのデータを実際に使用して新しい EMP 理論を確認した報告書は、コンラッド ロングマイアによる非機密扱いの報告書のパート 2 であり、依然として機密扱いです。) ^[20]

サンディア国立研究所の報告書によると、フィッシュボウル作戦のテスト中に発生した EMP は、「スターフィッシュおよびチェックメイトの爆発中に無線受信機の入力回路にトラブルが発生したこと、スターフィッシュ、チェックメイト、ブルーギルの爆発中に航空機のアンテナに取り付けられたサージアレスターが作動したこと、オアフ島の街灯の事故」を引き起こした。^[10] (「オアフ島の街灯の事故」とは、スターフィッシュプライムの爆発によってホノルルの街灯 300 個が消灯したことを指す。)

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  ドミニク作戦 - キングフィッシュを撃った。爆発高度: 96300m。威力: 400kt。
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  ドミニク作戦 - キングフィッシュを撃った。爆発高度: 96300m。威力: 400kt。

フィッシュボウル作戦の最後の実験は、1962年11月3日21時30分（ジョンストン島現地時間午後9時30分）に行われた（日時は1962年11月4日7時30分UTCとして公式に記録された）。この実験はナイキ・ハーキュリーズミサイルで打ち上げられ、他のフィッシュボウル実験よりも低い高度で爆発した。公式にはフィッシュボウル作戦の実験の1つであったが、爆発高度が低いため高高度核実験には含まれないこともある。核爆発力はほとんどの公式文書で20キロトン未満としか報告されていない。米国連邦政府の報告書では、タイトロープ実験の爆発力は10キロトンと報告されている。^[17]

「ジョンストン島では、強烈な白い閃光が見られました。高密度ゴーグルを使用しても、数秒間でもその閃光は明るすぎて見えませんでした。また、はっきりとした熱波が素肌に感じられました。黄色がかったオレンジ色の円盤が形成され、それが紫色のドーナツに変化しました。数分間、紫色に輝く雲がかすかに見えました。」^{[9] : 247}

アメリカが実施した最後の大気圏内実験である タイトロープ実験を支援するため、科学機器を搭載した7機のロケットがジョンストン島から打ち上げられた。

• 電磁気
• 磁気嵐

• フィッシュボウル作戦に関する合同タスクフォース8のビデオレポート
• ルイス、ジェフリー（2004）。最小限の報復手段：核時代における中国の安全保障の模索。

 この記事には、米国政府のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。