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 キャバリエ宇宙軍基地の EPARCS | |
| 原産国 | 私たち |
|---|---|
| 紹介された | 1975 |
| 建造数 | 1 |
| タイプ | フェーズドアレイレーダー |
AN /FPQ-16 境界捕捉レーダー攻撃特性システム( PARCSまたはEPARCS ) [1] [2]は、ノースダコタ州にある強力な米国宇宙軍の パッシブ電子走査アレイレーダーシステムです。これは、米国宇宙軍のミサイル警報および宇宙監視システム群の中で、より近代的なPAVE PAWSフェーズドアレイレーダーに次いで 2 番目に強力なフェーズドアレイレーダーシステムです。
PARCSは、アメリカ陸軍の弾道ミサイル防衛システムであるセーフガード計画の一部である境界捕捉レーダー（PAR）としてゼネラル・エレクトリック社によって構築された。PARは、最大2,000マイル（3,200 km）の距離から飛来するICBMの早期警戒を提供し、より短距離のレーダーを備えた迎撃ステーションにデータを送信した。[3] PARと他のシステムは、総称してスタンレー・R・ミケルセン・セーフガード・コンプレックスと呼ばれていた。1972年にABM条約に調印したことで、米国のミサイルフィールドを防御するABM基地は1つに限定され、モンタナ州にあった部分的に完成した2つ目のPARはそのまま放棄された。1975年、下院歳出委員会はミケルセンを閉鎖し、セーフガードを閉鎖することを決議し、1976年7月にそれが行われた。
ミケルセンが閉鎖された後、空軍の航空宇宙防衛司令部がPARサイトを引き継ぎ、1977年に早期警戒の役割で再稼働させました。その後、戦略航空軍に移管されました。このサイトは近くのコンクリートの町にちなんでコンクリートミサイル早期警戒システム（CMEWS）として知られていましたが、その町の郵便局が1983年に閉鎖されたため、キャバリエ空軍基地となり、2021年にキャバリエ宇宙軍基地に改名されました。後に衛星追跡の役割が追加され、そのミッションでPARCSは地球を周回する物体の半分以上を監視および追跡しています。PARCSは当初1992年に閉鎖される予定でしたが、代わりに新しい電子機器にアップグレードされてEPARCになりました。
EPARCS は、第 10 宇宙警戒飛行隊、スペース デルタ 4によって運用され、Summit Technical Solutions, LLC によって保守されています。請負業者に加えて、NORAD は米国とカナダの軍人を施設に配置しています。
説明
レーダー
PARは当初、バスケットボール大24cm（9.4インチ）の物体を3,300km（2,100マイル）の距離から捕捉することができた。例えば、ハドソン湾で発射された潜水艦発射弾道ミサイルの弾頭などである。同様の距離での解像度は9cm（3.5インチ）未満まで向上可能であった。[4]当初のPAR装置には以下が含まれていた。
- ビームフォーミングネットワーク（BFN）、6888素子のフェーズドアレイ（元々は建物の傾斜した壁に設置されたベリリウム銅製のGEクロスダイポール6144個[5]）です。各素子は支持棒と2つのクロスダイポールで構成され、45度に曲げられて矢印の形を形成しています。
- PARビルの傾斜した壁の内側に「位相シフター・プラットフォーム」があり、[6] コンピュータ制御により、個々のアンテナ素子への電流供給の位相をシフトし、ビームを瞬時に任意の方向に向けることができるようになった。後にBFN用に「マイクロストリップ高出力UHF位相器」が開発された。[7]
- ビームステアリングコンピュータとセンサー制御システムプログラムFBO.govはBFNのステアリング/制御のために動いています
- ビーム電源FBO.govは[8]電源制御セット5820-01-615-6430-CONTROL、TELEMETRIC DATA RECEIVING SET-5820016156430、016156430、R105381-01を移動しました。
- 電子機器のタイミング信号用のデュプレックスデジタルデータグループ
- アンテナビーム形状を監視できるレーダーメンテナンスコンソール
- 信号プロセッサの IF 入力への中間周波数 (IF) 信号のシミュレーション用のレーダーリターン ジェネレーター。
その他のシステム
PARに加えて、システムには5台のGE発電機用の5台の16気筒ディーゼル/天然ガス クーパーベッセマーエンジンを備えた14メガワットの電力システムが含まれています。 [9]建物の最上部にはレドームを備えた小さな「アンテナ測定レーダー」がありましたが[10]、後に衛星通信アンテナに置き換えられました。[11] EPARCSには変電所とヒートシンクも含まれています。[12]
PARデータプロセッサは、冗長プロセッサ、プログラムストア、変数ストアユニットを含む中央ロジックと制御を備え[13]、通信機器がNORADなどに転送するためのミサイル/衛星トラックデータを提供し、議会記録では境界捕捉レーダーとは別の調達品目としてリストされていました。[14]高度データ通信制御手順では、 1980年代にリン・O・ケスラーによって発明されたADCCP通信プロセッサが、 PARCSデータ伝送コントローラとシャイアンマウンテンコンプレックス間の「メッセージを変換」します。ADCCP通信プロセッサ
歴史
3月
PARの設計は、 1960年代初頭のナイキ-X ABMプログラムに遡る。ナイキ-Xは、機械式レーダーを使用していたため、一度に3発か4発のミサイルしか攻撃できなかった以前のナイキゼウスABMシステムの問題を解決しようとしたものだった。 [15]兵器システム評価グループは、ゼウスシステムは4発の弾頭を発射するだけで90%の確率で貫通できると予測した。これは、100発ものミサイルを収容する基地を破壊するにはわずかなコストである。[16]
ベル研究所は1960年にゼウスレーダーをフェーズドアレイシステムに置き換えることを提案し、1961年6月に開発のゴーサインが出た。その結果生まれたのが、アクティブ電子制御アレイレーダーシステムの初期の例であるゼウス多機能アレイレーダー（ZMAR）だった。[17] MARは多数の小さなアンテナで構成され、それぞれが個別のコンピュータ制御の送信機または受信機に接続されていた。さまざまなビームフォーミングと信号処理のステップを使用して、単一のMARで長距離探知、追跡生成、弾頭とデコイの識別、および発射された迎撃ミサイルの追跡を実行できた。[18]
MAR により、広大な空間での戦闘全体を 1 つのサイトから制御できるようになりました。各 MAR とそれに関連付けられた戦闘センターは、数百のターゲットの追跡を処理します。次に、システムは各ターゲットに対して最も適切なバッテリーを選択し、特定のターゲットを攻撃に渡します。通常、1 つのバッテリーが MAR に関連付けられ、他のバッテリーはその周りに分散されます。リモート バッテリーには、はるかに単純なレーダーが装備されており、その主な目的は、発射されたスプリント ミサイルが遠く離れた MAR に視認される前に追跡することです。これらの小型のミサイル サイト レーダー (MSR) はパッシブ スキャンされ、MAR の複数のビームではなく 1 つのビームのみを形成します。[18]
パー
MAR システムのコストは非常に高かったため、現実的には大都市のような価値の高い場所でしか使用できませんでした。小規模な都市は、元の Nike-X コンセプトでは無防備のまま残されていました。1965 年から、縮小版 MAR である TACMAR を使用した自律型スプリント基地のコンセプトにいくらかの努力が注がれました。さらに作業を進めた結果、代わりにアップグレードされた MSR である TACMSR が生まれました。MSR は、基地に時間内に警報を発するのに必要な範囲を持っていませんでした。そのため、1965 年春に、全国の基地に警報を発することを主な目的とする非常に長距離の早期警戒レーダーのアイデアが生まれました。このシステムには基本的な追跡機能しかなく、デクラッターリング システムはなかったため、これらのタスクは PAR が警報を発したレーダーに引き継がれました。これにより、レーダーの解像度を比較的低くすることができ、従来の安価なVHF電子機器を使用して構築することができました。レーダーは攻撃の初期段階でのみ使用されるため、爆発に対する耐性は備えておらず、建設コストが大幅に削減されました。[19]
ソ連のICBM数の増加に伴いナイキX配備のコストが増大し始めたため、陸軍とベルはより限定された任務での小規模配備を検討し始めた。その中には、自律型MSRと早期警戒PARのみで構成される、はるかに軽量なナイキXシステムのアイデアがあった。これがPARシステムの請負業者による研究につながった。ベル研究所は1966年10月に仕様書を完成させ、ゼネラルエレクトリックは12月に次の開発契約を獲得した。[20]このモデルでは、PARは初期探知に使用されるだけでなく、正確な追跡を生成するのにも役立ち、MSRは割り当てられたターゲットを正確に探す場所を知ることができる。これには、MARのマイクロ波周波数ほど高くはないが、元のVHF設計よりも高い解像度が必要だった。[21]
1967年4月、 UHF周波数への移行が決定された。 [21]これにより、適度な大きさのレーダーで必要な解像度を提供できるだけでなく、核ブラックアウトと呼ばれる深刻な問題の解決にも役立つ。核ブラックアウトでは、空の広い範囲がレーダーに対して不透明になる。これは早期警戒には適していた。弾頭が爆発する頃にはPARはすでにその役割を果たしていただろうが、これは縮小されたMSRモデルでは受け入れられなかった。この効果は周波数が高いほど持続時間が短くなることがわかっていたため、UHFに移行することでPARはマイクロ波周波数のMARを犠牲にすることなく、より迅速に鮮明な視界を得ることができる。プリンスアルバートレーダー研究所での実験では、これによりオーロラがある場合のパフォーマンスも向上することが示唆された。しかし、いくつかの技術的要因により、同じ検出性能を達成するには4倍の電力が必要になることも意味していた。このコストの一部は、MARと初期のPARで使用されていた別々の送信/受信アレイから単一のアレイへの移行によって相殺されましたが、これは使用されている周波数による可能性でした。[22]
Nike-XがSentinelになる
1962 年に実施された高高度核実験のデータが研究されるにつれて、新しいタイプの対弾頭攻撃が開発された。大気圏外では、弾頭の爆発によって発生する大量のX 線が長距離を移動するが、低高度では数十メートル以内で空気分子とすぐに相互作用する。これらの X 線が金属に当たると、金属は急速に加熱され、衝撃波が発生して再突入体の耐熱シールドが破壊される可能性がある。このアプローチの利点は、効果が数キロメートルの範囲に及ぶため、デコイの雲に守られているにもかかわらず、1 発のミサイルで飛来する弾頭を攻撃できることである。対照的に、スプリントやそれより前のナイキ ゼウスは、効果を発揮するために標的から約 100 メートル以内で爆発する必要があり、デコイがなくても長距離で爆発させるのは非常に困難であった。[21]
これにより、当初はZeus EXとして知られ、後にSpartanに改名された、範囲が400マイル（640 km）程度のZeusのアップグレード版を使用するシステムの新しい研究につながりました。これらは、Sprintのみに基づく防御よりもはるかに少ない数の基地から米国全体を保護できます。このコンセプトは、Nike-Xの密度が低く、安価で長距離版であるSentinelプログラムとして浮上しました。 [21]このシステムでは、PARは早期検出と追跡生成に使用されるだけでなく、MSRの範囲外を通過するSpartanの長距離誘導も担当するため、さらなるアップグレードが必要になり、全体的な戦闘でさらに重要になりました。システム全体では、ターゲットがレーダーからレーダーに引き継がれるため、データ通信を大幅に改善する必要もありました。[23]
結局、PARは、置き換えを意図していた元のMARの性能を落としたバージョンによく似たものとなった。1967年9月、ゼネラル・エレクトリックは量産型PARシステムの開発を開始する許可を得た。[21]
センチネルがセーフガードになる
戦略バランスと予算の問題がABM配備の決定に引き続き重くのしかかる中、センチネル計画自体はキャンセルされた。1969年3月14日、リチャード・ニクソン大統領は、センチネル計画をセーフガード計画に置き換えると発表した。セーフガード計画は、空軍のミニットマンミサイル基地の周囲に少数のスプリントを集中的に配備する計画だった。ミニットマンミサイルが生き残り、信頼性の高い抑止力を発揮できるように、基地を奇襲攻撃から守るという発想だった。[21] 12か所の候補のうち最初の2か所を配備するという決定は、1969年8月に上院で、スピロ・アグニュー副大統領の1票のみで可決された。[24]
セーフガード配備の最初の2つのフェーズの拠点が選定され、フェーズIはモンタナ州のマルムストロム空軍基地とノースダコタ州のグランドフォークス空軍基地、フェーズIIはミズーリ州のホワイトマン空軍基地とワイオミング州のウォーレン空軍基地であった。フェーズIの拠点のみがPARを必要とし、フェーズIIの拠点はフェーズIのPARを早期警報に使用することになっていた。GEは1970年初頭にPARの設計を製造用にリリースし、ノースダコタの拠点がPARの研究開発拠点として選定された。[23]
建設と閉鎖
ノースダコタ州のPAR-1の建設は1970年4月に始まり、モンタナ州のPAR-2は5月に始まった。翌年、GEのシラキュース事務所で広範囲にわたるテストが実施され、陸軍工兵隊が重機を設置した。作業は1972年8月に戦略兵器制限交渉（SALT）協定が調印されるまで続いた。SALTの一環として、ABM条約は両国に弾道ミサイル防衛（ABM）システムで保護された配備サイトの数を1つずつに制限することを義務付けた。モンタナ州のPAR-2の作業は中止され、部分的に完成した建物は今日まで残っている。[23]
PAR-1の主要建設は1972年8月21日に完了し、試験運用が開始された。アンテナの調整は1973年8月に完了し、その月に衛星と電波星の追跡に初めて成功した。試験期間は丸2年続き、1974年9月27日に正式な設備準備日が宣言された。[23]この期間中、MSRとミサイル砲台の建設は継続され、ミケルセン基地全体が1975年4月に初期運用能力（IOC）に到達した。[5]複合施設は1975年10月1日に完全に運用可能と宣言された。[24]
翌日、下院歳出委員会はミケルセンを閉鎖し、セーフガード計画を終了することを決議した。11月に可決された法案により、PAR-Iでの活動を継続するための資金が認められた。MSRは1976年2月に閉鎖され、ミサイルの撤去が始まった。[24]
CMWS
PARは1977年9月に空軍にリースされ、[25] 1977年10月に運用が開始されました。 [26]米空軍は、近くのコンクリートの町にちなんで、この基地をコンクリートミサイル早期警戒システム（CMEWS）と指定しました。[27]コンクリートの郵便局が1983年に閉鎖されると、基地はキャバリエ空軍基地と改名され、レーダー自体はPARCSになりました。1983年にPARCSからシャイアンマウンテンに「戦術警告および攻撃評価データ」を渡すために割り当てられたのは、第1宇宙航空団の分遣隊5（1986年第10ミサイル警戒飛行隊、1992年第10宇宙警戒飛行隊）でした。[要出典]
強化されたPARCS
強化型境界捕捉レーダー攻撃特性評価システム（EPARCS）は1989年までに確立され[1]（「AN/FPQ-16」は主要防衛調達プログラムとなった）、1992年9月に終了する予定であった。[12] 代わりに、1993年にITT連邦サービスがPRC社から運用と保守を引き継ぎました。[12]歴史的なアメリカのエンジニアリング記録が作成され、議会図書館に寄贈されました。[25]
BAEシステムズは、2003年に670万ドルの運用、保守、ロジスティクス契約を受注して以来[1]、レーダーやその他のEPARCSサブシステムの保守を行ってきた[28]（2012年に延長が認められた）。
ソリッドステート・フェーズドアレイ・レーダーシステム（SSPARS）の配備により、BMEWSが置き換えられ、AN/FPS-115 PAVE PAWSがソリッドステート電力増幅器でアップグレードされました（例えば、チューレでは1987年のAN/FPS-120を使用）。しかし、1994年の「旧式レーダー技術」のEPARCSとアラスカのコブラ・デーンでは、 [12] L-3コミュニケーションズが2004-9年のTWTの供給契約を結びました。[29] 2000年代後半、米空軍はSSPARSをアップグレードし、ボーイングAN/FPS-132アップグレード型早期警戒レーダー（UEWR）[30]を使用するようになりました。—例えば、 RAFフィリングデールズでは1992年の AN/FPS-126を交換しました。[31] 2010年に委員会がEPARCSの状況を評価し、2012年2月1日までに[32]「米空軍はAN/FPQ-16の近代化プログラムに着手した」[2]と、Clear AFSの「UEWR近代化は2012会計年度に開始された」[33]と、 ClearのAN/FPS-123の交換に着手した。
2017年に米空軍から3,550万ドルの運用、保守、物流契約を受注した後、サミット・テクニカル・ソリューションズが現在レーダーシステムの保守を担当している。[34]
| 外部画像 | |
|---|---|
 建設中のフェーズドアレイと機器の前面（アンテナ測定レーダーなし） | |
| 1972 PAR ビル (タイム誌) |
参照
参考文献
- 引用
- ^ ab ハーカヴェイ、ロバート E (1989)。海外基地：世界的な外国軍プレゼンス。オックスフォード大学出版局。ISBN 97801982913122014 年3 月 25 日閲覧。
主に早期警戒に使用されるシステム...強化型境界捕捉レーダー攻撃特性評価システム (EPARCS)
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