プロジェクト・ヴェラ

プロジェクト・ベラは、1963年の部分的核実験禁止条約に対するソ連の遵守状況を監視するための米国国防総省のプロジェクトであった。^{[ 1 ]}この条約は、大気圏内、宇宙空間、水中での核兵器実験を禁止したが、地下での実験は許可していた。

1959 年 8 月、米国国防総省内に地下核実験の探知を専門とする複数のグループが設立されました。同年 9 月 2 日、国防長官は研究責任を高等研究計画局(ARPA) に割り当てました。この最初の割り当てには 7 つのタスクが含まれていました。^{[ 2 ]}標準化された地震観測所の世界的ネットワークの構築、地下核実験の探知および地震探知ステーションに関する研究の実施、地震シグネチャの知識を拡大するための核および化学地下実験の実施、そしてより管理的な性質の 3 つのタスクです。しかし、当初から 1960 年まで、ARPA は地表、大気圏、宇宙空間での爆発実験の研究を追加するよう働きかけ、そのような探知のための潜在的なプラットフォームとして衛星を提唱しました。^{[ 3 ]}

ベラ計画は、DARPA ^{[ 1 ]}プロジェクト機関内の小規模予算の研究プログラムとして始まり、1961 年に陸軍次官補の権限により、より多くの資金とリソースが付与されました。^{[ 1 ]}これは、1961 年のゴールドスボロ B-52 墜落事故による国内核問題に対する警戒の高まりと、1963 年のPTB 条約への期待がきっかけとなったと考えられます。

当初のプロジェクトはベラ衛星の開発に限定されていたが、後に拡大され、3つの異なるレベルの監視に再編成された。

1. Vela Uniformは、地下および水中核実験を検知するために地震信号を監視することを目的としたプロジェクトの一部でした。
2. ヴェラホテルは、大気圏外の広範囲で核実験のみを検知する衛星プログラムの継続であった。
3. ベラ・シエラは、宇宙空間の近距離領域と地球の大気圏内における核実験の両方を検知するために設計された、一連の先進的な衛星群であった。

このプロジェクトの宇宙部門と大気部門は、国防支援計画（DSP）における衛星配備まで活動を続け、その後、全地球測位システム（ GPS）衛星群に統合されました。現在、プロジェクト・ベラ傘下のすべての衛星はIONDSの管理下にあります。プロジェクト・ベラの地震部門は現在も活動を続けています。

2020年、National Security Science誌は、Project Velaに関する「冷戦の監視者」と題した記事を掲載し、ロスアラモス国立研究所での貢献に焦点を当てたプロジェクトの歴史の説明と、プロジェクトに携わった科学者のコメントを掲載した。^{[ 4 ]}記事の中で、天体物理学者のエド・フェニモアは、「Velaは、ロスアラモスを世界最高の科学国家安全保障研究所にした典型的なプロジェクトだった」と述べている。Project Velaからのデータは、現在も国家安全保障の仕事に使用されており、プロジェクトで開発されたようなセンサーは、核爆発の検出において依然として重要な役割を果たしている。

資金、人員、資源、優先順位が低かったため、最初のベラ計画のトピックに直接言及した文書はほとんどありません。宇宙に送られた最初のセンサー パッケージは「ベラ ホテル」実験と名付けられ、1961 年 8 月にレンジャー 1 月探査機に搭載されて打ち上げられ、有用なデータを持ち帰りました。^{[ 5 ]}最初のベラ計画で行われた作業の大部分は、宇宙空間での核実験を監視するベラ ホテルに実装されたことが知られています。ベラ ホテル衛星プログラムは、主に米国空軍の監督の下、ロスアラモス科学研究所で開発されました。大気圏外の核実験を監視するために、 X 線、中性子、ガンマ線検出システムが搭載されていました。

衛星の計測機器^{[ 6 ]}には、12個のX線検出器、18個の内部中性子・ガンマ線検出器、地球に情報を送信するためのデータ伝送装置、各衛星の計測機器に電力を供給するために90ワットを生成する太陽電池パネル一式が含まれていました。ベラホテルシリーズの衛星は6機製造され、それぞれ設計寿命は6か月で、 1963年10月17日のPTB条約の1週間後に打ち上げられました。これらの衛星は展開後、5年間運用され、その後停止されました。

ベラホテル衛星シリーズは、宇宙空間で兵器実験が行われているのを検知することはなかったが、太陽系の力学に関する貴重なデータを科学界に提供した。重要なことに、この衛星シリーズは、崩壊する恒星やブラックホールの兆候であるガンマ線バースト^{[ 7 ]}の発見に貢献した。ガンマ線バーストは、現在では宇宙で最も激しい現象として認識されている。ガンマ線バーストの発見により、科学者たちは、深宇宙の天体を特定するために既存の光測定方法を拡張し、宇宙をマッピングする前例のない能力を手に入れた。

ホテルシリーズの最初のベラ衛星群の開発が完了した後、DARPAはベラ衛星計画の次の段階、すなわち秘密裏に行われる核実験を監視することを目的としたベラ・シエラの開発に着手した。ホテルシリーズの配備後、ロスアラモス研究所は衛星の開発を再開し、今度はアドバンスト・ベラシリーズの開発に取り組んだ。これらの新しい衛星は、ホテルシリーズを置き換えるとともに、ベラ・シエラ・サブセットの目的を達成する衛星として機能することを意図して開発された。

新型のAdvanced Vela衛星群は、Hotelシリーズと同じ検出装置^{[ 6 ]}、すなわち12個のX線検出器と18個の内部中性子・ガンマ線検出器を備えていたが、新たな機器群も搭載していた。Advanced Velaシリーズには、bhangmeterと呼ばれる2つの非画像化フォトダイオードセンサーが搭載されていた。これらはサブミリ秒間隔で光レベルを測定し、3,000マイル以内の核爆発を検出することができた。この追加は、大気圏核爆発が生み出す特異な効果、いわゆる「ダブルフラッシュ」または「ダブルハンプドカーブ」と呼ばれる現象に対応するために必要だった。これは爆発によって引き起こされる2つの閃光で、1つは1ミリ秒間続く非常に強烈で明るい閃光、もう1つははるかに長く続くが強度の低い閃光である。この「二重閃光」は、大気中の核爆発を他の種類の大気中の爆発と区別するものであり、放射線も同様である。なぜなら、理論的に大気中の核爆発のような二重の事象を引き起こす可能性のある唯一の実行可能な事象は、流星体によって生成された雷のスーパーボルトのような非常にまれなものだからである。^{[ 8 ]}しかし、大気中の放射線は、ヴァン・アレン放射線帯が放射性波長と特徴を覆い隠す可能性があるため、計算するのがはるかに難しい。アドバンスト・ベラ衛星には、ホテルシリーズの90ワットに対して新しい設計では120ワットが必要であったため、より大きな太陽電池パネルと、大気中爆発からの電磁パルスを検出するための電磁センサーも搭載された。新しい衛星群の設計寿命は18か月であったが、実際には平均7年間運用され、最も長く運用された衛星（ビークル9）は1984年に停止され、停止されるまで約15年間運用された。

ベラ・ユニフォームは、 PTB条約の発効直後に開発が始まったプロジェクト・ベラの後半部分である。ベラ・ユニフォームは、地表下で行われる秘密の核兵器実験の規模と場所を特定するために地震活動を監視する目的で作成された。地下核実験は、包括的核実験禁止条約（CTBT）の広範な批准以来、国際法の下で違法となっている。ベラ・ユニフォームは、地表のあらゆる場所で行われる水中実験も検出できる。DARPAが通常の地震と地下での秘密核実験の違いを判断できるシステムを作成するために使用した方法は、米国本土での7回の核実験の厳密な測定と、核爆発ではなく従来の高性能爆薬を使用した多数の小規模実験を含む。 ^{[ 13 ] [ 14 ]}

時を経て、ヴェラ・ユニフォーム社は、秘密裏に行われている地下核実験の存在と場所を特定するために、地震活動を測定する手法と技術を向上させてきました。現在では、世界中に地震観測所が設置されています。これにより、より多くの国が自国の地震活動をより深く理解できるようになり、地震、津波、その他の災害発生時に支援を提供できる国が増え、将来の秘密裏に行われる地下核実験の探知も確実に行えるようになりました。

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