サモス（衛星）

SAMOS （衛星およびミサイル観測システムと誤認されている）^[1]またはSAMOS-Eプログラムは、1960年代初頭の米国向けの比較的短命な偵察衛星シリーズであり、 KH-7 GAMBITシステム^[2]の初期開発の隠れ蓑としても使用されました。偵察はフィルムカメラとテレビ監視によって極低軌道から行われ、フィルムカートリッジが米国上空に返送および送信されました。SAMOSは1960年にヴァンデンバーグ空軍基地から初めて打ち上げられました。

SAMOSは非機密扱いのプログラム101やプログラム201としても知られていました。^[3]

SAMOSは1956年にアメリカ空軍のWS-117L衛星偵察・防護プログラムの一部として開始された。1958年5月、国防総省はWS-117LプログラムをARPAに移管するよう指示した。SAMOS開発プログラムの重要な部分はSAMOS-E（光学偵察）、SAMOS-F（ELINTフェレット偵察）であった。^[4]

1958年度、WS-117Lは空軍から1億820万ドル（2024年にはインフレ調整後11億4000万ドル）の資金提供を受けた。SAMOSについては、米空軍とARPAは1959年度に合計8290万ドル（2024年にはインフレ調整後8億7000万ドル）、1960年度に1億6390万ドル（2024年にはインフレ調整後16億9000万ドル）を支出した。^[5]

この時期に、ライバルのCORONA計画が運用を開始し、1959 年 2 月に最初の打ち上げが行われました。SAMOS は、より高度な機能を備えた衛星として登場し、質量が大きいため、Thor-AgenaではなくAtlas-Agenaブースターで打ち上げられました。CORONA が写真を撮影し、フィルム カプセルで地球に持ち帰ったのに対し、SAMOS はフィルムを電子的にスキャンし、無線リンクで画像を送信しました。

CORONA は 1959 年に飛行を開始しましたが、最初の 3 年間のプログラムの信頼性は最低で、バックアップの偵察プログラムが必要でした。さらに、ソ連との「ミサイル ギャップ」に対する懸念は非常に大きく、宇宙での成功とソ連の政治家の自慢は、ソ連が大量の核ミサイルを保有しているだけでなく、それを使用する用意があることを示唆しているようでした。1960 年の米国の弾道ミサイル兵器は、ソ連の攻撃にさらされ、発射準備に長い時間がかかり、テスト飛行の記録があまり信頼できない少数のアトラス ICBM で構成されていました。英国、イタリア、トルコに配備されたトールとジュピター IRBM も大した改善はなく、それらの基地はソ連の爆撃機によって攻撃される可能性がありました。ソ連のミサイル活動に関する情報は重要と考えられていたが、唯一の実行可能な選択肢であるU-2偵察飛行は、1960 年 5 月のゲーリー パワーズ撃墜によって中止されていた。国防総省は知らなかったが、ソ連のミサイルは一般に考えられていたよりもはるかに少数しか配備されておらず、その信頼性は米国のミサイルと同程度だった。初期の SAMOS 衛星はプログラム 101 として知られ、単に光学カメラ システムの動作を検証するために設計されたテスト モデルに過ぎなかった。

「サモス」はギリシャの島の名前で、偵察と関連付ける人はいないだろうという信念のもとに選ばれた。しかし、後にその名前は「Satellite And Missile Observation System」の頭文字だという誤った噂が流れた。アイゼンハワー大統領は、米国の宇宙計画は平和目的のみであるというイメージを強固に築くことに固執した。空軍はしばらくの間、ディスカバラーが一連の科学衛星であるという虚構を作り出すことに成功したが、SAMOSの本当の目的は最初からわかっていたため、ディスカバラーと関連付けないようにする努力がなされた。1961年秋までSAMOSの存在と任務目的は公に認められていたが、空軍は衛星に関する詳細な情報や任務中に衛星が正確に何をしていたかについては公表しなかった。

SAMOS 1の打ち上げは、1960年10月11日20:34 GMTにPALC 1-1（ポイント・アルゲリョ発射施設 - 後にヴァンデンバーグ空軍基地の主要発射センターに吸収された）から、アトラスLV-3 アジェナAロケット57Dとアジェナ2101を使用して行われた。天候は晴れて雲ひとつなく、視界は良好で、打ち上げロケットはブースターセクションの分離後まで見えたため、アトラスはスムーズに上昇して射点に向かって進んだ。打ち上げ成功に対する当初の歓喜は、リアルタイムのテレメトリの読み取り値でアジェナAの姿勢制御ジェット用の窒素圧力ガスがなくなったことが示されたことで落胆に変わった。この圧力ガスがなければ、ステージを安定させて点火することができず、アトラスから分離した後、アジェナAは姿勢制御ができなかった。テレメトリは、ベルXLR-81エンジンの不安定な姿勢速度と異常なジンバル動作を示した。アジェナAの燃焼は123秒間続き、公称よりわずかに長かったが、VAFB、コディアック島、ハワイの追跡局は軌道に到達した兆候を見つけられず、機体が太平洋の未知の地点で再突入して分解したと結論付けられた。飛行後の分析では、アトラス誘導システムが飛行中にレートビーコンまたは導波管アンテナの故障により故障したことも判明したが、誘導システムは遠隔測定されていなかったため正確な原因は特定できなかった。誘導システムは操縦やプログラムされたエンジン停止コマンドを生成できなかったが、ミサイルプログラマーからのバックアップ信号により、適切な飛行経路と時間通りのエンジン停止が確保された。アジェナAの故障は、技術者がパッドアンビリカルリリースランヤードを不適切に取り付けたために、アジェナAの窒素急速充填ラインが離陸時に引きちぎられたことに起因することが判明した。打ち上げのフィルムと写真にはガスが漏れているのがはっきりと示されていた。アジェナエンジンの点火時も性能が正常値を下回っており、空気圧システムにも損傷があったことが示唆された。^[6]

SAMOS 1ミッションの主な目的は、軌道上の衛星から地上観測機能を得るための技術的実現可能性を判断することであった。1960年10月11日20:34 GMT、カリフォルニア州ポイントアルゲロの太平洋ミサイル実験場から打ち上げられた。第1段は打ち上げ後249.9秒で分離された。アジェナA第2段は計画通り506.7秒に点火し、629.3秒に切断されたが、窒素ガス圧の喪失により123秒で誘導制御システムに支障が生じ、軌道が悪くなりペイロードを周回できなかった。アジェナA点火前に追跡テレメトリが失われたため、正確な軌道は不明であった。SAMOS 1は、アメリカ空軍がヴァンデンバーグ空軍基地からアトラスアジェナAロケットで打ち上げたSAMOSシリーズの最初の衛星であった。これは第一世代の写真監視衛星で、画像を地球に無線中継することを目的としていたが、窒素ガス圧の低下により誘導・制御システムが混乱し、第二段が故障した。データは返されなかった。ペイロードは、写真撮影および関連試験機器、遠隔測定、放射線、追跡、およびコマンド機器で構成されていた。ペイロードはアジェナ第二段に格納された。段全体が軌道に乗るように設計された。ペイロードとケースを含む段の計画軌道質量は1,845kgであった。高さ6.7メートル、直径1.5メートルの円筒形であった。第一段は改良されたアトラスICBMであった。ロケット全体は高さ30.2メートル、ベース直径3.05メートル、打ち上げ質量約124,000kgであった。^[7]

SAMOS 2 は、1961 年 1 月 31 日にアトラス 70D とアジェナ 2102 で打ち上げられました。SAMOS 1 とは異なり、天候は霧がかかっており、発射台はブロックハウスからさえ見えませんでした。このとき、すべてが完璧に機能し、SAMOS 2 は軌道に到達しました。最初に F-1 フェレット システムがテストされ、続いて E-1 電気光学カメラがテストされ、解像度約 30.5 m の画像を送信しました。軌道 21 では、地上の管制官が、より良い画像を得るために、カメラを部分的に遮っていた F-1 アンテナを切り離すコマンドを送信しました。しかし、SAMOS 2 からのテレメトリ信号がすべて停止すると、悲惨な問題が発生しました。F-1 アンテナの分離メカニズムが原因で、衛星が部分的または完全に分解されたと考えられました。SAMOS 2 は、1971 年 10 月 21 日に大気圏に崩壊するまで、軌道上に留まりました。^[8]

SAMOS 2号は、衛星から宇宙、大気、地球の自然を観測する能力を判定するため、20:24:00 GMTに太平洋ミサイル実験場から打ち上げられ、474 x 557 km、94.97分の回転、97.4度の傾斜のほぼ円の極軌道に投入された。重量1,860 kgのこの宇宙船は、長さ6.7 m、直径1.5 mの円筒形で、アジェナAロケットの第2段全体から構成されていた。機器には、写真撮影および関連試験機器、音響（マイクロフォン密度計）微小隕石検出装置、プラズマプローブ、電界計が含まれていた。搭載されたコンピューターはデジタルからアナログへの変換だった。テレメトリ、追跡、およびコマンド機器がペイロードを完成させた。衛星の送信機に関する詳細は発表されなかった。円錐形のノーズキャップは衛星ケースから外れ、軌道上に残った。衛星の予想寿命は15年、ノーズキャップの予想寿命は12年であった。^[9]

次の試みは、軌道上で再始動可能な大型のアジェナB第2段ロケットへの切り替えと、より優れた解像度と広い視野を備えたより先進的なカメラシステムを備えた運用中のプログラム101A衛星のせいで、7か月間行われなかった。SAMOS 2以降のSAMOS衛星も、初期の計画ではマーキュリー計画に似た有人カプセルの飛行を想定していたため、大型の「マッシュルームキャップ」ノーズコーンを装備していた。

SAMOS 3号の打ち上げは完全な惨事だった。1961年9月9日00:00:00 GMTにPALC 1-1から打ち上げられたSAMOS 3号は、7つの機器を搭載したアメリカ空軍の第一世代の写真監視衛星だった^[10]が、アトラスLV-3アジェナBブースターのエンジンはロケットが約29cm上昇した後に停止し、巨大な火の玉となって発射台に落下した。飛行後の調査で、PALC 1-1のアンビリカルケーブルが時間通りに切り離されず、その結果ブースターは内部電源から外部電源に切り替わったが、発射台上の電源アンビリカルケーブルが既に切り離されていたため、結果としてアトラスの全システムへの電力供給が完全に失われたことが判明した。この事故により、アンビリカルケーブルの取り付け手順の改善と、すべてのアンビリカルケーブルが切り離されるまでホールドダウンアームが打ち上げロケットを解放しないようにランチャーシステムを改造する必要があった。

SAMOS 3 の後、成功した 1 回のミッションで電気光学カメラ システムの有効性が証明されなかったため、プログラム 101/101A 衛星を完全に放棄し、より従来的なフィルム回収カプセルに切り替えることが決定されました。101/101A 衛星は軌道上でAgena-Bから分離しましたが、101B は接続されたままで、軌道操作やミッション終了時のフィルム カプセルの軌道離脱に使用されました。

計画が中止された時点で、さらに数機の 101/101A 衛星が完成または部分的に完成していたが、それらの処分方法は満足のいく形で解決されなかった。大半は倉庫に保管されたまま、または廃棄された。惑星探査計画のために NASA にカメラ システムを提供するという話もあったが、月面の写真を撮るのに価値があるかどうかは疑問だった。他の計画に再利用できなかったアジェナ ステージは廃棄された。

101B 衛星は、ソ連が通信を傍受するだけでなく、衛星をプログラムし直してソ連の領土に着陸させるかもしれないという恐怖から、当初は暗号化通信システムを使用する予定でした。CORONA とは異なり、101B 衛星はフィルム カプセルだけでなくカメラ システム全体を搭載して着陸するため、国防総省と国務省はソ連領土への着陸の結果を恐れました。最終的に、暗号化通信の要件は 1961 年 10 月、最初の 101B 衛星が打ち上げられるわずか 1 か月前に廃止されました。

結局、PALC 1-1はSAMOS 3のブースターの爆発によって深刻な被害を受けておらず、修理作業は配管と電気設備、発射機構の交換、清掃と再塗装のみで済んだ。10月29日までに、発射台は完全に稼働可能な状態に回復した。

1961年11月22日00:00:00 GMT、プログラム101Bの最初の衛星であるSAMOS 4号(アメリカ空軍の第一世代の写真監視衛星) ^[11]が打ち上げられた。ミッションの成功を確実にするために、不良トランジスタのX線検査や超清浄な燃料タンクの検査など、多大な努力が払われた。残念ながら、SAMOS 3号ほど劇的ではないにせよ、打ち上げはまたしても失敗に終わった。アトラスは打ち上げ開始からT+245秒で誘導に不具合が生じ、ピッチ制御が失われ、不適切なブースターおよびサステイナーのカットオフ信号が送信された。ブースターの切り離しは数秒早く行われ、サステイナーエンジンはLOXを使い果たした。ブースターはSECOで約160°ピッチアップし、アジェナは軌道投入には間違った方向を向いてしまったため、エンジンが点火するとSAMOS 4号は軌道ではなく太平洋に突入した。

SAMOS 4のロケットのピッチ信号が不適切だった原因は、アトラス機器ポッドの逆噴射ロケットを覆う熱シールドが誤って外れたことによるものと考えられていた。これによりピッチジャイロの空力加熱が起こり、この故障は1か月前のMIDAS 4の打ち上げ中に発生した事故と非常に類似しており、逆噴​​射ロケットを覆う熱シールドの再設計につながった。誘導システム追跡ビーコンも飛行中に故障し、プログラムされたBECO/SECOコマンドが機能しなくなった。^[12]

SAMOS 4 は、ケネディ大統領が国防総省の宇宙計画を極秘にするという大統領令を発令していたため、国防総省による初の完全に極秘の宇宙ミッションとなった。空軍の発表では、11 月 22 日に PALC 1-1 からアトラス アジェナ B ロケットで衛星が打ち上げられたこと以外は何も述べられていなかった。SAMOS 4 が軌道に乗らなかったことも発表されなかったが、空軍が軌道に到達したことを確認しなかったため、宇宙計画の観測者はすぐに打ち上げが成功しなかったと推測した。

次の 2 つのプログラム 101B 衛星には、より洗練されたテレメトリおよび制御/通信システムや改良されたカメラなど、いくつかの技術的な改良が含まれていました。

SAMOS 5号は1961年12月22日19:12:00 GMTに打ち上げられた、第一世代の低解像度写真監視宇宙船であったが、^[13]今回も空軍からはPALC 1-1からアトラス-アジェナBに搭載された打ち上げが行われたとの短い声明のみが出された。宇宙計画の観測者は、今回は空軍の声明で衛星が軌道に到達したと報告されていたことに注目した。確かに軌道に到達したが、アトラスは再び故障した。今回は持続エンジンが予定通りに停止せず、液体酸素が枯渇するまで作動を続けたため、衛星は高軌道に乗せられ、その結果、軌道離脱操作は失敗した（ただし、再突入は人口密度の高いニューイングランドの上空で行われることを考えると、これは必ずしも悪いことではなかった）。再突入コマンドによって衛星のすべてのシステムが起動され、バッテリーが急速に消耗した。電力が失われたため、再突入時にパラシュートを展開することができず、また逆噴射ロケットは軌道離脱操作の失敗により消耗していたため、サモス 5 号は自然に減衰して初めて軌道を離れることになる。パラシュートや逆噴射ロケットがなければ、カプセルの降下速度が速すぎて空気による回収は不可能だが、それでも再突入を難なく乗り越え、ほとんどどこにでも着陸できる。使用済みのアジェナ B 段は12 月 31 日にインドネシア上空に再突入し、衛星自体の再突入は 1962 年 1 月 6 日に起こると計算された。

1962年1月6日になると、サモス5号がカナダ北西部のどこかに衝突したという兆候が見られました。米空軍の捜索隊はカナダから疑わしい地域を捜索する許可を得ようとしましたが、捜索対象を正確に説明できませんでした。カナダ当局はB-52航空機がどこかで核弾頭を誤って紛失したのではないかと疑い、これは簡単に解決できる問題ではないため捜索は中止されました。その後、U-2偵察機2機が疑わしい地域を捜索しましたが、衛星の残骸は見つかりませんでした。^[14]

SAMOS 6号は、1962年3月7日19:12:00 GMTに打ち上げられ、前回のミッションで学んだ教訓をもとにアジェナBに施された改良のおかげもあって、最終的にはブースターの問題は発生しなかったが、一連の地上からの誤った指令により、衛星の姿勢制御ガスが枯渇した。アジェナ段が軌道離脱操作のために点火すると、SAMOS 6号は高軌道に打ち上げられた。15ヵ月後の1963年7月、衛星は再突入寸前だった。電気系統が何ヵ月も機能していなかったため、カプセルを空中から回収するチャンスは再びなかったが、再突入に耐えられる可能性はあった。しかし、衝突はアラビア海で起こると計算され、おそらく冷たい海水が耐熱シールドにひびを入れ、沈没させるだろう。SAMOS 6号を回収する試みは行われず、どうやらアラビア海に着地したようだ。この時点で、回収可能なカプセルのアイデアは放棄され、電気光学システムが再び使用されるようになった。以前よりも成功しなかったことが判明し、さらに 5 回の SAMOS 打ち上げの後、プログラムは終了しました。

1962 年末、最後の SAMOS 衛星が打ち上げられた時点では、CORONA プログラムのみが偵察用画像を送信できたに過ぎませんでした。1961 年初頭に SAMOS 2 号が取得した写真は、解像度が偵察用としては低すぎたため、珍品としか考えられませんでした。この時点では、Lanyard プログラムが SAMOS の後継として登場し、1962 年までに CORONA はようやく運用可能な状態に達しました。

さらに、この時期には別のプログラムも実行され (プログラム 102)、カメラを一切搭載せず、代わりにソ連のミサイル発射を検知するための電子監視装置を搭載した改良型 SAMOS をトール アジェナ Bに搭載して打ち上げた。これは初期のELINT衛星と言える。1962年から 1963 年にかけて 4 機が打ち上げられたが、最初の衛星であるアジェナ B が軌道上で再起動に失敗し、1 機が失敗した。標準 SAMOS には、アジェナ B ステージに取り付けられたままの ELINT サブ衛星も搭載されていたようだ。

初期の宇宙計画のほとんどと同様に、SAMOS の目標は当時の技術の限界を超えており、軌道を周回するために使用された打ち上げ機は衛星自体と同じくらい限界的なものでした。デジタル写真撮影は、 1970 年代後半に KH-11 衛星が稼働するまで成功しませんでした。

1960年10月から1962年11月にかけて、少なくとも11回の打ち上げが試みられた。^{[15] [16]} プログラムの一部は今でも機密情報とみなされている。生成された画像の品質が悪かったため、プログラムが中止されたと考えられている。このプログラムはアメリカ空軍によって運営されていたが、CIAのCORONAプログラムによって影に隠れていた。

少なくとも2世代の衛星が作られ、少なくとも4種類のカメラが使用された。当初のアイデアは、フレーム読み出しカメラを使用して写真を撮影し、スキャンした画像を無線で地球上の地上局に送信するというものだった。このシステムは明らかに面倒だったため、プログラムでは写真フィルム返却システムも開発され、カメラと使用済みフィルムは排出され、パラシュートで大気圏に浮かんで回収される。フィルム返却衛星は、1970年代に デジタル画像処理機能を備えたKH-11衛星が登場するまで、標準であり続けた。

SAMOS衛星は4種類のカメラを使用した。^{[15] [16]} E -1およびE-2カメラは読み出し方式を使用していた。最終的にキャンセルされたE-3タイプのカメラについてはほとんど知られていない。おそらく解像度が高く、後のE-6に取って代わられた可能性がある。E -4カメラは当初、比較的低解像度の地図作成用に計画されていたが、 KH-5（アルゴン）衛星に機能が引き継がれたためキャンセルされた。E -5とE-6はパノラマ形式のフィルムカメラで、後の打ち上げに登場したが、使用されたのは少数だった。E-5は後に短命だったKH-6（ランヤード）プログラムで使用された。

E-1カメラ、特に軌道上でフィルムを現像しスキャンするユニークなシステムは、後にコダック社によってNASAの月地図作成ルナ・オービター・プログラムに採用された。^[17]

一部の衛星には、電子通信をスパイして情報を「探し出す」ための、いわゆるフェレット装置が搭載されていました。この活動のより現代的な用語は、信号諜報です。プログラムの終わりごろには、衛星はカメラなしでフェレットのみで打ち上げられました。F -1とF-2と呼ばれる 2 つのフェレット システムが開発されました。

追加のペイロードが搭載されることもありましたが、そのほとんどは、将来の衛星を宇宙飛行用にさらに適切に設計できるよう、宇宙環境についてさらに詳しく知るための科学的な装置でした。打ち上げられた衛星の質量は、1,845～1,890キログラムでした。

SAMOS 2は太陽同期軌道に入った最初の衛星であった。^[18]

ウェイドのセクションデータ^[16]

セルゲイ・フルシチョフは回想録の中で、SAMOS 衛星だと信じていた部分的な回収について書いているが、日付は計画開始前の冬だった。2 番目のカプセルは 1961 年初頭に回収されたようだが、この装置は地元の農民によって分解され、フィルムが露出したため、ソ連は衛星の性能を判定できなかった。それが SAMOS だったかどうかは不明である。

• ジェームズ・ギルバート・ベイカー

• http://www.globalsecurity.org/space/systems/samos_a.htm
• http://www.globalsecurity.org/space/systems/samos_b.htm
• R. カーギル ホール - SAMOS から月へ: 連邦機関間の偵察技術の秘密移転