ミサイル防衛警報システム

ミサイル防衛警報システム（MIDAS ）は、1960年から1966年の間にソ連の大陸間弾道ミサイル発射を限定的に警告した12機の早期警戒衛星からなるアメリカ空軍 防空軍のシステムである。当初は弾道ミサイル早期警戒システムと連動して動作する完全な早期警戒システムとして機能することを意図していたが、コストと信頼性の懸念から、プロジェクトは研究開発の役割に限定された。システムの12回の打ち上げのうち3回は失敗に終わり、残りの9つの衛星は、プロジェクトが国防支援プログラムに置き換えられるまで、ソ連の大まかな赤外線早期警戒範囲を提供した。MiDASは、コロナおよびSAMOSシリーズも含まれていた米国の第1世代の偵察衛星の1つの要素であった。MIDASは赤外線早期警戒衛星システムという主な役割は果たせなかったが、後継システムに必要な技術の先駆けとなった。

1957年10月4日、ソ連はカザフスタン共和国のチュラタム射場から世界初の人工衛星スプートニク1号を打ち上げた。この出来事は科学的勝利であったが、ソ連が今や大陸間弾道ミサイル(ICBM) で米国を攻撃する能力を獲得したことも意味した。スプートニク1号とスプートニク2号を打ち上げたブースターロケットR-7には水素爆弾を搭載することもでき、米国とカナダに対する真珠湾攻撃のような核奇襲攻撃の脅威をもたらした。ソ連の奇襲ICBM攻撃を早期に警告するため、米国、カナダ、デンマーク(グリーンランドの管轄で、グリーンランドのチューレ空軍基地に主要レーダー基地が建設された)の3政府は、弾道ミサイル早期警戒システム(BMEWS) の構築に合意した。

しかし、このシステムは、レーダーシステム固有の限界と地球の曲率によって妨げられた。ソ連は北半球の反対側に位置していたため、ソ連の潜在的なICBM発射地点は、アラスカのチューレ・アンド・クリア空軍基地（後にイギリス）に建設中だったBMEWSレーダー基地から地平線を何千マイルも越えており、BMEWS基地は巨大であったにもかかわらず、発射直後のICBM弾頭を検知することはできなかった。弾頭が地平線を超えて上昇して初めて、米空軍は弾頭を検知し、警告を伝達することができた。

正確な計算によれば、BMEWS システムは ICBM 攻撃の場合にわずか 10 分から 25 分の警告しか出さないことがすでにわかっていた。計画通り MIDAS システムはこの警告時間を約 30 分に延長し、戦略航空軍の核兵器搭載 重爆撃機すべてが空軍基地から離陸するのに必要な余分な時間を与え、それによってソ連政府にこれらの爆撃機を奇襲攻撃で破壊することはできないことを証明することになる。したがって、ソ連は核報復の有効な脅威によってそのような攻撃を開始することを思いとどまらせることになる。^[1]さらに、MIDAS システムは BMEWS からの熱核攻撃のレーダー探知を確認できるはずであり、それによってレーダー システムからの偶発的な核誤報の可能性を減らすことができた。 ^[1]

1955年3月16日、米空軍は「地球の事前に選択された地域」を継続的に監視し、「潜在的な敵の戦争遂行能力の状況を判断する」ための先進的な偵察衛星の開発を命じた。^[2]この命令の結果、WS-117Lとして知られる当時の米空軍秘密プログラムが創設され、アメリカの偵察衛星の第一世代の開発が管理された。これらには、コロナシリーズの観測衛星と SAMOS衛星が含まれていた。2シリーズの衛星の設計、開発、製造を請け負ったロッキード・マーティン社となる会社は、補助的な役割を果たす他の衛星プログラムをいくつか提案したが、その中には、重爆撃機やICBMが発する熱を赤外線センサーと望遠鏡で検出する衛星も含まれていた。^[3]ソ連のスプートニク打ち上げとICBMの脅威の出現に対応して、1957年末までにサブシステムGがWS-117Lに追加されました。^[4]高等研究計画局（ARPA）の設立に伴い、サブシステムGはその組織に引き継がれ、1958年11月にMiDASというコード名が与えられました。^[3]

1959年2月、ARPAは空軍に最初のプロジェクト開発計画を提出した。最初の提案では、MIDASはソ連上空から赤外線センサーを使用してICBM発射を検知し、熱核攻撃の早期警告を発することになっていた。 ^{[5]この計画では、1959年11月から1961年5月の間に10基の衛星の}研究開発プログラムが求められていた。その後、本格的な運用システムが配備される予定だった。^[6]

MIDAS 衛星によって収集される情報は極めて時間的制約が厳しかったため、システムの設計者は、ディスカバラー/コロナ/SAMOS シリーズの偵察衛星によって開発されたフィルム キャニスター投下システムを使用することができなかった。そのシステムでは、衛星に搭載されたカメラは写真フィルムカプセルを使用し、物理的に大気圏に再突入してから軍用機によって空中で回収された。MIDAS 衛星は、代わりに電波を介して警告信号を地上に送信する必要があった。当時利用可能な RFチャネル容量が限られていたため、実際の赤外線画像は送信されなかった。代わりに、衛星は単に、ミサイル発射の疑いのある物体を検知したこと、および発射の時間と場所を無線で送信するだけだった。

ソ連の広大な陸地を24時間体制でカバーするには、複数のMIDAS衛星が必要だった。衛星を静止軌道に乗せるブースターロケットはまだ開発されておらず、1基または数基のMIDAS衛星では、ロシア国内、特に北極圏に近い極北の大陸間弾道ミサイル発射地点をすべてカバーすることはできないかもしれない。ソ連全土からの発射を検知するには極軌道上の衛星が必要だが、極軌道の性質上、各衛星がソ連上空に滞在できるのは短時間だけだった。設計過程で衛星の計画能力が変更されると、衛星の配備計画も変更された。1959年1月に完成した計画では、高度1,000マイルを周回する20基のMIDAS衛星群が推奨されていたが、同年後半に作成された改訂計画では、高度2,000マイルに12機の宇宙船群が想定されていた。^[7]

1959年に推定された完全なシステムの導入には2億ドルから6億ドルの費用がかかるとされた^[8]（2023年には16億ドルから48億ドルに相当）。^{[9]この莫大な費用といくつかの「未解決の問題」が残っていたため、早期警戒システムについて}ドワイト・D・アイゼンハワー大統領に助言する科学諮問委員会は、研究プログラムを実施することを勧告したが、完全なシステムの導入に関する最終決定は少なくとも1年延期した。^[8]

1959年度、ARPAはMIDASに2,280万ドル（2023年には1億8,200万ドルに相当）^[9]を費やし、1960年度にはARPAと空軍が合わせて9,490万ドル（2023年には7億4,900万ドルに相当）を費やした。^{[10] [9]}

MIDAS プログラムは、1960 年 2 月 26 日にケープカナベラルの LC-14 からアトラス-アジェナ A ブースターで打ち上げられた MIDAS 1 号機で開始されました。アトラスは燃焼を正常に完了しましたが、ステージング前の惰性飛行中に、アトラスの LOX タンクの圧力が突然ゼロになり、続いてミサイルが回転し、アジェナのテレメトリがすべて停止しました。飛行後の調査ではいくつかの原因が提案されましたが、最も可能性が高いのはアジェナの不注意による分離破壊システム (ISDS) 爆薬の不注意による起動でした。この事故の後、ISDS システムは再設計され、MIDAS 2 号のブースターには改造中に ISDS が搭載されていませんでした。^[11]

5 月 24 日、MIDAS 2 は軌道に乗せられましたが、姿勢制御システムが故障しました。テレメトリ システムも故障する前に、赤外線センサーからいくつかのデータが返されました。地上のフレアの検出や Titan I ミサイルのテストなど、計画されていたいくつかの実験は中止されました。MIDAS 2 は 1974 年に衰退するまで軌道上に留まりました。このシリーズの次の打ち上げは 1 年以上行われず、プログラムは西海岸に移り、ポイント アルゲロの SLC-3 1-2 が運用基地となりました。この間、2 つの CORONA 衛星も MIDAS センサーを搭載し、テストを行いました。

最初の実用モデルである MIDAS 3 は、1961 年 7 月 24 日に、新しい再起動可能な Agena B 段を使用して打ち上げられました。アトラスのプログラマは、ブースター切り離し中に故障したためリセットされましたが、衛星は無事に軌道に到達しました。しかし、太陽電池パネルの 1 つが展開に失敗し、MIDAS 3 は電力不足に陥り、数回の周回後に故障しました。MIDAS 4 (10 月 21 日) では、T+186 秒でアトラスがロール制御を失い、さらなるフラストレーションが生じました。衛星は誤った軌道に配置され、Agena B は 2 回の燃焼中に補正しようとして姿勢制御ガスを使い果たしました。MIDAS 4 が意図したトランスファー軌道に到達した頃には、姿勢制御ガスが残っておらず、衛星を安定させることができませんでした。太陽電池パネルの 1 つが故障する前に、ケープカナベラルからのタイタン I の打ち上げをなんとか検出しました。ミッション開始から 1 週間後、MIDAS 4 はバッテリーが切れて故障しました。 1 か月後、SAMOS 4 で同様の制御問題が発生し、衛星は軌道に到達できませんでした。2 つの障害の調査により、両方のアトラスの逆噴射ロケット パッケージの熱シールドが打ち上げ中に破損し、ジャイロスコープ パッケージが空力加熱にさらされていたことが判明しました。ロール出力チャネルで使用されているトランジスタにも障害があったと疑われました。このトランジスタは別のタイプのトランジスタに交換され、逆噴射ロケットの熱シールドは再設計されました。

この時点で、ARPA のディレクターであるジャック・ルイナが率いる委員会が、空軍がミサイル早期警戒システムが実現可能な概念であることを実証するまでは、実用化に向けた取り組みは行わないよう勧告したため、MIDAS プログラムは一時的に中断された。さらに、Midas のセンサーは、当時広く弾道ミサイルの未来とみなされていた固体燃料の排気ではなく、液体燃料のロケットの排気を検知するように設計されていた (当時、ソ連は固体燃料ロケットの開発で米国に大きく遅れをとっていた)。委員会は、MIDAS のプログラム管理が「ひどい」ものであり、現在の成功率では「実用化システムの開発には 10 年かかる」と判断した。1961 年 11 月、国防総省は国防総省のすべての宇宙プログラムを厳重に秘密にするという指令を出し、MIDAS には「プログラム 461」というカバーネームが与えられた。ハードウェアの問題解決のための余裕を持たせるため、プログラムの開発期間も延長された。

こうした変更にもかかわらず、故障は続いた。6か月の休止期間を経て、MIDAS 5号は1962年4月9日に軌道に乗った。アトラスの自動操縦装置が不十分なピッチとロールのプログラムを生成したため、高度が高すぎて速度が不十分となった。このため通常の誘導システムのカットオフ コマンドが送信されず、プログラマーからのバックアップ コマンドがVECOとアジェナの分離を実行している間に、燃料切れによってSECOが発生した。MIDAS 5号は軌道に到達したが、計画とは異なる軌道だった。衛星は7周目まで運用されたが、そこでバッテリー障害により衛星システムの継続運用に十分な電力が供給されなくなった。アトラスの自動操縦装置の故障に関する徹底的な調査の結果、ジャイロスコープが3軸すべてで低い信号ゲインを送信していたことが判明したが、特定の原因は特定できなかった。飛行前の手順にいくつかの変更が加えられ、ジャイロスコープ パッケージのテストが改善された。^[12] 8ヵ月後、MIDAS 6号は打ち上げられたが（12月17日）、軌道には乗らなかった。飛行は、打ち上げ77秒後に飛行制御が失われるまでは、明らかに正常だった。アトラスは打ち上げ80秒後に分解し、アジェナは打ち上げ後約4.7分後に海に衝突するまで信号を送信し続けた。故障の原因の調査は、限られた飛行データによって妨げられた。アトラスのテレメトリ送信アンテナは、打ち上げ前のカウントダウン中に故障していた。追跡フィルムは、T+64秒にアトラスの後端から煙が噴き、T+77秒にミサイルは3軸すべてで回転し始め、LOXタンクの前端で分解した。アジェナT/Mも制御不能を記録した。故障の原因は、打ち上げフィルムの調査によって、ブースター油圧上昇切断を保護するために設計された熱シールドが打ち上げ時に壊れたことが判明するまで実証されなかった。エンジン排気からの熱保護がなかったため、上昇遮断装置がT+64秒で破裂し、ブースターエンジンの油圧液が漏れ出した。13秒後、油圧システムの油圧液が枯渇し、ブースタージンバルの制御が失われた。Mod II-A誘導システムの追跡ビーコンが故障した際に、別の無関係な故障が発生した。飛行がサステイナーフェーズまで継続されていたら、誘導コマンドをブースターに送信できず、不適切な軌道になり、ミッションが失敗する可能性が高かった。^[13]

MIDAS 7号は1963年5月9日に軌道投入に成功し、6週間の任務中に10回の異なる米国のICBMテストを検知し、宇宙からのミサイル発射の検知に初めて成功した。その後、MIDAS 8号（6月12日）はMIDAS 6号と同じ失敗を繰り返した。再び、離陸時に上昇熱シールドが故障し、アトラスのブースターエンジン油圧流体が漏れ、打ち上げ機は不安定になり、T+93秒で自爆した。上昇故障は1963年3月のアトラスD型ICBMテスト飛行の失敗の原因でもあり、この故障モードが6か月の間に3回発生した後、上昇熱シールドは再設計された。再設計の一環として、GD/A社はミサイルではないが、アトラス宇宙発射台の油圧システムにチェックバルブも追加した。^[14] MIDAS 8号の1か月後、オリジナルのMIDASシリーズの最後となるMIDAS 9号の打ち上げに成功した。ミダス 10-12 は 1966 年半ばの 5 か月間に渡って打ち上げられ、その後プログラムは正式に終了し、後継の防衛支援プログラムに取って代わられました。

MIDAS とその後継機は 1998 年に機密解除されました。

MIDAS は、初期の宇宙計画の多くと同様に野心的すぎ、当時の技術の能力を超えた目標を掲げていたため、せいぜい限定的な成功にとどまった。問題には、雲に反射した太陽光を敵のミサイル発射と誤認することなどがあった。W-17 赤外線センサーは、地球の大気圏を通過するミサイルの初期の熱気流を検出できないことが判明し、W-37 センサーの導入によって初めて軌道上からの発射を検出できるようになった。この成功にもかかわらず、MiDAS システムは、衛星を破壊し、ソ連を 24 時間体制でカバーするという望みを絶つという失敗した発射によって妨げられた。さらに、原子炉や太陽電池パネルなどの継続的な電源がなかったため、衛星のバッテリーは軌道上で数週間で使い果たされた。

MIDAS プログラム自体は期待に応えられなかったが、 1970 年代に初めて打ち上げられ、現在ではミサイル発射の早期警報を提供している 防衛支援プログラムシステムの衛星の導入への道を開いた。

Astronautix ^[15]および^[16]のミッションチャート

• 
  MIDAS赤外線センサー
• 
  MIDAS赤外線センサーの設置
• 
  RTS-1 赤外線ペイロード

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