【コラム】

軍事とIT

172 人工衛星(6)UAVと衛星の関係

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以前に第122回~第126回で、軍事目的で使われる人工衛星のアウトラインについて簡単にまとめた。この時は深いところまで突っ込んでいなかったし、ちょうど防衛省が自前のXバンド通信衛星「きらめき2号」を打ち上げるというので、あらためて衛星の話を取り上げてみようと思った次第。

自前の衛星を上げるのにRQ-4では使えないのか?

防衛省では、陸海空の共同資産としてRQ-4グローバルホークUAVの導入計画を進めている。これに関連して、ある新聞社の方から(すでに記事になっているから「ある新聞社」でもないか)、こんな趣旨の質問を受けたことがあった。

「防衛省がXバンド通信衛星の打ち上げ計画を進めていますよね。でも、RQ-4グローバルホークでは、そのXバンドの衛星は使えなくて、別途、通信衛星の帯域を買う必要があるっていうじゃないですか。おかしくないですか」

グローバルホークがデータ伝送の際に、Xバンド(アップリンク8GHz、ダウンリンク7GHz)ではなくKuバンド(アップリンク14GHz、ダウンリンク12GHz)を使用するのは事実である。

グローバルホークはさまざまなセンサー機材を搭載して広域警戒監視を担当するUAVだが、データを送る際に使用するKuバンド対応の可動式パラボラ・アンテナは、こんもりと盛り上がった機首の中に収まっている。だから、ああいう妙な外見になっている。

では、「きらめき2号」の打ち上げによって利用可能になるXバンドは何なのか。これは軍用限定の帯域で、防衛省の説明では「他の帯域に比べ気象等の影響を受けにくく、確達性の高い安定した通信が可能である」とされている。

参考 : 次期Xバンド衛星通信整備事業に関する基本的な考え方(防衛省Webサイト)

その理由は、Xバンドが「電波の窓」と呼ばれる周波数帯に属していて、降雨による伝搬損失や大気による吸収が少ないためだ。雨や嵐に見舞われると衛星放送の視聴に支障を来すことがあるが、そういう現象が起きにくいのだ、と考えれば理解しやすい。

敵を破壊する狭義の「武器」と比べると軽視されやすいかもしれないが、通信が確実に届くことは、軍事作戦を確実に遂行する観点からいって極めて重要である。実際、通信が届かなかったせいで作戦遂行に齟齬をきたした事例はいくつもある。

それは衛星通信でも同じことで、それだからこそ「確達性の高い安定した通信が可能」なXバンドは軍用で重要視されるわけだ。また、Xバンドは電波の指向特性の関係から、耐妨害性や秘匿性にも優れるとされている。UHFと比べると指向特性が高く、ビームが細いから、その分だけ傍受されにくくなるという理屈らしい。また、混信や干渉も少ないという。

ただ、ビームが細いということは、それだけ精確に衛星を捕捉できる空中線(アンテナ)が必要になる、ということでもある。

伝送能力も必要

XバンドはUHF衛星通信と比べれば周波数が高く、それだけ高い伝送能力を実現するポテンシャルがあるはずだ。一般的な傾向として、周波数が高い電波のほうが、高い伝送能力を持っている(その代わり、減衰が大きくなり、遠距離伝送は難しくなる)。それでも、先に示した数字でおわかりの通り、XバンドはKuバンドと比べると周波数が低い。

そして、グローバルホークが備える電子光学/赤外線(EO/IR : Electro-Optical/Infrared)センサーや合成開口レーダー(SAR : Synthetic Aperture Radar)のデータは動画あるいは静止画だから、テキスト・データと比べるとデータ量が桁違いに多い。

それをリアルタイムで送ってきて「実況中継」させようとすれば、当然ながら高い伝送能力を持つ衛星通信回線が必要になる。それはXバンドではつらい仕事だし、限られたXバンド通信衛星のトランスポンダーは他の用途のために活用したい。それで、軍用の通信衛星、それがなければ民間の通信衛星の「放送時間」を買って、Kuバンドの衛星通信回線を確保する必要があるわけだ。

防衛省の関係者がそんなことも知らずにグローバルホークの調達を決めたのなら大問題だが、いくらなんでもそんなことはあるまい。機種選定を決めた担当者はKuバンド衛星の必要性について承知していたが、よく知らない関係部署以外の人、あるいは上層部の誰かが「話が違うじゃないか」といって物言いをつけたのだろうか?

MQ-1プレデターUAVが衛星通信回線経由の動画実況を開始して、それに皆が夢中になったせいで「プレッド・ポルノ」という言葉ができたのは、もうずいぶん前の話である(プレッドとはプレデターのこと)。ちなみに、この時も民間の通信衛星の「放送時間」を買って利用していた。

KuバンドとKaバンド

ところで。この記事を書くために過去のデータをあさってみたところ、7年ほど前にアメリカ空軍の電子システムセンター(ESC : Electronic Systems Center)がマサチューセッツ工科大学などと組んで、HDR-AT(High Data Rate Airborne Terminal)なる衛星通信端末機の評価試験を実施した、との話が出てきた。

アメリカ軍ではWGS(Wideband Global SATCOM)という通信衛星を運用しているが、これはKuバンドではなくKaバンド(アップリンク30GHz、ダウンリンク20GHz)、それとXバンドのトランスポンダーを備えている。メーカーはボーイング社だ。

米軍の三軍共用通信衛星・WGS。同盟国が相乗りして共同利用しているケースもある Image : USAF

HDR-ATは、そのWGSに対応する端末機で、ラボ試験では300Mbps、ボーイング707に搭載して実施した飛行試験では40Mbpsの伝送能力を達成した。使用したアンテナは直径2フィートだが、グローバルホークが備える直径4フィートのアンテナを使えば200Mbps出せるとの見込みだったという。

ただ、このHDR-ATがその後に導入されたという話は聞いていないので、7年前の時点では「作って実験してみただけ」という話だったのかもしれない。

ちなみに、WGSはアメリカ3軍が共用する通信衛星で、空軍だけでなく海軍でも、艦載用の端末機としてハリス社製のAN/WSC-6G(V)9を使っている。これはWGSのKaバンドに加えてXバンドも使える端末機だ。

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インデックス

連載目次
第214回 光学センサー機器(5)陸戦用の暗視装置
第213回 光学センサー機器(4)艦艇用のEO/IRセンサー
第212回 光学センサー(3)EO/IRセンサーとレーザー目標指示器の一体化
第211回 光学センサー機器(2)NOCTIS IN DIES(夜を昼に変える)
第210回 光学センサー機器(1)光学センサーとは
第209回 特別編・地震観測技術と核実験監視の関係
第208回 特別編・システム屋さんから見たイージス・アショアの利点
第207回 ソナー(11)水測予察と音響処理
第206回 ソナー(10)被探知を避けるためのあれこれ
第205回 ソナー(9)哨戒機とソノブイ・その2
第204回 ソナー(8)哨戒機とソノブイ・その1
第203回 ソナー(7)電纜敷設艦と海洋観測艦
第202回 ソナー(6)曳航ソナーの方位アンビと多局化
第201回 ソナー(5)SOSUSとSURTASS
第200回 ソナー(4)可変深度ソナーVDS(Variable Depth Sonar)
第199回 ソナー(3)パッシブ・ソナーの構造に関する基本
第198回 ソナー(2)アクティブ・ソナーの構造に関する基本
第197回 ソナー(1)ソナーの種類と用途
第196回 特別編・F-35の量産を支えるグローバル・サプライチェーン
第195回 特別編・カール・グスタフ無反動砲
第194回 アンテナ(10)巨大なアンテナ - 「象のオリ」「スペース・フェンス」
第193回 アンテナ(9)艦艇用のアンテナは難しい
第192回 アンテナいろいろ(8)電子戦機器のアンテナ
第191回 アンテナいろいろ(7)潜水艦の通信
第190回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(2)
第188回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(1)
第187回 アンテナ(6)衛星のアンテナ
第186回 アンテナいろいろ(5)通信機器のアンテナ
第185回 アンテナいろいろ(4)レーダーのアンテナ・その3
第184回 アンテナいろいろ(3)レーダーのアンテナ・その2
第183回 アンテナいろいろ(2)レーダーのアンテナ・その1
第182回 アンテナいろいろ(1)アンテナの重要性
第181回 マン・マシン・インタフェース(6)カラー表示とモノクロ表示
第180回 マン・マシン・インタフェース(5)ポインティングとスマホ化
第179回 マン・マシン・インタフェース(4)どう操作するか
第178回 マン・マシン・インターフェイス(3)情報の見せ方・その2
第177回 マン・マシン・インタフェース(2)情報の見せ方(その1)
第176回 マン・マシン・インタフェース(1)インタフェースの良し悪しは重要
第175回 人工衛星(9)データ中継衛星と衛星間通信
第174回 人工衛星(8)データの受信・解析・配信
第173回 人工衛星(7)衛星管制網と衛星管制システム
第172回 人工衛星(6)UAVと衛星の関係
第171回 延命改修(7)形態管理
第170回 延命改修(6)ミサイルの場合
第169回 延命改修(5)艦艇の場合
第168回 延命改修(4)輸送機の場合
第167回 延命改修(3)AWACS機の場合 - E-3Cセントリーの機内を紹介
第166回 延命改修(2)F-15の場合
第165回 延命改修(1)総論
第164回 特集F-35(6)短距離離陸・垂直着陸を容易に実現
第163回 特集F-35(5)ソフトウェアの開発と飛行諸元の制限
第162回 特集F-35(4)不思議の国のALIS
第161回 特集F-35(3)CNIとデータリンク
第160回 特集F-35(2)EO-DASとHMD
第159回 特集F-35(1)精緻な組み立て工程
第158回 平成29年度概算要求における情報通信系の話題
第157回 装甲戦闘車両とIT(12)車両の無人化と自動走行
第156回 装甲戦闘車両とIT(11)IEDジャマー
第155回 装甲戦闘車両とIT(10)周辺監視用カメラなど
第154回 装甲戦闘車両とIT(9)アクティブ自衛システム
第153回 装甲戦闘車両とIT(8)砲弾と信管
第152回 装甲戦闘車両とIT(7)ネットワーク化とユーザー・インタフェース
第151回 装甲戦闘車両とIT(6)FBCB2とBFTとBMS
第150回 装甲戦闘車両とIT(5)指揮車という名のAFV
第149回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(4)IED対応のアクティブ座席
第148回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(3)砲兵の射撃統制装置
第146回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(2)戦車の射撃統制装置
第145回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(1)行進間射撃
第144回 X-2と将来戦闘機(10)運用構想と技術の関係
第143回 X-2と将来戦闘機(9)機内空間設計と3D CAD
第142回 X-2と将来戦闘機(8)FBWか、FBLか
第141回 X-2と将来戦闘機(7)データリンク
第140回 X-2と将来戦闘機(6)モデリングとシミュレーション
第139回 X-2と将来戦闘機(5)カウンター・ステルス
第138回 X-2と将来戦闘機(4)クラウド・シューティング
第137回 実はハイテクな救難ヘリコプター
第136回 X-2と将来戦闘機(3)スマート・スキン
第135回 X-2と将来戦闘機(2)推力・飛行統合制御[2]
第133回 X-2と将来戦闘機(1)推力・飛行統合制御[1]
第132回 軍事作戦と通信(5)通信とコンピュータの関わり
第130回 軍事作戦と通信(4)国立暗号博物館訪問記
第129回 軍事作戦と暗号(3)暗号の機械化
第128回 軍事作戦と通信(2)コードとサイファー
第127回 軍事作戦と通信(1)通信手段いろいろ
第126回 人工衛星(5)早期警戒衛星
第125回 人工衛星(4)測位衛星(航法衛星)
第124回 人工衛星(3)偵察衛星
第123回 人工衛星(2)通信衛星
第122回 人工衛星(1)軍事衛星の種類いろいろ
第121回 防空とIT(7)エネルギー兵器の場合
第120回 防空とIT(6)IAMD(防空とミサイル防衛の統合)
第119回 防空とIT(5)艦隊防空[その2]
第118回 防空とIT(4)艦隊防空[その1]
第117回 防空とIT(3)野戦防空
第116回 防空とIT(2)防空システムのコンピュータ化
第115回 防空とIT(1)第二次世界大戦における防空システム
第114回 米海軍イージス艦を見る(4)戦闘システムの形態管理
第113回 米海軍イージス艦を見る(3)艦橋の更新
第112回 米海軍イージス艦を見る(2)戦闘システムの更新
第111回 米海軍イージス艦を見る(1)「変わるもの」と「変えてはいけないもの」
第110回 電子戦とIT(10)蔵出し写真館・艦艇編
第109回 電子戦とIT(9)蔵出し写真館・飛行機編
第108回 電子戦とIT(8)電子戦装置の自動化
第107回 電子戦とIT(7)艦艇の電子戦装備
第106回 電子戦とIT(6)その他の電子戦
第105回 電子戦とIT(5)自衛用電子戦装備
第104回 電子戦とIT(4)ECCM
第103回 電子戦とIT(3)ECMとCOMJAM
第102回 電子戦とIT(2)脅威ライブラリ
第101回 電子戦とIT(1)電子戦とはなんぞや
第100回 水中戦とIT(9)ソノブイ・オペレーション
第99回 水中戦とIT(8) 潜水艦の目標運動解析(2)
第98回 水中戦とIT(7) 潜水艦の目標運動解析(1)
第97回 水中戦とIT(6)港湾警備・ダイバー探知
第96回 水中戦とIT(5)嫌らしい機雷
第95回 水中戦とIT(4)機雷戦その2
第94回 水中戦とIT(3)機雷戦その1
第93回 水中戦とIT(2)魚雷避けに関するいろいろ
第92回 水中戦とIT(1)水中戦とは?
第91回 艦艇のシステム化(6)タンクと電子制御
第90回 艦艇のシステム化(5)フネの中における通信手段
第89回 艦艇のシステム化(4)ズムウォルト級とTSCE-I
第88回 艦艇のシステム化(3)省人化とダメコン
第87回 艦艇のシステム化(2)指揮管制装置とは
第86回 艦艇のシステム化(1)システム艦とは
第85回 射撃管制(6)対地・対艦ミサイル
第84回 射撃管制(5)対空ミサイル
第83回 射撃管制(4)砲兵に特有の事情
第82回 射撃管制(3)機関銃・機関砲・火砲その3
第81回 射撃管制(2)機関銃・機関砲・火砲その2
第80回 射撃管制(1)機関銃・機関砲・火砲その1
第79回 相互運用性(5)相互運用性実現の足を引っ張るのは?
第78回 相互運用性(4)物資補給の相互運用性
第77回 相互運用性(3)情報システムの相互運用性
第76回 相互運用性(2)通信分野の相互運用性
第75回 相互運用性(1)相互運用性とは
第74回 不正規戦とIT(8)NATOが演習にソーシャル・メディアを取り込む
第73回 不正規戦とIT(7)国境線の侵入監視や港湾警備
第72回 不正規戦とIT(6)不正規戦と電子戦
第71回 不正規戦とIT(5)コミュニケーションに翻訳ツール
第70回 不正規戦とIT(4)民心掌握とIT
第69回 不正規戦とIT(3)通信を利用した追跡・捕捉
第68回 不正規戦とIT(2)コミュニケーション手段としてのIT
第67回 不正規戦とIT(1)宣伝戦とインターネット
第66回 衛星携帯電話も使いよう
第65回 個人用装備のIT化(5)無線機をめぐる話・いろいろ!?
第64回 個人用装備のIT化(4)個人用武器の精密誘導化
第63回 個人用装備のIT化(3)個人用情報端末機器のあれこれ
第62回 個人用装備のIT化(2) 個人レベルの通信網はどうするか
第61回 個人用装備のIT化(1) 個人レベルの情報武装
第60回 サイバー防衛(8) ソーシャル・エンジニアリング
第59回 サイバー防衛(7) サプライチェーンという戦場
第58回 サイバー防衛(6) オープンな場も戦場になる
第57回 サイバー防衛(5) 弱者の最強兵器
第56回 サイバー防衛(4) アクティブ・ディフェンス
第55回 サイバー防衛(3) 攻撃手段いろいろ
第54回 サイバー防衛(2) サイバー攻撃の動機・手段・内容
第53回 サイバー防衛(1) サイバー攻撃・サイバー防衛とは
第52回 軍事におけるシミュレーションの利用(6) 負傷者治療の巻
第51回 軍事におけるシミュレーションの利用(5) 計測とデブリの巻
第50回 軍事におけるシミュレーションの利用(4) 海の巻
第49回 軍事におけるシミュレーションの利用(3) 陸の巻
第48回 軍事におけるシミュレーションの利用(2) 空の巻
第47回 軍事におけるシミュレーションの利用(1) RDT&Eの巻
第46回 情報活動とIT(6) 情報戦とサイバー戦
第45回 情報活動とIT(5) 情報資料の配信と利用
第44回 情報活動とIT(4) 情報を管理するためのシステムに求められる課題
第43回 情報活動とIT(3) ELINT・COMINT・SIGINT
第42回 情報活動とIT(2) 画像情報のデジタル化
第41回 情報活動とIT(1) なぜ情報活動が必要か
第40回 軍艦・海戦とIT (6) 艦艇の設計・建造とIT
第39回 軍艦・海戦とIT (5) ダメージコントロール
第38回 軍艦・海戦とIT (4) ウェポンシステムとオープンアーキテクチャ
第37回 軍艦・海戦とIT (3) データリンクによるネットワーク化
第36回 軍艦・海戦とIT (2) 艦内ネットワークの整理統合
第35回 軍艦・海戦とIT (1) システム艦ってなに?
第34回 警戒監視体制の構築とIT(6) IT化と人手の使い分け
第33回 警戒監視体制の構築とIT(5) 宇宙空間とサイバー空間
第32回 警戒監視体制の構築とIT(4) 陸の警戒監視
第31回 警戒監視体制の構築とIT(3) 海の警戒監視
第30回 警戒監視体制の構築とIT(2) 空の警戒監視
第29回 警戒監視体制の構築とIT(1) 警戒監視とITの関わり
第28回 指揮統制・指揮管制とIT(4) : 関連する要素技術とまとめ
第27回 指揮統制・指揮管制とIT(3) 軍艦の戦闘指揮所
第26回 指揮統制・指揮管制とIT(2) 特定任務分野の指揮管制
第25回 指揮統制・指揮管制とIT(1) 戦略・作戦レベルの指揮統制
第24回 陸戦とIT(6) 兵站業務とIT活用
第23回 陸戦とIT(5) 地雷やIEDの探知もハイテク化
第22回 陸戦とIT(4) IT化と電源の問題
第21回 陸戦とIT(3) 陸戦と通信網
第20回 陸戦とIT(2) 陸戦兵器の精密誘導化
第19回 陸戦とIT(1) 陸戦における状況認識
第18回 UAVとモジュラー設計
第17回 UAVによる映像情報の収集とデータ処理
第16回 無人戦闘機は実現可能か?
第15回 UAVと有人機の空域共有問題
第14回 武装UAVのオペレーション
第13回 無人偵察機(UAV)に関する基本と武装化の経緯
第12回 Build a Little, Test a Little and Learn a Lot
第11回 イージス・アショアとモジュール化と相互運用性
第10回 ミサイル防衛に必要な通信網とネットワーク化交戦
第9回 イージス艦のベースラインと能力向上
第8回 イージス艦とはそもそも何か
第7回 弾道ミサイル防衛とC2BMC
第6回 F-35ライトニングIIの操縦システム
第5回 F-35ライトニングIIの兵站支援
第4回 F-35ライトニングIIのソフトウェア
第3回 F-35ライトニングIIとネットワーク中心戦
第2回 F-35ライトニングIIの"眼"
第1回 F-35ライトニングIIは何が違う?

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