【コラム】

軍事とIT

188 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(1)

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今回は特別編として、「弾道ミサイルの探知」を取り上げてみようと思う。北朝鮮が弾道ミサイルを撃つ度にニュースになるが、なぜ弾道ミサイルの発射がわかるのか、それを監視しているのは誰で、どういうシステムに依っているのか、という話だ。

なぜ発射がわかる?

4月15日に北朝鮮が弾道ミサイルを発射して失敗したが、その際にアメリカの国防総省が「発射したが、直後に爆発した」と発表した。これに限らず、北朝鮮が弾道ミサイルを発射すると、必ず何かしらの発表がある。

これは、射点の近くにスパイを常駐させて情報を送ってきている……のではない。別の技術的探知手段がいろいろあるのだ。

ミサイル防衛の指揮統制を受け持っている組織は、米北方軍(USNORTHCOM : US Northern Command)の指揮下にある北米航空宇宙防衛司令部、いわゆるNORAD(North American Aerospace Defense Command)。これはアメリカとカナダの合同組織で、アメリカ本土に飛来する爆撃機も弾道ミサイルも、ひっくるめて防衛の対象としている。

そして、防衛手段の一環として弾道ミサイル防衛システム(BMDS : Ballistic Missile Defense System)を構築している。BMDSは探知・追尾・迎撃に関わるすべてのシステムの総称で、そのうち指揮統制の部分を担当するシステムをC2BMC(Command and Control, Battle Management, and Communications)という。これについては本連載の第7回でも言及したことがある。

では、C2BMCの「眼」となる機材にはどんなものがあるか。

探知の眼(1)早期警戒衛星

まず「探知の眼」の筆頭に挙げられるのが、本連載の第126回で取り上げた早期警戒衛星だ。ミサイル発射の際に発生する赤外線を探知するもので、米軍の場合、DSP(Defense Support Program)から新型のSBIRS(Space Based Infrared System)に代替わりを進めている。

DSPは赤道上に位置する静止衛星だけだったが、SBIRSは静止衛星のSBIRS-GEO(SBIRS Geosynchronous Earth Orbit)と、周回衛星のSBIRS-HEO(SBIRS Highly Elliptical Orbit)の2本立てとしている。狙いは、高楕円軌道を周回するSBIRS-HEOの導入によって北極・南極に近いエリアの監視能力を強化すること。

SBIRS-GEO(SBIRS Geosynchronous Earth Orbit) Photo:ロッキードマーティン

SBIRS-GEO(SBIRS Geosynchronous Earth Orbit) Photo:Missile Defense Project

ロシアのミサイル原潜、特に北洋艦隊の艦はコラ半島を拠点としてバレンツ海や白海を主な行動エリアにしているし、ロシア本土から発射された弾道ミサイルがアメリカ本土に飛来する場合、それは北極の上空を通過してくると考えられる(地球儀を真上から見てみよう)。だから極地に対する監視の眼も、あるに越したことはない。

そしてDSPもSBIRSも、弾道ミサイルの発射によって発生する赤外線を探知したら、ただちにその情報をC2BMCに送る。発射の第一報を知らせるのが、これらの衛星である。

C2BMCの管制室。情報の大画面ディスプレイだけ見ていると「地球防衛軍」っぽくもある Photo:MDA

探知の眼(2)Xバンド・レーダー

ただし、赤外線センサーを使用する衛星は、「弾道ミサイルが発するもの」と明確に識別できる赤外線が出ていなければ、探知・追尾を行えない。弾道ミサイルは所定の速力まで加速するとエンジンの燃焼を止めてしまうから、排気炎が発する赤外線を追うだけでは失探してしまう可能性がある。

また、多段式の弾道ミサイルは最終的に小さな再突入体だけになるから、それを精確に追尾できなければ困る。目標が小さく、しかも速力が速いので、尋常な探知手段では対応できない。

そこで登場するのが、高い分解能と長い探知距離を両立させたXバンド・レーダーだ。陸上配備型はレイセオン社製のAN/TPY-2で、周波数でいうと8~12GHz、波長でいうと25~37mmの電波を使用する。日本でも、青森県の車力と京都府の経ヶ岬に配備されており、米軍が運用している。

AN/TPY-2のアンテナ本体は全長12.34メートル、全幅2.44メートル、全高2.62メートル、重量34トンというから、大型バスぐらいのサイズである。一端に車輪が付いており、反対側は牽引車につないで移動する。同伴する電子機器用トレーラーや冷却機器用トレーラーのサイズも、ほぼ同大。電源車の出力は1.3メガワット(!)

これはアクティブ・フェーズド・アレイ・レーダーで、ガリウム砒素(GaAs)半導体の送受信モジュールを使用している。先日、これを窒化ガリウム(GaN)半導体に変更する作業の契約を発注していたので、おいおい実現することになるだろう。

AN/TPY-2はTHAAD(Terminal High-Altitude Area Defense)の射撃管制レーダーでもある。当初はTHAAD用の射撃管制レーダーがAN/TPY-2、弾道ミサイルの探知・追尾用がFBX-T(Forward Based X-Band Transportable)と、別物として扱われていた。FBX-Tを日本語にすると「前方展開型・可搬式Xバンド・レーダー」となるが、ここでいう前方展開とは、弾道ミサイルの予想発射地点に近いところまで進出して警戒監視にあたるという意味だ。

基本的に同じハードウェアなのに、2種類のモデルがあるのは面倒だ。そこで後日の改良により、THAADの射撃管制(ターミナル・モード)と、前方展開探知(フォワード・ベースド・モード)を、ソフトウェアの入れ替えだけで切り替えられるようにした。

ターミナル・モードの探知距離は1000km程度、フォワード・ベースド・モードの探知距離は4000km以上と言われる。そこで、経ヶ岬を中心にして半径1,000kmの円を描くと、北朝鮮のほぼ全域をカバーできることがわかる。ただし、これらの探知距離は公式に発表された数字ではない。

なお、レーダーの設置位置は地上であり、水平線より下に隠れている目標は探知できない。発射されたミサイルが上昇して、水平線から姿を見せなければ探知できない点に注意する必要がある。ざっと計算してみたところ、海面高度30mのところに設置したレーダーが1,000kmの距離で探知できる目標の高度は、約76kmがミニマムである。だから、最初に発射を知る手段は衛星ということになる。

参考 : The AN/TPY-2: A Bus-sized Radar That Rolls Like ATruck And Sees Like A Hawk

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インデックス

連載目次
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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