人工衛星(3)偵察衛星

軍事衛星と聞くと真っ先に連想されるのは、前回に取り上げた通信衛星よりもむしろ、偵察衛星かもしれない。日本では「情報収集衛星」と言っているが、本質は同じである。民間向けだとリモートセンシング衛星と呼ぶことが多いが、これも機能的には似たようなものである。

写真偵察衛星

偵察衛星と言えば一般的には、写真偵察衛星と同義だろう。もっとも、写真偵察衛星といってもセンサーの違いにより、複数の種類に分かれる。

• 銀塩写真を使用する衛星
• デジタル写真を使用する衛星
• 赤外線センサーを使用する衛星

銀塩写真とデジタル写真は、センサーが異なるものの、可視光線映像を得るところは同じだ。ただし銀塩写真だと、衛星が搭載するカメラにフィルムを装填した状態で打ち上げなければならないし、フィルムを使い果たしたら「もはやこれまで」である。地上から補充のフィルムを持っていって再装填するわけにもいかない。

また、撮影したフィルムの回収もひと仕事。例えば、衛星からフィルムをカプセルに入れて投下して、大気圏に突入した後でパラシュートを展開させる。そこに自国の飛行機を送り込んで、降りてくるカプセルをひっかけて回収する。なんていうアクロバティックな手段が必要になった。しかも、フィルムを回収して現像しないと写真を見られないから、リアルタイム性に欠けるという難点もある。

デジタル化によって、こういった苦労は解消された。電源の供給が続く限りは撮影が可能だし、撮影したデータは通信回線を経由して伝送できるので、物理媒体を回収する手間はかからない。しかも、リアルタイムとまではいわないが、ニア・リアルタイムぐらいの鮮度で情報が手に入る。

そういう意味では、情報通信技術の発展による恩恵を大きく受けた分野のひとつが偵察衛星だと言える。

なお、赤外線センサーを使用する偵察衛星には、可視光線映像とは違った利点がある。可視光線ではわからない違いを、赤外線センサーによって暴き出せることがあるからだ。

例えば、海中に原潜が潜んでいても、可視光線映像ではわからない(海面下にいるのだから当然だ)。だが、原潜の主機は外部に熱を放出している。タービンを回した水蒸気を水に戻すための復水器が熱の発生源になるからだ。それによる微妙な海水温度の上昇を赤外線センサーで探知できれば、潜水艦の存在を知る手段になり得る。もっとも、これは海水の温度に影響される部分もあり、もちろん水温が低いほうが探知しやすい。

似たような話で、森の中に戦車の群れが潜んでいた場合も、エンジンを回していれば赤外線を放出するから、赤外線センサーによって探知できる可能性がある。もっとも、戦車を探すのは衛星より偵察機の仕事だ。実際、偵察機に搭載する目的で造られた赤外線センサーもある。

さらに念を入れるならば、同じ衛星に可視光線用のセンサーと赤外線センサーを一緒に積み込んでおいて、同じ場所を同時に撮影する。その結果を重畳することで、可視光線だけ、あるいは赤外線だけではわからないものが見えてくるかもしれない。マルチスペクトラルセンサー映像というやつだ。

レーダー偵察衛星

もっと影が薄い……というか、知名度が低そうな偵察衛星が、レーダー偵察衛星だ。これには、合成開口レーダー(SAR : Synthetic Aperture Radar)を使う衛星と、旧ソ連が好んで利用していたレーダー海洋偵察衛星(RORSAT : Radar Ocean Reconnaissance SATellite)がある。

SARとは、可視光線ではなく電波を使って地表の映像を得る手段である。軌道上を周回している衛星の「動き」を利用して、実際に衛星が搭載しているレーダー・アンテナよりも大型で解像度の高いアンテナと同等の機能を実現、それによって解像度の高いレーダー映像を得ようというものである。

だから、生成した映像は写真みたいな感じで地表の凸凹を表したものになる。電波と光の波長の違いが原因で、可視光線と比べると解像度は落ちる。しかし、天気が悪くても使える利点がある。

Googleでもbingでもなんでもよいが、衛星写真を見られるWebサイトで確認してみてほしい。場所と撮影タイミングによっては、地表が雲に覆われていて、状況がわからない場面がある。可視光線だとこういうことが起きるが、SARなら雲があっても関係ない。

ちなみに、日本の情報収集衛星には「光学衛星」と「レーダー衛星」があるが、後者がSAR搭載の衛星である。

一方のRORSATは主として、洋上の艦隊の動向を探る目的で使われた。RORSATが米海軍の空母機動部隊を探知したら、そこに対艦ミサイルを搭載した爆撃機を送り込んで攻撃を仕掛ける、といった使い方を想定していたわけだ。水上艦や潜水艦が近くにいれば、それも攻撃手段として使える。

洋上にいる艦隊の位置がわかればよいので、SARほどの解像度は求められない。海面からの反射と、海上にいるフネからの反射の区別がつけば、それで用は足りる。

SIGINT衛星

変わったところでは、SIGINT(Signal Intelligence)用の衛星が存在する。SIGINTというと通常は陸上の固定施設、航空機、あるいは艦船を使用するものだが、宇宙空間で傍受を企てるのがSIGINT衛星だ。

ただし、電離層で反射されてしまう低周波数の通信、例えば短波(HF : High Frequency)通信は宇宙空間まで出てこない(だからHFによる遠距離通信が成立する)。そのため、電離層を突破して宇宙空間まで出てくる、高い周波数の電波だけが傍受対象になり得る。

他の偵察衛星と比べるとSIGINT衛星は公開されている情報が乏しいが、例えばアメリカでは、フェレットというシステムを備えた偵察衛星を飛ばしていたことがあるとされている。使用した衛星はSAMOS(Satellite and Missile Observation System)シリーズの中のどれかだという。

SIGINTというのは何でもそうだが、傍受したい対象があるところで聞き耳を立てていなければ、何も傍受できなくて徒労に終わる。だから衛星の場合、宇宙空間まで出てくる電波でなければ傍受できず、対象が限られる難点がある。

しかも、周回衛星は基本的に決まった周期で地球の周りを回っているから、たまたま衛星が上空にいる時に傍受相手の誰かさんが電波を出してくれなければ、傍受が成立しない。そして周回衛星だと、ひとつところにとどまって傍受を続けることができない。

そういう融通の利かないところがあるので、SIGINTの手段としては航空機や艦船の方が都合が良いようである。ただし、広大な陸地を持つ国(例えばロシアや中国)の内陸部が相手となると、領空侵犯でもしない限りは傍受不可能になってしまう。そういうときには衛星の出番があるかもしれない。