指向性エネルギー・ビーム兵器
Directed-Energy Beam Weapons Bahman Zohuri

Directed-Energy Beam Weapons

Bahman Zohuri

本書は息子のサーシャに捧げる。

序文

過去数十年間見てきたように、指向性エネルギー兵器（DEWs）は異なる方向に向かっており、指向性エネルギー・ビーム兵器（DEBWs）として新たなアプローチをとっている。本書は、高エネルギー・レーザー（HEL）だけでなく、粒子線兵器（PBW）や運動エネルギー兵器（KEW）についても記述している。

本書には、指向性ビーム兵器への新たなアプローチの武器としての高出力マイクロ波（HPM）と、指向性エネルギー兵器としての新たな可能性を秘めたスカラー縦波（SLW）として知られる新たな高エネルギー波という2つの新しい章もある。

これら2つのビーム兵器と高出力レーザーや高エネルギーレーザーとの唯一の違いは、これらのタイプの指向性エネルギー兵器は、高エネルギーレーザービームが大気中を伝播する際に見られる熱ブルーミングの欠点、特に地上レーザー（GBL）や空中レーザー（ABR）システムとして伝播する際に見られる熱ブルーミングの欠点に悩まされないことである。

ここ10年ほどの間に、指向性エネルギー兵器（DEW）として知られる新しいクラスの兵器が出現し、DEW開発に対する科学者や技術者の関心が世界的に高まっている。レーザー、高出力マイクロ波、高エネルギー粒子ビームがDEW開発に利用されてきた。粒子線兵器（PBW）とレーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）兵器を除いたこれらの兵器は、電磁エネルギーの流れを発生させ、それを長距離にわたって正確に照射することで、意図した標的を無力化したり破壊したりすることができる。レーザーはもはや、開発・進化の初期段階にあったような、ベル研究所やヒューズ研究所のような著名な研究所や、米国コロンビア大学のような主要な学術機関の敷地内に限定されるものではない。1960年5月にヒューズ研究所でセオドア・マイマンが最初のレーザーを実演して以来、この50年間で、レーザーの産業、医療、科学、軍事への応用が爆発的に伸びた。応用分野は日を追うごとに拡大し続けている。

レーザーは、発明後の開発初期から様々な軍事用途に使用されてきた。1970年代から1980年代にかけて、測距、目標指定、目標捕捉・追跡、精密誘導弾などの用途で、レーザーやオプトロニクスのデバイスやシステムが大規模に普及した。

これらの装置は性能を向上させ続け、現代の戦場兵器にますます受け入れられ、使用されるようになっている。光学、オプトエレクトロニクス、エレクトロニクスの技術的進歩により、より頑丈で信頼性が高く、コンパクトで効率的なレーザー装置が開発され、現代の戦争に欠かせないものとなっている。

ここ10年ほどの間に、指向性エネルギー兵器（DEW）として知られる新しいクラスの兵器が出現し、DEWの開発に対する科学者や技術者の関心が世界的に高まっている。レーザー、高出力マイクロ波、高エネルギー粒子ビームがDEW開発に利用されてきた。粒子線兵器（PBW）とレーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）兵器を除いて、これらの兵器は電磁エネルギーの流れを発生させる。スカラー縦波（SLW）現象は、1世紀以上前にテスラがこのような波を導入して以来、目新しいものではないが、近年、この特殊な世代の波に多くの注目が集まっている。ベクトル微積分を使えば、より完全なマクスウェルの方程式から簡単に導き出すことができ、本書の新しい章　「波動方程式のすべて」で説明されているように、マクスウェル・アンペールの方程式に1つの項が追加されたことを示している。

高出力電磁パルス(HPEP)は、カルロ・コップ博士による。”High Power Microwave”の章で扱われている。

ハイパワー電磁パルス発生技術とハイパワーマイクロ波技術は、実用的なEボム（電磁爆弾）が技術的に実現可能なところまで成熟し、戦略的・戦術的情報戦の両方に新たな応用が可能になりつつある。従来型の電子爆弾装置の開発により、非核対決での使用が可能になった。この論文では、技術基盤と兵器運搬技術の側面について論じ、弾頭と爆弾の用途でこのような装置を使用するための教義上の基礎を提案する。高出力マイクロ波(HPM)発生源は、様々な戦闘、破壊工作、テロ用途の潜在的兵器として、数年前から調査中である。分類上の制限のため、この研究の詳細は、軍関係者やその請負業者以外には比較的知られていない。認識すべき重要な点は、高出力マイクロ波（HPM）の陰湿な性質である。ギガヘルツ帯の周波数（4～20GHz）が関係するため、HPMは無線機のフロントエンドだけでなく、機器全体の最も微細な遮蔽貫通部も貫通する能力を持っている。十分に高いレベルでは、議論したように、機器や回路に大きなダメージを与える可能性がある。このような理由から、HPMは幅広いEMC専門家にとって興味深いものである。

「粒子線兵器」と題された章は、リチャード・M・ロバーツ博士によるものである。高エネルギー・レーザー（HEL）については多くのことが書かれているが、このカテゴリの指向性エネルギー兵器は防衛関係者にはよく理解されているようである。レーザー兵器は20年前から活発に開発されており、指向性エネルギー兵器の中で最も先進的なものである。

対照的に、粒子線兵器（PBW）はつい最近まで、指向性エネルギー兵器の中では「眠れる兵器」であった。秘密のベールに包まれたこの兵器は、1958年、高等研究計画局（現在の国防高等研究計画局、通称DARPA）のプロジェクトとして始まった。コードネーム「シーソー」と呼ばれるこのプロジェクトは、弾道ミサイル防衛に粒子ビームを使用する可能性を研究するために計画された。今日、その開発は高エネルギー・レーザーに遅れをとっているが、粒子線兵器はその潜在的な殺傷能力の高さから、一部の軍事技術者からはレーザーに続く兵器とみなされている。

一般的に言えば、本書は、2016年にSpringer社から出版された同様の書籍で筆者が紹介したように、指向性エネルギー兵器としての高エネルギーレーザー（HEL）だけでなく、知識を広げたい読者にとって、新世代スターウォーズ兵器システムに対する全体的なアプローチを提供するものである。

米国ニューメキシコ州アルバカーキ B. ゾウリ 2016

謝辞

期待以上に私を助け、励まし、支えてくれた多くの人々に感謝している。彼らの励ましの結果が本書の出版に結実したことを知ることのできない人々もいるが、彼らにも私の深い感謝の気持ちを知っていてほしい。特に、友人であるビル・ケンプには深く感謝している。彼は躊躇することなく、常に私をサポートしてくれた。彼は常に私を正しい方向に導いてくれた。

とりわけ、私の亡き母と父、そして私の子供たち、特に息子のサーシャに感謝の意を捧げたい。彼らは常に関心と励ましを与えてくれ、それがなければこの本は書けなかっただろう。私が何度も家を空け、原稿の準備のためにコンピューターの前に長時間座っていたことに対する彼らの忍耐強さには、特に感謝している。

本書について

このセクションでは、この文書の目的、範囲、読者について説明し、関連する追加情報を提供する文書をリストアップし、用語の定義を示す。

目的

この文書の目的は、次元分析、類似性、およびモデリング手法を説明することである。

目次

• 1 指向性エネルギー兵器入門
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 指向性エネルギー兵器（DEWs）
  • 1.3 指向性エネルギー兵器（DEWs）と運動エネルギー兵器（KEWs）の比較
  • 1.4 指向性エネルギー兵器（DEWs）の種類
  • 1.5 光と電子の速度でほぼ戦闘準備が整ったビーム兵器
  • 1.5.1 変革の機は熟したか？
  • 1.5.2 新技術のニッチ分野
  • 1.5.3 未知の未知数
  • 1.5.4 リレーミラー
  • 1.5.5 歴史の教訓
  • 1.6 軍事兵器の新時代、宇宙戦争
  • 1.6.1 歴史
  • 1.7 地球軌道宇宙空間は軍事的にも理論的にも宇宙兵器宇宙空間である
  • 1.7.1 弾道戦
  • 1.7.2 電子戦
  • 1.7.3 運動爆撃
  • 1.7.4 指向性エネルギー兵器
  • 1.7.5 空中レーザー（ABL）
  • 1.7.6 宇宙ベース・レーザー（SBL）
  • 1.7.7 地上発射型レーザー（GBL）
  • 1.8 実用上の考察
  • 1.9 スペースデブリ
  • 1.10 宇宙空間での戦争の可能性
  • 1.11 効果的なミサイル防衛の3大フェーズ システム
  • 1.12 弾道ミサイルの脅威との戦い
  • 参考文献
• 2 波動方程式のすべて
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 古典波動方程式と変数分離
  • 2.3 定常波
  • 2.4 押し波
  • 2.4.1 湖沼の波
  • 2.4.2 海と湾の波
  • 2.5 水中波または内部波
  • 2.6 マクスウェル方程式と電磁波
  • 2.7 スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャル
  • 2.8 ゲージ変換、ローレンツゲージ、クーロンゲージ
  • 2.9 スカラー波の基礎、特徴、導出、性質
  • 2.9.1 スカラー波の導出
  • 2.9.2 波のエネルギー
  • 2.9.3 粒子または電荷場の式
  • 2.9.4 粒子エネルギー
  • 2.9.5 速度
  • 2.9.6 磁場
  • 2.9.7 スカラー磁場
  • 2.9.8 スカラー場、古典電磁気学から量子力学まで
  • 2.9.9 私たちの体はスカラー波で動く
  • 2.9.10 スカラー波超兵器陰謀説
  • 2.9.11 干渉計パラダイムによる超兵器スカラー波ドライブの展開
  • 2.10 量子波
  • 2.11 X波
  • 2.12 非線形X波
  • 2.13 ベッセル波
  • 2.14 波動方程式の一般化解
  • 参考文献
• 3 武器としてのレーザー光エネルギー
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 考えられる標的
  • 3.3 ターゲットにおけるエネルギーレベル
  • 3.4 吸収と散乱
  • 3.5 高度による大気構造
  • 3.6 主なレーザー兵器コンセプト
  • 3.7 実験室型レーザーを用いた小規模兵器
  • 3.8 兵器としての高エネルギーレーザー
  • 3.9 高エネルギーレーザー（HEL）安全プログラム
  • 3.9.1 空中レーザー（YAL-1A）
  • 3.9.2 防空用戦術高エネルギーレーザー
  • 3.10 防空用レーザー
  • 3.10.1 戦闘運用のための目標捕捉
  • 3.10.2 概要
  • 3.10.3 説明
  • 3.11 偵察のための目標背景識別
  • 3.11.1 概要
  • 3.11.2 説明
  • 参考文献
• 4 武器としての高出力マイクロ波エネルギー
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 高出力マイクロ波
  • 4.3 電子爆弾
  • 4.4 電磁パルス効果(EMP)
  • 4.5 従来の電磁爆弾の技術基盤爆弾
  • 4.5.1 爆発的に励起された磁束圧縮ジェネレーター
  • 4.5.2 爆発駆動型と推進剤駆動型 磁気流体（MHD）発電機
  • 4.5.3 高出力マイクロ波源： バーケータ
  • 4.6 電磁弾頭の致死性
  • 4.6.1 結合モード
  • 4.6.2 電磁爆弾の致死率の最大化
  • 4.7 電磁爆弾の標的化
  • 4.8 通常の電磁爆弾の運搬
  • 4.9 電磁爆弾に対する防御
  • 4.10 電磁爆弾の限界
  • 4.11 電磁爆弾の拡散
  • 4.12 通常型電磁爆弾使用のためのドクトリン
  • 4.12.1 電子戦闘作戦 電磁爆弾の使用
  • 4.12.2 戦略的航空攻撃作戦 電磁爆弾を使用する
  • 4.12.3 攻撃的対空（OCA）作戦 電磁爆弾を用いた
  • 4.12.4 電磁爆弾を用いた海上航空作戦 電磁爆弾
  • 4.12.5 電磁爆弾を用いた戦場航空阻止作戦
  • 4.12.6 防御的対空・防空作戦と電磁弾頭
  • 4.12.7 段階的対応の戦略
  • 4.13 結論
  • 高出力マイクロ波による空中分解
  • 参考文献
• 5 兵器としての粒子線エネルギー
  • 5.1 はじめに
  • 5.2 粒子線兵器とは何か？
  • 5.3 粒子ビームの説明
  • 5.4 粒子線兵器の種類
  • 5.5 PBWの開発分野
  • 5.6 粒子線兵器の致死性
  • 5.7 ビームの伝播
  • 5.8 火器管制／指向・追跡技術
  • 5.9 加速器技術
  • 5.10 電源技術
  • 参考文献
• 6 武器としてのスカラー波エネルギー
  • 6.1 はじめに
  • 6.2 横波と縦波の説明
  • 6.2.1 横波
  • 6.2.2 縦波
  • 6.2.3 圧力波とその詳細
  • 6.2.4 スカラー縦波とは何か？
  • 6.2.5 スカラー縦波の応用
  • 6.3 Bð3Þ場の説明
  • 6.4 スカラー波の説明
  • 6.5 縦波ポテンシャル波
  • 6.6 縦波の送信機と受信機
  • 6.6.1 スカラー通信システム
  • 6.7 スカラー波実験
  • 6.7.1 テスラ放射
  • 6.7.2 渦モデル
  • 6.7.3 実験
  • 6.8 まとめ
  • 参考文献
• 7 兵器としてのミリ波エネルギー
  • 7.1 はじめに
  • 7.2 アクティブ・ディナイアル・システム
  • 7.3 軍事的応用
  • 7.4 現在の構成
  • 7.5 影響と重要課題
  • 7.5.1 人体への影響
  • 7.5.2 長期的影響の可能性
  • 7.6 テクノジムの実証
  • 7.7 新たなテクノジム構成
  • 7.8 アクティブ・ディナイアル・システムII
  • 7.9 使用コンセプト
  • 7.10 論争
  • 参考文献
• 付録A：気体中のマイクロ波分解
• 参考文献
• 索引

著者について

バフマン・ゾフリは現在、ギャラクシー・アドバンスト・エンジニアリング社に勤務している。この会社は、彼が長年チーフ・サイエンティストとして働いた後、半導体産業と防衛産業の両方を離れた1991年に立ち上げたコンサルティング会社である。イリノイ大学で物理学と応用数学を専攻した後、ニューメキシコ大学で原子力工学と機械工学を学んだ。ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーションに入社し、熱水力解析を行い、液体金属高速増殖炉（LMFBR）の炉心で、二次ループ熱交換のための二次完全固有停止システムとして、固有停止・熱除去システム（ISHRS）の自然循環を研究した。これらの設計はすべて、自己作動型シャットダウンシステムの原子力安全・信頼性工学に用いられた。1978年頃、この原子炉の熱除去を目的としたLMFBRの大型プール概念用の水銀ヒートパイプと電磁ポンプを設計し、特許を取得した。その後、ウェスチングハウスの防衛部門に異動し、キャニスターからMXミサイルを発射・制御するための動的解析と方法を監督した。その結果は、MX発射シールの性能や銃口爆発現象の解析（ミサイルの振動や流体力学的衝撃形成など）に応用された。ゾフリ博士はまた、希薄化プラズマ中の非線形イオン波の研究において、解析計算と計算にも携わった。その結果は、レーザー照射されたターゲットペレットのコロナの希薄化特性評価における、いわゆるソリトン波の伝播と、その結果生じるチャージコレクターの痕跡に応用された。アルゴンヌ国立研究所での卒業研究の一環として、表面物理学と固体物理学における多重交換積分の計算とプログラミングを行った。インテル社、バリアンメディカルシステムズ社、ナショナルセミコンダクター社など、さまざまな半導体企業でシニアプロセスエンジニアとして働きながら、拡散プロセスや拡散炉の設計などの分野でさまざまな特許を取得した。その後、ロッキード・マーチン・ミサイル・アンド・エアロスペース・コーポレーションにシニア・チーフ・サイエンティストとして入社し、研究開発（R&D）と、スター・ウォーズとして知られる戦略防衛構想のさまざまなコンポーネントの脆弱性、生存性、放射線およびレーザー硬化の研究xxiを監督した。

これには、レーザーや核の脅威に対する防衛支援プログラム、ブースト監視追跡システム、宇宙監視追跡衛星のペイロード（赤外線センサーなど）が含まれる。ロッキード・マーチン在職中は、レーザービームの特性や核放射線と材料との相互作用、電子機器における過渡放射線の影響、電磁パルス、システム生成電磁パルス、単一事象アップセット、爆風、熱機械、硬度保証、メンテナンス、デバイス技術などの解析も行った。

サンディア国立研究所に勤務するギャラクシー・アドバンスト・エンジニアリングのコンサルタントとして数年を過ごし、他の研究者や第三者と協力して空軍安全センターの運用ハザード評価の開発をサポートした。最終的に、その結果は、指向性エネルギー兵器の運用安全性に特化して発行された空軍指示に盛り込まれた。彼は、例えば、空中レーザー、高度戦術レーザー、戦術高エネルギーレーザー、移動/戦術高エネルギーレーザーのための詳細なレーザーツールの包括的なライブラリーの最初のバージョンを完成させた。

また、バトルマネジメントC3Iや人工知能、自律システムに関連するSDIのコンピュータプログラムも監督した。いくつかの出版物の著者であり、レーザー活性化放射性崩壊やバルクヘッド貫通型イニシエーターの成果など、いくつかの特許を取得している。以下の著作がある： ヒートパイプの設計と技術： A Practical Approach (CRC Press); Dimensional Analysis and Self-Similarity Methods for Engineers and Scientists (Springer); High Energy Laser (HEL)： Directed Energy Weapons, Volume I and Volume II』（Trafford Publishing Company）、最近では『Directed Energy Weapons and Physics of High Energy Laser』（Springer社）がある。シュプリンガー出版社からは、他に『原子力発電所システムの熱力学』（シュプリンガー）、『原子炉の熱水力解析』（シュプリンガー）などの著書がある。

1 指向性エネルギー兵器入門

本章では、長距離にわたって正確に指向できる電磁エネルギーのストリームを生成し、意図した標的を無効化または破壊することができる粒子ビーム兵器（PBW）とレーザー誘起プラズマチャネル（LIPC）兵器を除いて、指向性エネルギー兵器（DEW）として知られる新しいクラスの兵器に焦点を当てる。

1.1 はじめに

太陽光が吸収面を高温にすることは有史以前から知られており、ギリシア古代には、濃縮された太陽光が水を満たした球状のフラスコや凸状のガラス片を通過することで、火をつけることができることが知られていた。アルキメデスは、シラクサの港に太陽の光を反射させて集中させることを提案した。アルキメデスは、敵艦隊のロープ、帆、スパーに点火することを望んだ。図11を参照。

地表の天頂にある太陽の光束密度は約0.13W/cm2である

0.13W/cm2であり、3000℃近くの太陽炉になる。照射面積が十分大きければ、横方向の熱伝導は無視できる。黒体表面の放射損失は、ステファン・ボルツマンの法則で与えられる。照射面積が十分大きければ、横方向の熱伝導は無視できる。マッハ数1で3000Kの表面上の気流による対流冷却は、わずか数百W/cm2である。ブースター燃焼高度80-160kmで一般的な圧力では、対流冷却は全く無視できる。以上のことから、CWレーザーのフラックス密度が1～100kW/cm2の範囲であれば、ほとんどの材料の温度を融解温度Tmと気化温度Tv以上に上げることができることは明らかである。レーザーの歴史が始まったばかりの1961年、パルスルビーレーザーが最も強力であった頃、集光された約1Jのルビーレーザーパルスが剃刀に穴を開けることができた。致死に必要なフラックスとフルエンシーの大きさの順序を確立するには、2つの非常に単純なケースが役に立つ。これまで示したほとんどの解析は、CWレーザータイプにも適用できる。

図1.1 アルキメデスの死光線コンセプト

レーザーはもはや、開発・進化の初期段階にあったような、ベル研究所やヒューズ研究所のような著名な研究センターや、米国コロンビア大学のような主要な学術機関の敷地内に限定されるものではない。1960年5月にヒューズ研究所でセオドア・マイマンが最初のレーザーを実演して以来、この50年間で、レーザーの産業、医療、科学、軍事への応用が爆発的に伸びた。応用分野は日を追うごとに増え続けている。

レーザーは、その発明後の開発初期から様々な軍事用途に使用されてきた。1970年代から1980年代にかけて、測距、目標指定、目標捕捉・追跡、精密誘導弾などの用途で、レーザーやオプトロニクスのデバイスやシステムが大規模に普及した。

これらの装置は性能を向上させ続け、現代の戦場兵器にますます受け入れられ、使用されるようになっている。光学、オプトエレクトロニクス、エレクトロニクスの技術的進歩により、より頑丈で信頼性が高く、コンパクトで効率的なレーザー装置が開発され、現代の戦争に欠かせないものとなっている。

ここ10年ほどの間に、指向性エネルギー兵器（DEW）として知られる新しいクラスの兵器も出現し、DEW開発に対する科学者や技術者の関心が世界的に高まっている。レーザー、高出力マイクロ波、高エネルギー粒子ビームがDEW開発に利用されてきた。これらの兵器は、粒子線兵器（PBW）とレーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）兵器を除き、電磁エネルギーの流れを発生させ、それを長距離にわたって正確に照射することで、意図した標的を無力化したり破壊したりすることができる。数十年にわたる研究開発の末、指向性エネルギー兵器（DEWs）は現在、運用が現実のものとなりつつある。これが可能になったのは、新たな軍事作戦概念を可能にする可能性のあるその独特な特性のためであり、また、電源、ビーム制御概念、指向・追跡技術などの関連技術の開発において、過去20年間にかなりの進歩があったからである。これらの用途では、高出力レーザー、高出力マイクロ波源、高エネルギー粒子ビームからの致死エネルギーが標的に照射され、標的プラットフォームに搭載された電気光学センサーの無力化、または標的自体の構造的損傷を引き起こす。

1.2 指向性エネルギー兵器（DEWs）

指向性エネルギー兵器(DEW)システムは、LIPC兵器を除き、主に、敵の機器、施設、人員に意図した損害を与えるために、電磁エネルギーの集中ビーム、または原子もしくは素粒子の形で、標的方向に指向性エネルギーを使用する。意図したダメージとは、致死的なものであったり、非致死的なものであったりする。

H.G.ウェルズが1898年に『宇宙戦争』を発表して以来、指向性エネルギー兵器（DEWs）はSF文学の中で繰り返し登場するテーマとなっている。遠くの標的を瞬時に破壊したり燃やしたりすることができる殺人光線のアイデアは、実は、アルキメデスが紀元前212年のシラクサ包囲戦の際に、ローマの船に火をつけるために燃えるガラスを使ったという説にまでさかのぼる。殺人光線に関する多くのイメージは、放物面鏡を使ったアルキメデスを描いているが、図11に示されるように、適切に配置された個々の平面鏡のセットを使う方が、より実用的なコンセプトの実現と思われる。

この話は長い間、神話として否定されてきたが、この話から生まれた興味によって、このような出来事の技術的な実現可能性を検証するために、多くの実験が行われるようになった。ビュフォン伯爵とイオアニス・サッカス博士、そして最近では米国マサチューセッツ工科大学（MIT）の学生たちによって行われた実験が、そのような出来事の実現可能性を立証した。図12を参照。

ビュフォンは、45.7メートル（150フィート）先に最小の像を結ぶように調整された、各20.3センチ25.4センチ（8インチ10インチ）のミラー168枚を組み立てた。このアレイは強力な武器となった。この精巧なセットアップで、彼はいくつかの実験を行った。彼は、たった40枚の鏡を使って、20.1メートル（66フィート）の距離にあるクレオソートの板に点火することを実証した。また、別の実験では、45枚の鏡で2.7kg（6ポンド）の錫を6.1m（20フィート）の距離で溶かした。

図12 デス・レイの技術的実現可能性、MITの実験

別の試みでは、サッカス博士は60人近くのギリシャ人水兵を並べ、それぞれが太陽の光を受け止める長方形の鏡を持って、48.7メートル（160フィート）離れた木造船に向けた。船はたちまち燃え上がった。

最近では2009年に、MITの学生が11.7平方メートル（127平方フィート）の鏡を使って、30.5メートル（100フィート）離れた船に太陽光線を集中させる実験を行い、持続的な炎を発生させ、アルキメデスが殺人光線で達成したかもしれない技術的実現可能性を確認した（図12参照）。

1.3 指向性エネルギー兵器（DEWs）と運動エネルギー兵器（KEWs）の比較

最も基本的なレベルでは、指向性エネルギー兵器（DEWs）は、大量の蓄積エネルギーを兵器から標的に送り込み、構造的・焼夷的な損傷効果をもたらすという概念を共有している。運動エネルギー兵器（KEWs）は亜音速または超音速でこの効果をもたらすが、指向性エネルギー兵器（DEWs）は光速でこの効果をもたらす。

運動エネルギー兵器（KEW）と指向性エネルギー兵器（DEW）はともに、2つの基本的な問題に対処する必要がある。第一の大きな懸念は、大気中を移動または伝播し、標的に命中することである。KEWの場合、弾丸が大気圏を通過し、目標に命中することである。

指向性エネルギー兵器（DEWs）の場合は、高出力電磁放射線や高エネルギー粒子ビームなどの高エネルギービームを大気中を伝播させ、目標に命中させることである。

第二の大きな関心事は、意図した標的に十分なダメージを与えることである。そこで、高エネルギーと物質との相互作用が重要になる。つまり、高出力レーザーやHPMエミッターがあるだけでは、指向性エネルギー兵器（DEW）にはならないということだ。

したがって、指向性エネルギー兵器（DEW）の3つの重要な構成要素は、作動範囲に影響を与える高エネルギー源、標的への命中確率を決定する標的追跡とビーム指向技術、致死性を決定する高エネルギービームと物質との相互作用である。

1.4 指向性エネルギー兵器（DEWs）の種類

指向性エネルギー兵器（DEWs）には、4 つの主要なカテゴリーがある：

• 1. 粒子ビーム兵器（PBWs）
• 2. 高出力マイクロ波（HPM）ベースの DEW
• 3. 高エネルギーレーザー（HEL）ベースDEWs
• 4. レーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）兵器

しかし、筆者は、スカラー縦波（SLW）[1]として知られる第5のカテゴリーを提案しており、詳細については本書の第7章を参照されたい。

PBWは、原子または素粒子の高エネルギービームを使用し、ターゲットの原子および／または分子構造を破壊することによって、ターゲットに意図したダメージを与える。PBWは4つの指向性エネルギー兵器（DEW）技術の中で最も成熟しておらず、研究努力も圧倒的に少ない。真のDEWではない。電磁エネルギーを標的に向ける高エネルギー・レーザー兵器や高出力マイクロ波とは異なり、標的の原子構造に運動エネルギーを送り込むものであり、あくまで強殺兵器である。図13と図14を参照のこと。

マイクロ波ベースの指向性エネルギー兵器（DEW）システムは、敵の電子機器システムにダメージを与えるために、電磁干渉に相当するものを発生させるように設計されている。ホスト・プラットフォームへの意図しない副作用が懸念されるため、通常、このような兵器は無人戦闘機にのみ搭載することが望ましい。また、高出力のマイクロ波を武器として使用し、地下や深く埋められた標的を攻撃することも検討されている。

レーザーを使ったDEWの核となるのは、高出力レーザーであり、連続波レーザーの場合は十分な出力、パルスレーザーの場合は十分なパルスエネルギーを持ち、目標に物理的ダメージを与えることができる。測距や弾薬誘導のための目標指定など、すでに確立された用途を目的としたレーザーは、より新しい技術が進化・発展するにつれて改善され続けるだろうが、今後15～20年の間に軍事バランスを塗り替えようとしているのは、武器としてのレーザーの使用である。

図13 SFにおける宇宙ベースPBWのコンセプト

図14 宇宙ベースPBWの別のコンセプト

図14は、宇宙ベースの粒子線兵器（PBW）のもう一つのコンセプトである。

レーザーを用いた指向性エネルギー兵器（DEWs）の導入は、従来のKEWsでは実現不可能とまでは言わないまでも、極めて複雑な任務の遂行を可能にすることで、各国の戦闘能力を劇的に変化させる。これには、低軌道衛星を無力化しミサイルを破壊する地上レーザーシステム、弾道ミサイルを破壊する空中レーザーシステム、劇場や大陸間弾道ミサイルを無力化する宇宙レーザーシステムが含まれる。

レーザーベースの指向性エネルギー兵器（DEWs）を使った、これらまたは類似の能力を実証するための多くの実験が、世界各地で行われてきた。これらの兵器の実現可能性は疑う余地なく立証されており、戦略家たちはこれらの兵器を21世紀の兵器として予測している。図15を参照。宇宙から地球に向かってレーザーが発射される様子が芸術的に描かれている。

図1.5 宇宙ベース・レーザー（SBL）

空軍研究所の指向性エネルギー部門は、さまざまなレーザー兵器技術の研究を行っている。

レーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）兵器は、レーザーを使って標的までの分子経路をイオン化し、それを経由して電荷を標的に送り込んで損傷を与えるハイブリッド兵器である。周囲の空気や地面よりも電気をよく通すものを破壊するために使用できる。この仕組みは次のようなものだ：

•  ピコ秒レーザーパルスの高強度トレインを使用して、強力な電磁パルスを周囲に発生させ、空気分子から電子を剥ぎ取る。空気は絶縁体として働く中性粒子で構成されているため、LIPCは比較的優れた導電体である。高電圧の放電は、空気中を予測不能にアーク放電するのではなく、この導電性フィラメントを伝ってターゲットに到達する。

図16 車と雷武器の出会い

エレクトロ・レーザーは、指向性エネルギー兵器でもある電撃兵器の一種である。レーザーを使って導電性のレーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）を形成する。ほんの数秒後、強力な電流がこのプラズマ・チャンネルを流れ、標的に照射される。したがって、全体として、テーザー銃の電気ショック銃の大規模、高エネルギー、長距離バージョンとして機能する。

交流電流は一連の昇圧変圧器を通って送られ、電圧を上げ、電流を下げる。最終的な電圧は108Vから109Vの間となる。この電流はレーザービームによって作られたプラズマチャネルに供給される。

米陸軍の兵器の研究開発施設であり実験場でもあるピカティニー工廠では、エンジニアたちがレーザービームに沿って稲妻を発射し、標的を消滅させる装置を開発している。そう、稲妻がレーザービームを撃ち落とすのだ。この話はここで終わっても、今日書いた中で最もクールなものであることに変わりはないのだが、科学的好奇心の強い人のために話を続けよう。図16を見てほしい。

図16に見られるように、LIPC兵器は、この種の指向性エネルギー兵器の研究者が主張しているように、「巨大な」パワーを放出することができる。

レーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）は、周囲の空気や地面よりも電気をよく通すターゲットを攻撃するように設計されている。

この兵器は2012年1月に大規模なテストを行った

このプロジェクトの主任科学者であるジョージ・フィッシャーは言う： 「稲妻が模擬標的をザッピングするのに飽きることはなかった。

兵器の詳細は米陸軍のウェブサイトで公開された

フィッシャー氏は、通常予測不可能な稲妻がどのように制御できるかを説明した。

「レーザーが適度なエネルギーを持つパルスを出すが、その時間は信じられないほど小さい」

「レーザーパルスの持続時間中、大都市が必要とする以上のパワーを出すことができるが、パルスは1秒の2兆分の1しか続かない。これは500億ワットのエネルギーであり、フィッシャー氏が言うように、空気を「レンズのように」操作できることを意味する。フィッシャー氏は、「適度なエネルギーの超短パルスレーザーを使って、空気中で自分自身に焦点を合わせ、フィラメントの中で焦点を維持するほど強力なレーザービームを作る」と主張している。

レーザー誘起プラズマ・チャンネル（LIPC）は次のようなプロセスで形成される：

• レーザーが空気中にレーザービームを放出する。
• レーザービームは急速に加熱され、周囲の気体をイオン化してプラズマを形成する。
• プラズマは導電性のプラズマ・チャンネルを形成する。

レーザー誘起プラズマ・チャンネルは電離に依存するため、電気レーザー兵器とそのターゲットの間にガスが存在しなければならない。レーザービームの強度が十分であれば、その電磁場は空気分子やその間に存在する気体から電子を引き剥がすのに十分強く、プラズマが発生する。雷と同様に、急速な加熱はソニックブームも発生させる。

この兵器の使用方法を以下にまとめる：

• 電気ショックにより、生きている標的を殺すか無力化する。
• 対象の電気・電子機器に深刻なダメージを与え、使用不能にし、破壊する。
• エレクトロ・レーザーと自然の雷は、どちらもプラズマ・チャンネルを使って電流を流すので、エレクトロ・レーザーは、光によってプラズマ・チャンネルを作り、雷の研究などに使うことができる。
• 雷雨の際、避雷針のように安全な時間と場所で雷を放電させる[2]。
• 発電を目的として、大気中の雷を地上の収集ステーションに導く。

この場合、航空機とレーザーは、レーザーからの比較的わずかな初期入力によって、雲と地面の間に大量のエネルギーを流すことができるという点で、トリガーされたスパークギャップと比較することができる。

プラズマ・チャンネルがあるため、雷雨（または架空送電線などの他の電力源）があると、エレクトロ・レーザーは事故を引き起こす可能性がある。(動作原理、論争などについては、テーザー銃を参照のこと）。

エレクトロ・レーザーは、危険性と効率の低さから、現在のところワイヤレス・エネルギー伝染には実用的ではない。

上記の4つのカテゴリーの中で、高エネルギー・レーザー兵器は、近い将来、強力な兵器システムに値するようになる可能性が最も高い。しかし、スカラー縦波（SLW）が1980年初頭から旧ソビエト連邦（USSR）などの国々で使用されてきたという証拠が、図17[1]に示すように、米国の高解像度偵察衛星KH-11が撮影した写真によって、ある研究者たちによって提示されている。

図17 Aviation Week & Space Technology 1980年7月28日号、48ページ（米国の高解像度偵察衛星KH-11が撮影した写真である）

国防省の科学者であるトム・ベアデン[3]によると、スカラー干渉計は、ソビエト連邦が世界の天候を改変するために長年使用してきた強力な超兵器である[7]。スカラー干渉計は、1920年代にT.ヘンリー・モーレイによって発見された方法で、真空の量子エネルギーを利用する[8]。コロンビア宇宙船を墜落させたかもしれない[9, 10]。しかし、陰謀論者の中には、ベアデンはこの話題に関する偽情報の代理人であると考えている者もいる。したがって、この件に関しては、読者自身が結論を出し、自分自身の発見を追究できるように任せることとし、筆者はこれらの事柄が真実であるとか嘘であるとか主張するものではない。1930年代、テスラは他にも奇妙で恐ろしい兵器を発表した。死の光線、何百マイルもの距離で何百、何千もの航空機を破壊する兵器、そしてすべての戦争を終わらせる究極の兵器、何ものも貫通できないテスラ・シールドである。しかし、この頃には、忘れ去られた偉大な天才に注目する者は誰もいなくなっていた。テスラはこれらの偉大な兵器と発明の秘密を明かすことなく、1943年に亡くなった。テスラはこの超兵器を、図18に芸術的に描かれているように、スカラー・ポテンシャル榴弾砲または殺人光線と呼んでいた。後に、ソ連は戦略防衛構想（SDI）の時期にサリー・シャガン・ミサイル発射場でこれを実演し、SALT条約交渉の際にも言及した。

図18 スカラーポテンシャル干渉計（マルチモード・テスラ兵器）

ベアデンは、1981年にソ連がテスラのスカラー波効果を発見し、兵器化して久しいと主張している。1975年、SALT会談でソ連側が突然、「人間の想像を超える恐ろしい」新兵器の開発を制限するよう提案したとき、ブレジネフが言及していたのは間違いない。このような兵器の一つは、米国高官によれば、ロシア南部の中ソ国境に近い弾道ミサイル発射場サリー・シャガンで最近完成したテスラ榴弾砲であり、現在、高エネルギー・レーザーか粒子ビーム兵器と考えられている（芸術的な構想については、『アビエーション・ウィーク＆スペース・テクノロジー』1980年7月28日号48頁を参照）。

図17が示すように、サリー・シャガン榴弾砲には4つの作動モードがある。

彼はまた、サリー・シャガン榴弾砲は実際には4つの動作モードを持つ巨大なテスラ・スカラー干渉計であると主張している。連続モードのひとつはテスラ・シールドで、広い防御範囲に薄くて入り込めない半球状のエネルギー・シェルを配置する。この2次元のシェルは、2つのフーリエ膨張の2次元スカラー半球パターンを空間で干渉させることによって作られ、それらがペアカップルして、強烈な通常の電磁エネルギーのドーム状のシェルになる。シェルの中の空気分子と原子は完全にイオン化され、その結果非常に励起され、強烈な光を放つ。殻にぶつかった物理的なものは、莫大な電気エネルギーの放電を受け、即座に蒸発する。図19参照。

ベアデンはさらに、このような半球状のシェルがいくつか同心円状に積み重ねられている場合、その上空の高高度核爆発からのガンマ株と電磁パルスでさえ、層状プラズマの吸収と再放射と散乱の繰り返しにより、すべてのシェルを貫通することはできないと述べている。

図19 サリー・シャガンのテスラ兵器

連続シールドモードでは、テスラ干渉計はモレー自由エネルギー発生器のバンクによって給電されるため、莫大なエネルギーがシールド内で利用できる。サリー・シャガンタイプのテスラ榴弾砲の図を図19に示す。ハル・クロフォードが描いたテスラ榴弾砲の干渉計端部の精密図を図18に示す。榴弾砲によって生成されるテスラ・シールドのハル氏の卓越した描写は、同じく図110と 1.11に示されている。

パルス・モードでは、適切な2次元形状を提供するために、それぞれいくつかの周波数を含む2つの切り捨てフーリエ変換を使用して、単一の強烈な2次元スカラーΦ場パルス形態が発射される（図112）。これが、ベースラインによって分離された2つのスカラーアンテナが必要とされる理由である。特定のターゲットに対して計算された時間遅延の後、干渉計アンテナから同じ形状の2番目の高速パルスが発射される。2番目のパルスは1番目のパルスを追い越し、ターゲットゾーン上でキャッチし、それとペアカップリングして、瞬時に通常のベクトル（ヘルツ）電磁エネルギーの激しいEMPを形成する。このため、榴弾砲とバーストとの間にベクトル伝達のロスはない。さらに、結合時間は極めて短く、エネルギーは核兵器の2パルスEMPに酷似した「電磁パルス（EMP）」として鋭く現れる。

このタイプの兵器が、1979年と1980年にヴェラ衛星が捉えたアフリカ南西沖の謎の閃光を実際に引き起こしたものである。例えば、2回目の閃光は赤外線のみで、可視スペクトルはなかった。核爆発はそのようなことはしないし、超光速雷、隕石衝突、流星なども同様である。さらに、アレシボ電離層天文台の科学者の一人は、重力波の擾乱-切り詰められたフーリエパターンとテスラポテンシャル波の時間縮小効果のシグネチャー-が爆発付近に向かって伝わるのを観測した。パルス・モードは、モレー発電機、またはモレー発電機が「オール・フェイル」という異常な故障を起こした場合、通常の爆発物発電機から供給される。したがって、テスラ榴弾砲は常にパルス・モードで機能できるが、モーレイ発電機が故障した場合は出力が制限される。

連続モードでは、2つの連続スカラー波が放出され、一方は他方より速く、それらが同相状態に近づく領域でベクトル・エネルギーにペア・カップリングする。このモードでは、遠方の「ボール」または幾何学的な領域のエネルギーが連続的に現れ、持続する。これが、テスラが考案した、距離の離れたエネルギーを損失なく無線伝染する秘密である。これはまた、数百機の航空機やミサイルを遠距離から破壊できる「連続火球」兵器の秘密でもある。この動作モードを図113に示す。

テスラ火球の体積は、物理的な乗り物を蒸発させることはないが、電子機器を不発させるEMPを送り込むグローブを生成するために、大幅に拡大することができる。このモードの芸術的なテストを図114に示す。

モーレイ発電機が異常故障した場合、高度な磁気流体発電機など、より従来型の電源から干渉計に電力を供給することで、出力と範囲を制限した連続モードを維持することも考えられる。

テスラ兵器の典型的な戦略的ABM用途を図115に示す。さらに、もちろん、戦術部隊や施設の対戦術弾道ミサイル防衛のための小型のテスラ榴弾砲システムは、スカラー干渉計モードで、従来型の外見で、ペアまたはトリプレットレーダーを使用する、より従来型のフィールドミサイルシステムで構成することができる。

さらにベアデンは、動力源としてモレー発電機1を用い、スカラーアンテナと送信機を備えた再突入ビークルを複数配備することで、ICBM再突入システムは今や、数千キロメートル離れた目標地域を長距離「爆破」することができると示唆している（図116）。文字通り、「スター・ウォーズ」はテスラ技術によって解放されたのだ。そして航空攻撃では、ジャマーとECM機が「テスラ・ブラスター」となる。テスラ技術によって、エミッターは圧倒的なパワーを持つ主要な戦闘部品となる。

図115 帯電防止テスラABM防御概念図

テスラ波の平和的な潜在的意味合いも非常に大きい。「タイムスクイズ」効果を利用すれば、反重力、物質化・非物質化、変換、そして驚異的な医療効果を得ることができる。また、亜空間や超空間でのコミュニケーション、地球や海を見通すこともできる。ファイ・フィールドの新たな見方は、統一場理論、現実の高次化、新たな超相対性理論をも提供するが、これらについても調査・検証が必要である。

図116 モーレイ/テスラ技術

1.5 光と電子の速度でほぼ戦闘準備が整ったビーム兵器

光速で、しかも急速に近づいている新種の兵器がある。それは「指向性エネルギー兵器」と呼ばれるもので、軍事兵器に革命をもたらすかもしれない。

指向性エネルギー兵器は、レーザー、高出力マイクロ波、粒子ビームの形をとる。地上戦、空中戦、海上戦、宇宙戦に採用されるかどうかは、電磁スペクトルの利用だけでなく、政治的、予算的に有利な波長があるかどうかにかかっている。

これが、最近出版された。”The E-Bomb: How America’s New Directed Energy Weapons Will Change the Way War Will Be Fought in the Future “（電子爆弾：アメリカの新しい指向性エネルギー兵器は、いかにして将来の戦争の戦い方を変えるのか？）の著者、J.ダグラス・ビーソンの見通しである。ビーソンは以前、ホワイトハウスのスタッフとしてブッシュ、クリントン両政権下で大統領の科学顧問の下で働いていた。

20年以上にわたる研究の末、米国は、空中レーザーや能動拒否システム、戦術高エネルギーレーザー（THEL）など、エネルギービームを発射する新世代の兵器を配備しようとしている[4]。

ハイテクへの投資がなければ、次の戦争は「最後の戦争のような手法で戦うことになることは、歴史が証明している」とビーソンはSpace.comに語った。基礎的かつ長期的な研究に資金を投入することは非常に重要であるとビーソンは言い、こう付け加えた： 「ブレークスルーを常に予定することはできない。」

26年間、指向性エネルギー研究の第一人者であるビーソンは、ここロスアラモス国立研究所の脅威削減の責任者でもある。しかし彼は、研究所や国防総省、エネルギー省の方針ではなく、彼自身の見解を述べたものであると述べた。

図117 航空機に搭載されたエアボーン・レーザー・システム

1.5.1 変革の機は熟したか？

レーザー、高出力マイクロ波、その他の指向性エネルギー技術において、かなりの研究が行われているが、兵器化はまだ進行中である。

例えば、軍のエアボーン・レーザー・プログラムは継続中である。これは、メガワット級の高エネルギー化学酸素ヨウ素レーザーを、改造されたボーイング747-400型機に搭載して上空に運ぶものである。このプログラムの目的は、ブースト段階、つまり弾道ミサイルの飛行の動力部分にある弾道ミサイルの探知、追跡、破壊を可能にすることである。図117を参照。この図は、航空レーザー・システムから発せられる赤みがかったビームと、その背後でミサイルに対して使用される別のビームを描いたものである。実際には、ビームそのものは見えないかもしれない。同様に、ニューメキシコ州ホワイトサンズで行われた米陸軍の戦術高エネルギーレーザーのテストでは、高空を飛ぶロケット弾頭を加熱し、自爆させるのに十分なエネルギーを吹き込む能力が示されている。THELは高エネルギーのフッ化重水素化学レーザーを使用している。移動式のTHELは、複数の迫撃砲弾を殺傷する能力も示した。

さらに、ミリ波電磁エネルギーを使って敵の進攻を阻止し、抑止し、後退させる非致死的な方法であるアクティブ・デナイアル技術もある。米海兵隊が支援しているこの技術は、ミリ波のビームを使って敵の皮膚を熱し、ダメージを与えることなく激しい痛みを与え、敵をその場から逃走させるものである。ビーソンはまた、ロスアラモス国立研究所で進行中の新しいエキサイティングな研究分野を指摘した。海軍との自由電子レーザー研究と、テラヘルツ領域で作動する新しいタイプの指向性エネルギーである。

1.5.2 新技術のニッチ

指向性エネルギーの進歩は評価できるものであるが、Beasonはこの技術を前進させる上で2つの問題があると見ている。ひとつは、「この新しいタイプの兵器にはニッチ（隙間）があることを戦闘員に納得させる」ことであり、もうひとつは、これらの新しいシステムを、すべての問題を解決する万能薬と見なさないようにすることである。「新システムはあくまでも道具の一つに過ぎない。」

さらに大きな問題は、新兵器を獲得する側の役割である。「取得担当者に技術的能力がないことを許せば、アメリカは非常に悲惨な立場に追い込まれかねない」とビーソンは説明する。

数十年にわたり、指向性エネルギーの分野には「蛇の油のセールスマン」や、過大な約束をした擁護者たちがいたとビーソンは言う。「ゴールデンタイムにはまだ早かった。」

現在、指向性エネルギー・システムは、「それが機能することを証明するのに十分な資金で、かろうじて足踏みしているにすぎない」とビーソンは指摘する。その一方で、レガシー・タイプのシステムを維持するために莫大な資金が投入されている。

「優先順位の問題だ」とビーソンは言う。今こそ、最小の資金で大きな効果が期待できる、指向性のあるエネルギー・プロジェクトを見極める時だ、と彼は言う。図118は、米軍の未来戦闘システム計画で使用される可能性のある、装甲地上戦闘車両に固体レーザーを搭載する概念的な様子を示している。

1.5.3 未知の未知数

ビーソン氏の見解では、アクティブ・デナイアル技術、エアボーン・レーザープログラム、THELプロジェクト、さらにリレーミラーなどの支援技術は、すべて進行中のものであり、追加支援と優先的資金提供の理由となるものである。

「エアボーン・レーザーが進めば、他の国の指向性エネルギー計画も進むと私は信じている。今はまだ、ギリギリのところで動いている。私は、科学技術にはまだ。「未知の未知」があると信じている。物理学的な定義はできていると思っている。工学的な定義はできていると思っている。しかし、いつも何かがうまくいかない。」

指向性エネルギー兵器システムにスポットライトを当てた段階的な実証プログラムが必要だとビーソンは指摘する。そのような現場での展示は、より大きなビーム距離から標的までの実行、ハードウェアの機動性、操作の容易さ、戦場での有用性、その他の特性を誇示することができる。

指向性エネルギー技術は、敵の電子機器をボコボコにすることから、巻き添え被害をほとんど、あるいはまったく出さずに、光の速さで「ダイヤルアップ」破壊攻撃を行うことまで、さまざまな応用が可能だ。

ビーソンは、「天からの声」と名づけた自分自身の青空アイデアがあるという。レーザーの共振を地球の電離層に同調させることで、可聴周波数を作り出すことができる。天空のラジカセのように、レーザーが発する声は、上空から下界の標的に向かって叫ぶことができる： 「武器を下ろせ。」

1.5.4 中継ミラー

指向性エネルギー宇宙兵器の使用について、ビーソンは「いずれは実現するだろう」と助言した。

しかし、現在のシステムはあまりにも厄介である。メガワット級の高出力化学レーザーのほとんどは、戦略的用途に有用なエネルギー量を出力するために、オンボードの燃料と酸化剤を必要とする。宇宙空間に根ざしたこのようなレーザーシステムの安定性も望まれている。

一方、ビーソン氏は、より効率的なレーザー、特に固体レーザーシステムの台頭を期待しているという。「どのようなブレークスルーが必要なのか. それはわからない。いずれは実現すると思うが、それは戦場レーザーの一世代後になるだろう」

ビームを「宇宙を通して」発射することはまた別の問題だ、とビーソンはすぐに付け加えた。宇宙に設置された中継ミラー、あるいは中継ミラーを装備した高高度の飛行船でさえ、地上や空中のレーザービームをほぼ世界中に向けることができる、と彼は言う。

「つまり、宇宙空間を利用するわけだ。しかし、地球上のどこを攻撃するにも、宇宙空間を通過することになる」とビーソンは言う。

1.5.5 歴史の教訓

昨年末、ワシントンのヘリテージ財団で講演したビーソンは、レーザーエネルギー、パワーソース、ビーム制御、そしてレーザービームが地球の大気とどのように相互作用するかについての知識は、第一線の戦争状態に移行する準備ができている非常に成熟した技術であると聴衆に語った。

「良いニュースは、指向性エネルギーが存在するということだ。指向性エネルギーはテストされており、数年以内に戦場に配備されるだろう」とビーソンは報告した。「しかし、悪い知らせは、今、この国の獲得政策が、革命的なやり方ではなく、進化的なやり方に向かっていることだ。」「戦争に勝つのは空想家であり、官僚ではない。私たちは歴史を通してこのことを見てきた」とビーソンは言う

1.6 軍事兵器の新時代、宇宙戦争

宇宙戦争とは、宇宙空間で行われる戦闘である。したがって、宇宙戦争の範囲には、地上から人工衛星を攻撃するような地上対宇宙戦争と、人工衛星が人工衛星を攻撃するような宇宙対宇宙戦争が含まれる。

1960年代初頭、米軍は宇宙戦争を描いた『宇宙と国家安全保障』という映画を制作した2。

1985年から2002年までアメリカ宇宙軍司令部があったが 2002年にアメリカ戦略軍司令部と統合され、アメリカ軍の主要な宇宙軍は空軍宇宙軍司令部となった。1992年8月10日に設立されたロシア宇宙軍は 2001年6月1日にロシア軍の独立部門となり、2011年12月1日からロシア航空宇宙防衛軍に取って代わられたが、2015年8月1日にロシア航空宇宙軍の一部門として再び設立された。

世界史上、宇宙戦争は数件しか起きておらず、いずれも実際の敵対勢力に対する行動とは対照的な訓練ミッションであった。1985年、F-15（図119参照）に乗ったアメリカ空軍のパイロットが、345マイル（555km）の軌道上にあるアメリカの研究衛星P78-1の撃墜に成功した。

図119に見られるように、1985年にASM-135 ASAT（対衛星）ミサイルを発射するアメリカ空軍のF-15イーグル。

2007年、中国はミサイル・システムを使用して旧式の衛星の1つを破壊し（2007年中国の対衛星ミサイル実験を参照） 2008年には米国が同様に故障した衛星USA-193を破壊した。2018年現在、宇宙での紛争による人的被害は発生していない。

宇宙での紛争を規制し、宇宙兵器システム、特に核兵器の設置を制限する国際条約が結ばれている。

1.6.1 歴史

宇宙戦争の初期の取り組みは、宇宙から宇宙への戦争に向けられたものであった。当時、地上から宇宙へのシステムは遅すぎるし、地球の大気と重力によって隔離されすぎていて、効果がないと考えられていたからである。

P78-1またはソルウィンドは、1979年2月24日にカリフォルニア州のバンデンバーグ空軍基地からアトラスFロケットで打ち上げられた米国の衛星である。この衛星は、1985年9月13日にASM-135 ASAT対衛星ミサイルのテストのために軌道上で破壊されるまで運用された。

衛星の軌道太陽観測（OSO）プラットフォームには、太陽指向のセイルと回転ホイール部分が含まれていた。P78-1には、ガンマレイ分光計、白色光コロナグラフ、極紫外線イメージャー、X線分光計、高緯度粒子分光計、エアロゾルモニター、X線モニターが搭載された。X線モニターはNRL-608またはXMONと呼ばれ、海軍研究所とロスアラモス国立研究所の共同研究である。白色光コロナグラフと紫外線イメージャは、海軍研究所が製作したNRL-401（SOLWIND）と呼ばれる1つのパッケージに統合された。コロナグラフはOSO-7衛星の白色光コロナグラフのフライトスペアである。紫外線イメージャーにはCCDイメージャーが使用され、宇宙で初めてCCDが使用された。

1985年になると、衛星のバッテリーが劣化してきた。このため、衛星がメインバスの電圧低下を検知し、重要でないすべてのシステムを自動的にシャットダウンする「電圧不足カットオフ」が頻繁に発生するようになった。さらに、1985年春には3台のテープレコーダーのうち最後の1台が故障したため、データ収集は衛星が地上局と交信している間しか行えなくなった[1]。通常の接触は約15分しか続かなかったため、これは重大な障害となった。特別な手配をすることで、いくつかのコンタクトをつなぎ合わせることができた。このような不具合の結果、衛星を正常に運用するための再設定に費やす時間とネットワークリソースは増え続けた。残された数少ないペイロードからのデータ収集は著しく制限された。空軍の衛星管制ネットワークにさらなる負担（追跡局の余分なサポートやアンテナの時間など）がかかるため、すでにミッション終了の話し合いが進められていた。

このため、衛星はASM-135 ASAT対衛星ミサイルの試験標的に選ばれた。この試験を支援するためだけに、ミッションは数週間延長された。この最終段階では、衛星は一度に数日間、電圧不足の状態に置かれることが多かった。

1985年9月13日、アメリカ空軍のF-15イーグル戦闘機から発射されたASM-135 ASATによって、衛星は2043UTC、35◦N 126◦W、高度525km（326mi）の軌道上で破壊された[4]。このテストにより、285個の軌道上のデブリがカタログ化された。破片の1つは少なくとも2004年5月まで軌道上に残っていたが4,2008年までに脱落した[4]。

というのも、P78-1の観測装置のうち5つが故障していたにもかかわらず、2つの観測装置は稼働したままで、ある太陽物理学者はこの衛星を過去7年間のコロナ研究の「屋台骨」と呼んでいたからである。

積極的な宇宙戦争開発の歴史は、ソ連が衛星の軌道上検査を行い、必要であれば破壊する能力を持たせるために計画されたアルマツ計画を開始した1960年代にさかのぼる。アメリカでも同様の計画がブルー・ジェミニ計画という形で行われ、武器を配備し監視を行うことができる改良型ジェミニ・カプセルで構成されていた。

電子宇宙戦争の初期のテストのひとつ、いわゆるスターフィッシュ・プライムテストは1962年に行われ、米国は電磁パルスの効果をテストするため、地上発射の核兵器を宇宙で爆発させた。その結果、当時軌道上にあった米ソ双方の衛星の多くが機能停止に追い込まれた。この電磁パルス実験の有害かつ焦点の定まらない影響により、1967年の宇宙条約で宇宙における核兵器が禁止された。

1.6.1.1 1970年代～1980年代

1970年代を通じて、ソ連は宇宙ステーション防衛のためのプロジェクトを継続し、大砲を試験発射した。しかし、これは乗組員がいる状態で行うには危険すぎると考えられたため、乗組員が地球に帰還した後にテストが行われた。

宇宙戦争は、アメリカのスペースシャトルの最終設計に強い影響を与えた。特徴的なデルタ翼の形状は、シャトルがソ連に向けて軍事的なペイロードを打ち上げ、撃墜されるのを避けるために1回転したら即座に軌道離脱するために必要だった[5]。

ソ連もアメリカも、人工衛星を撃墜するための対衛星兵器を開発した。初期の取り組みは他の宇宙対宇宙戦争のコンセプトと類似していたが、米国は1980年代に地上対宇宙レーザー対衛星兵器を開発することができた。しかし、地上対空間レーザー・システムの強力でない民間バージョンは、天文技術である補償光学で一般的に使用されている。

1.6.1.2 2000s

中華人民共和国は2007年1月11日、弾道ミサイル発射型の対衛星兵器の実験に成功した（2007年中国対衛星ミサイル実験を参照）。これは、米国、英国、日本から厳しい批判を浴びる結果となった。

米国は迎撃ミサイルSM-3を開発し、弾道ミサイル発射実験の標的を宇宙空間で攻撃する実験を行った。2008年2月21日、米国はSM-3（図120）ミサイルを使用し、太平洋上空247km（133海里）にいたスパイ衛星USA-193を破壊した（脚注4参照）5,6,7。

日本は米国製のSM-3ミサイルを配備しており、ルーマニアとベトナムに陸上型ミサイルを配備する計画もある。

図120 失敗したスパイ衛星を迎撃するために米艦船から発射されるSM-3ミサイル

1.7 地球軌道宇宙空間は軍事的にも理論的にも宇宙兵器である

地球周回軌道上の宇宙空間は、米国にとって軍事的にも経済的にも重要な舞台であり、1944年、ナチス・ドイツのV-2兵器が初めて運用され、ロンドンに破壊の雨を降らせる途中で一時的に地球の大気圏を離脱したときに、戦場となった[6]。

宇宙空間が実際に強制的に争われたことは一度もないが、宇宙空間をめぐって争うことができなかったり、争う気がなかったりしたこの初期の偶然の時期は終わりを告げようとしている。宇宙へのアクセスや利用だけでなく、宇宙戦争を行う手段を開発する国家が増えつつあるのだ。米国の宇宙資産の防衛と、それに関連する軍事的・経済的安全保障にアプローチするための概念的枠組みが必要となっている。宇宙での戦闘の準備を始める前に、まず宇宙での戦争の理論が導き出されなければならない。このような枠組みがあれば、宇宙における戦争の性質、仕組み、目標がより明確になり、兵器システムの設計、宇宙戦闘作戦の計画、展開、訓練、実施のプロセスに応用できる。

歴史上の偉大な軍事作家の一人であるカール・フォン・クラウゼヴィッツは、理論の目的をこう定義した。

「そして、名称と概念について正しい理解が確立されてはじめて、我々は明瞭かつ容易に進歩することを望むことができ、著者と読者が常に同じ視点から物事を見ることを確信することができる」[7]。

宇宙における戦争の概念的枠組みの要件を生み出す最初のステップは、一般的な戦争の本質的要素を検討することである。クラウゼヴィッツが書いているように、「したがって戦争とは、相手にこちらの意志を実現させるための暴力行為である」[8]。

これは媒体に関係なく真実であり、国家を武力暴力に訴える、つまり戦争に駆り立てる動機は、戦争が追求される経路に関係なく、その国家に当てはまるからである。

効果的な戦争戦略の根底には、いくつかの不可欠な要素がある。これらの要素は、戦闘員の成功の可能性を最大化すると同時に、敗北を回避するものでなければならない。敵の弱点を突いたり、敵の強みを避けたりしながら、戦闘員の長所と短所を考慮しなければならない。いかなる手段、いかなる種類のものであれ、優位性を追求し、それを利用しなければならない。検討中あるいは着手中の媒体で利用可能な行動の種類と範囲を考慮しなければならない。また、欺瞞やミスディレクションも駆使しなければならない。

宇宙兵器の一部として、以下の各サブセクションに記載されている宇宙戦争の要素の一部として、以下のカテゴリーが適用される。

1.7.1 弾道戦

1970年代後半から 1980年代にかけて、ソ連と米国は宇宙空間での戦争のために設計された様々な兵器を理論化し、設計し、場合によっては試験した。宇宙戦争は主として核戦争の延長線上にあると考えられていたため、理論的なシステムの多くは、地上ミサイルや海上ミサイルの破壊や防衛を主眼としていた。地球大気圏外での核兵器の使用、実験、貯蔵を禁止する宇宙条約があったため、宇宙ベースのミサイルは試みられなかった。米国が「弾道ミサイル防衛に宇宙ベースのレーザーを利用することに関心を持った」とき、2つの事実が浮かび上がった。1つは弾道ミサイルが壊れやすいこと、2つ目は化学レーザーがミサイルの殺傷エネルギー（3000km）を投射することだった。これは、トライデント・ミサイルのような弾道潜水艦からでさえ発射可能な弾道ミサイルを迎撃するために、レーザーを宇宙空間に投入できることを意味する（図121参照）[9]。

図121は、トライデント・ミサイルを発射するバンガード級弾道ミサイル潜水艦の図である。

図121 英国海軍から発射されるトライデント・ミサイル

注：弾道ミサイルは、図122に示されているように、弾道軌道をたどって、あらかじめ決められた標的に1個以上の弾頭を発射する。これらの兵器は、比較的短時間の飛行の間だけ誘導される。大気圏内であれば、その軌道の大部分は重力と空気抵抗に支配され、動力はない。

図122は、MIRV（Multiple Independent Targetable Reentry Vehicle）であるミニットマンIIIの連続発射の説明図である。

提案された弾道弾戦システムは、地上および宇宙ベースの対ミサイルのような単純な手段から、レールガン、宇宙ベースレーザー、軌道機雷、および同様の兵器まで多岐にわたった。これらのシステムの配備は、ロナルド・レーガンが1983年に発表した戦略防衛構想（SDI）の旗印の下、1980年代半ばに真剣に検討された。もし冷戦が続いていたら、これらのシステムの多くが配備されていた可能性がある。米国は、実用的なレールガンと、ミサイルを射程距離で破壊できるレーザーを開発したが、どちらも必要なパワー、射程距離、発射サイクルは実用的ではなかった。宇宙ベースのレーザーのような兵器は、軍拡競争を激化させ、冷戦におけるアメリカの役割に疑問を投げかけたため、政府だけでなく、大学、道徳的思想家、宗教家からも拒否された[12]。

注：レーザーとは、電磁放射の誘導放出に基づく光増幅プロセスによって光を放出する装置である。レーザーという言葉は、”light amplification by stimulated emission of radiation”（放射の誘導放出による光増幅）の頭文字から生まれた。図123を参照。

図123 レーザー光の照射の様子

1.7.2 電子戦

冷戦が終結し、衛星とエレクトロニクス技術の開発が進むにつれて、通常戦を支援する舞台として宇宙が注目されるようになった。現在、宇宙空間における軍事作戦は、衛星を利用した監視、通信、測位システムによる膨大な戦術的優位性、あるいは相手から当該戦術的優位性を奪うためのメカニズムに主眼が置かれている。

したがって、伝統的に「兵器」とみなされるであろう宇宙からの提案のほとんどは（通信衛星や偵察衛星は戦争に役立つかもしれないが、一般的には兵器とは分類されない）、敵の衛星を妨害、妨害工作、完全に破壊したり、逆に味方の衛星をそのような攻撃から守ったりするために設計されている。この目的のために、米国（そしておそらく他の国も）は、「マイクロサット」（冷蔵庫ほどの大きさ）や「ピコサット」（体積約1立方フィート（〜27L）と呼ばれる小型で機動性の高い衛星のグループを研究している。

1.7.3 運動砲撃

もう一つの利用法として、通常兵器を軌道上に展開し、地上の目標に投下することが考えられている。国際条約は、大気圏外への核ミサイルの配備を禁止しているが、他のカテゴリーの兵器はほとんど規制されていない。従来の地上兵器は一般に軌道環境では役に立たず、仮に役に立ったとしても再突入に耐えられるものはほとんどない。しかし1950年代には早くも、米国は運動砲撃、つまり非爆発性投射物を搭載した弾倉を軌道上に設置し、低軌道から硬化した標的に投下することを試みている。

運動論的砲撃または運動論的軌道攻撃とは、不活性弾丸で惑星表面を攻撃する仮想的な行為であり、破壊力は非常に高速で衝突する弾丸の運動エネルギーによるものである。この概念は冷戦時代に生まれた。

しかし、弾丸が軌道上から落下する間に得られるエネルギーは、このような兵器を最も強力な爆発物以外のあらゆるものに匹敵させるだろう。直撃すれば、核兵器を使わなくても、最も堅固な標的以外はすべて破壊できると思われる。

このようなシステムには、軌道上から高出力のセンサーで標的を特定する「スポッター」衛星と、小型ロケットモーターでその上に針状の長いタングステンダーツを軌道から離脱させるか、あるいは軌道上から非常に大きな岩石（小惑星など）を投下する「マガジン」衛星が近くに必要だろう。これは、大きくてもあまり硬くない標的（都市など）に対してはより有効だろう。SFの世界ではよく使われる装置だが、このようなシステムが実際にどの国にも配備されたという公的な証拠はない。

もうひとつの対弾道ミサイル防衛システムは、図124の米陸軍終末高高度防衛システム（THAAD、旧劇場高高度防衛システム）で、短・中・中距離弾道ミサイルの終末段階（降下または再突入）で、ヒット・トゥ・キル方式で迎撃して撃ち落とすように設計されたアメリカの対弾道ミサイル防衛システムである。THAADは、1991年の湾岸戦争におけるイラクのスカッド・ミサイル攻撃の経験を踏まえて開発された。

1.7.4 指向性エネルギー兵器

このカテゴリーに分類される兵器システムには、レーザー、リニア粒子加速器、粒子ビーム兵器、マイクロ波、プラズマ兵器などがある。粒子ビームは、荷電粒子または中性粒子を、極めて高い速度で標的に向かって加速し、その衝撃によって甚大な被害をもたらす反作用を引き起こす。地上戦で使用され始めているレーザーを除けば、これらの兵器のほとんどは理論的なものであるか、現在のところ実用化されていない。とはいえ、指向性エネルギー兵器は、地球の大気圏内よりも真空中（つまり宇宙空間）の方がより実用的で効果的だ。大気圏内では空気の粒子が指向性エネルギーを妨害し、分散させてしまうからだ。

リニア粒子加速器

リニア粒子加速器は粒子加速器の一種であり、荷電した素粒子やイオンを直線状のビームラインに沿って一連の振動電位にさらすことで高速に加速する。このような装置の原理は1924年にグスタフ・イジングによって提唱され、実際に作動した最初の装置は1928年にRWTHアーヘン大学のロルフ・ヴィデローによって建設された。リニアックは多くの用途がある。放射線治療で医療目的のX線や高エネルギー電子を発生させたり、より高エネルギーの加速器の粒子入射器として機能したり、素粒子物理学で軽粒子の最高運動エネルギーを達成するために直接使用されたりする。

粒子ビーム兵器

粒子ビーム兵器は、原子または素粒子の高エネルギービームを使用し、ターゲットの原子および/または分子構造を破壊することによってダメージを与える。粒子ビーム兵器は指向性エネルギー兵器の一種であり、極小質量の粒子を用いてエネルギーを特定の方向に集中させる。粒子ビーム兵器の中には、米国やその中止された戦略防衛構想のための対弾道ミサイル防衛システムなど、実用化の可能性があるものもある。しかし、大半はSFであり、このジャンルで最も一般的な兵器のひとつである。フェイザー、粒子加速砲、イオン砲、陽子ビーム、雷光線、光線銃など、無数の名前で知られている。

ここ数年、高出力マイクロ波（HPM）も指向性エネルギー・ビーム兵器の一種として注目を集めている。

マイクロ波

マイクロ波は電磁波の一種で、波長は約1mから1mm、周波数は300MHz（1m）から300GHz（1mm）である。異なる情報源は異なる周波数範囲をマイクロ波と定義している。上記の広義の定義には、UHF帯とEHF（ミリ波）帯の両方が含まれる。

無線工学でより一般的な定義は、1～100GHz（波長0.3m～3mm）の範囲である[2]。いずれの場合も、マイクロ波は最低でもSHF帯（3～30GHz、または10～1cm）全体を含む。マイクロ波帯の周波数は、IEEEのレーダーバンドの呼称、S、C、X、Ku、K、Kaバンド、または同様のNATOやEUの呼称で呼ばれることが多い。

プラズマ兵器

SFにおける武器について論じる場合、プラズマ兵器とは、プラズマ（すなわち、非常に高温で非常に高エネルギーの励起物質）のストリーム、ボルト、パルス、またはトロイダルを発射する光線銃の一種である。

これらの架空の兵器の主な損傷メカニズムは通常、熱伝導である。プラズマは通常、深刻な火傷を引き起こし、しばしば生物を即死させ、他の物質を溶かしたり蒸発させたりする。つまり、イオン化された物質が十分な運動量を持って投射され、高い熱ダメージを与えるだけでなく、二次的な衝撃ダメージを与えるのだ。スター・ウォーズのようなフィクションでは、プラズマはドロイドのような機械的標的に対して非常に有効である。イオン化されたガスがドロイドのシステムを破壊するのだ。

ナチス・ドイツはこのような兵器のプロジェクトを持っていた。ヴンダーヴァッフェ（太陽砲）と呼ばれるもので、太陽のエネルギーを地上の標的に集中させることができる軌道上の凹面鏡であったろう。

図125 空中レーザー（ABL）対弾道ミサイル兵器システム

1.7.5 空中レーザー（ABL）

図125に示すように、ボーイングYAL-1空中レーザー・テストベッド（旧空中レーザー）兵器システムは、ボーイング747-400Fを改造した機体にメガワット級の化学酸素ヨウ素レーザー（COIL）を搭載したもので、主にブースト段階にある戦術弾道ミサイル（TBM）を破壊するミサイル防衛システムとして設計された。同機は2004年、米国防総省によってYAL-1Aに指定された。

ボーイングYAL-1エアボーン・レーザー・テストベッド（旧エアボーン・レーザー）兵器システムは、ボーイング747-400Fを改造して搭載されたメガワット級化学酸素ヨウ素レーザー（COIL）である。 主にブースト段階にある戦術弾道ミサイル（TBM）を破壊するミサイル防衛システムとして設計された。2004年、米国防総省はこの機体をYAL-1Aと命名した8。

低出力レーザーを搭載したYAL-1は 2007年に空中目標に向けて飛行試験発射された9。高エネルギーレーザーは、2010年1月に試験目標の迎撃に使用され10、翌月には2発の試験ミサイルの破壊に成功した[13]。2012年2月14日にアリゾナ州ツーソンのデービスモンサン空軍基地へ最後の飛行を行い、第309航空宇宙整備再生グループによって「ボンヤード」に保管された。最終的に使用可能な部品がすべて取り外された後、2014年9月にスクラップされた。

1.7.6 スペースベース・レーザー（SBL）

図126は、誘導放出レーザー（LASER）による光増幅の芸術的図解である。光子は他の分子を通過してエネルギーを拡散し、さらに光子を作る。実際のレーザーを作るには、ビームは対向する端に置かれた鏡の間を行ったり来たりして、大量のレーザー媒質を通過しなければならない。そして光ビームは、他方よりも透明度の高い鏡の一方から出る。機能的なレーザーを作るには、電子が励起状態に達するだけでなく、電子が励起されるまでの時間や、生成されたエネルギーが新しい電子に到達するまでの時間にも依存する必要がある。レーザーの効率は、放出される熱量に依存する。レーザーに関しては、レーザーのパワーは化学的効率をはるかに上回る。もちろん、レーザーの軌道は、狙ったターゲットに命中させる能力と同様に重要であるが、レーザーが空間に配置されると、回折が干渉を引き起こす可能性がある[14]。

国防次官のマイケル・グリフィン（Michael Griffin）氏は、宇宙・ミサイル防衛シンポジウム（Space and Missile Defense Symposium）のメディア・ラウンドテーブルで、「敵がミッドコース（飛行段階）に入るまで待つことは、敵に発射のフリーパスを与えることになる」と記者団に語った。

図127 宇宙レーザーシステム

2018/08/14-Space-based laser weapons could ultimately take out missile threats in boost phase. 米議会は、国防総省は来年ブーストフェーズのミサイル防衛計画を打ち出さなければならないとしている。国防総省はレーザー兵器の追求に邁進する。2021年に登場する： 戦闘機用レーザー兵器。

1.7.6.1 宇宙レーザーの致死性

図127に示すように、宇宙レーザーの芸術は、衝撃を達成するためにビームを向けるためにシステム内のミラーを必要とするが、正しく行われなければ、大きな損傷が皮膚に影響を与える可能性がある。しかし、レーザーが衝撃を与える場合、「10mのミラーに高周波レーザーを照射すると、0.32マイクロラジアンの発散角が得られ、4000mの距離で直径1.3mのレーザースポットが形成される。レーザースポットは、公称致死フルエンスである1平方センチメートルあたり10キロジュール（kJ/cm2）を発生させるために、ターゲットに6.6秒間とどまる必要がある。その他の影響要因としては、レーザー自体の種類、照射量、レーザーが命中させようとしているもの（ターゲット）、環境要因、ターゲットがレーザービーム自体を吸収または反射する能力が挙げられる[15]。では、ターゲットに命中するとどうなるのか？これは宇宙ベースのレーザーの話題なので、ターゲットが大気中にあると仮定して差し支えない。「1平方センチメートルあたり約1000万ワットの強度を持つビームは、ターゲットのすぐ前の空気をイオン化させ、ビームが表面に当たるとプラズマの層を形成する。プラズマはレーザービームのエネルギーを吸収し、非常に高温（約6000℃）になる。プラズマは、紫外線を放射する方法と爆発的に膨張する方法の2つの方法でこのエネルギーを分配する。これらのメカニズムにより、ターゲットに付着するビームエネルギーの範囲を約30%まで拡大し、レーザーが生成しなければならないエネルギー量を減らすことができる。」

レーザーが地上に設置された場合、レーザービームが大気を通過しなければならないだけでなく、ビームがターゲットに当たるまでの移動距離がはるかに長くなるという点で、不明瞭になる可能性が多くなる。レーザービームが効率的でない原因となるその他の問題としては、レーザーが周囲の空気を加熱するサーマルブルーミングと呼ばれる状態があり、熱による拡散や火花放電を引き起こす可能性がある。大気はまた、ビームに吸収、散乱、乱流、スパークを引き起こす可能性があり、ターゲットが正確でないようにビームを曲げることさえある[16]。

1.7.6.2 宇宙ベースのレーザーの特徴

指向性エネルギー兵器は地球周回軌道上の衛星に搭載されるかもしれないが、衛星の高度は、レーザーが何をどこに向けるかによって決まる。衛星の高さ、レーザーの能力、ミサイルの硬さによって最適な配置が決まり、衛星の配置によって最も遠くにあるブーストミサイルを狙うことができるが、ビームが標的のどれかを外すほど遠くにはならない。「ソ連が主な脅威と考えられていた時代には、弾道ミサイルが配備されていなかったにもかかわらず、北半球の緯度をよくカバーできる極軌道が選ばれた。衛星に搭載された機器は、監視、捕捉、追跡、被害評価、管理機能の性能を向上させる。ミサイルの位置を特定できるようにするために、弾道ミサイル・ブースターも必要になるかもしれない[17]。

1.7.7 地上ベース・レーザー（GBL）

図128に示されているように、レーザー兵器で劇場用弾道ミサイルを破壊する第二の主要な選択肢は、レーザーを地上に置き、ビームを宇宙空間の大型ミラーでミサイルに中継する。ことである。

このアーキテクチャーの明確な利点は、高エネルギー・レーザーが地上に保持されることであり、既存のロケットにレーザー・プラットフォームを取り付ける必要性や、宇宙空間でレーザー兵器の化学物質を補給する必要性がなくなることである。

さらに、レーザー、燃料、ポンプシステムなど、複雑でメンテナンスに手間がかかる機器は地上に残される。地上のレーザーシステムに問題が発生した場合、計画、資金調達、衛星を軌道から回収する必要なく、機器にすぐにアクセスできる。さらなる利点は、地上レーザーとビーム・ディレクターは、ロケット内に収まらなければならない宇宙用プラットフォームのように、直径、重量、体積の制約を受けないことである。

宇宙レーザーとは異なり、地上レーザーシステムのコンセプトでは、地上レーザーから弾道ミサイルにレーザービームを通すために、宇宙空間で大型の光学システムを利用する。しかし、宇宙ベース・レーザーと同様に、地上ベース・レーザーのコンセプトも戦略防衛構想の時代に発展したが、このアーキテクチャに関わる技術的課題を考慮すると、宇宙ベース・レーザー・システムよりもはるかに重視されなかった。先に引用した戦略防衛構想型の地上レーザーシステムのシナリオでは、ソビエトが2000発のICBMを同時に発射して攻撃してきた場合、1秒間に40発のミサイルを殺傷するシステムが必要とされていた。このシナリオは、少なくとも150の地上望遠鏡と50の強力な地上レーザーの建築要件を推進した。それ以来、脅威は劇的に変化し、技術も変化した。本節では、この脅威の減少に基づいたアーキテクチャと、この運用コンセプトの技術的実現可能性、成熟度、コストの評価を示す。

1.8 実際的考察

宇宙戦争は、地上での戦闘よりもはるかに遠い距離と速度で行われる可能性が高い。光でさえ数十万キロメートルの距離を移動するのに数秒を要するからである。例えば、地球から月までの距離にある標的を射撃しようとした場合、目に映る画像は1秒以上前の標的の位置を反映している。米海軍が最近テストしたレールガンの弾丸は、軌道全体を秒速5.8キロの等速で直線的に進むと仮定すると、この距離を横切るのに18時間以上かかることになる。

宇宙空間での交戦を非常に困難にしているのは、3つの要因が絡み合っている。第一に、膨大な距離が関係するため、射撃解答にほんのわずかな誤差が生じただけでも、数千キロメートルもの誤差が生じる可能性がある。静止衛星が秒速3.07kmで移動するのに対し、地球低軌道の物体は秒速8kmで移動する。第三に、距離は大きいが、標的は比較的小さいままである。現在、地球軌道上で最大の人工物である国際宇宙ステーションは、最大スパンで100m強である。例えば、クイックバードの大きさはわずか3.04mである。静止した地上の目標に対する外部弾道学は非常に複雑であり、初期のアナログ・コンピュータのいくつかは、海軍大砲の発射解を計算するために使用された。さらに、軌道運動兵器の問題ではないが、いかなる指向性エネルギー兵器も大量の電力を必要とする。これまでのところ、最も実用的な電池はリチウム電池であり、宇宙空間で電気を発生させる最も実用的な方法は、現在のところ30%までの効率しかない太陽光発電モジュール12と、燃料に限りがある燃料電池である。現在の技術では、宇宙空間で効果的なレーザー、粒子ビーム、レールガンに電力を供給することは現実的ではないかもしれない。戦略防衛構想の文脈で、米国のローレンス・リバモア国立研究所は、核爆発を動力源とする拡張可能な宇宙ベースのX線レーザーのプロジェクト「エクスカリバー計画」に取り組んでいたが、このプロジェクトは成果が得られなかったため1992年に中止された[18]。

戦争に踏み切る理由が何であれ、現在のところ、そうした理由が宇宙にある主要な標的を示唆することはないだろう。心理学的、社会学的、人口統計学的、経済学的、政治学的、その他、人間の戦争への傾向を説明しようとする主な理論のほとんどは、かなりの人口が宇宙で大規模な活動に従事するまでは、紛争が起こりそうな場所として宇宙を示さないだろう。それまでは、宇宙戦争は通常の地上戦の補助的役割を担うことになるだろう。

通信、偵察、全地球測位衛星（GPS）など、人工衛星がなければ困難または不可能な用途を除けば、兵器システムを宇宙に基地を置くことに大きな利点はなさそうだ。主な理由は単純にコストだ。人間が宇宙空間に展開し、互いに戦う宇宙戦争は、宇宙空間で人間の生命を維持すること、特に長期間に渡って維持することが困難でコストがかかるため、現在のところ現実的ではない。

加えて、宇宙戦争によって達成できることで、その資金を提供できるほど裕福な国が、通常の手段ではるかに安く達成できないことはほとんどない。地球の重力を超えて大きな質量を上げるには、常に大量のエネルギーが必要であり、そのコストは質量が大きくなるほど増大する。例えば、運動論的砲撃は潜在的には数分以内に世界中のあらゆる標的を攻撃する能力を提供するが、そのようなシステムを実施するのに必要な資源と設備を持つ唯一の国であるアメリカとロシアは、十分に長距離の超音速爆撃機を保有しており、同じ標的を数時間のうちにほんのわずかなコストで破壊することができる。

ウィリアム・L・シェルトン将軍は、攻撃から身を守るためには、衛星の硬化や装甲を追加するよりも、宇宙状況認識がはるかに重要であると述べている13。

1.9 スペースデブリ

対衛星攻撃、特にキル・ビークルを伴う攻撃は、スペース・デブリの形成に寄与する可能性がある。スペース・デブリは軌道上に何年も留まる可能性があり、将来の宇宙活動を妨害したり、最悪の場合にはケスラー症候群 [19]を引き起こしたりする可能性がある。2007年1月、中国は衛星のノックアウトを実演したが、その爆発だけで、直径1cm以上のデブリの塊が新たに4万個以上発生し、軌道上のデブリの総量が急激に増加した。

1.10 宇宙をめぐる戦争の可能性

世界の通信システムのほとんどは、地球軌道上の衛星の存在に大きく依存している。これらの資産を保護することは、特に宇宙へのアクセスを持つ先進国が関与する紛争において、衛星に依存する国々がより多くの宇宙ベースの兵器の配備を検討することを真剣に動機付けるかもしれない。

2017年以降、米空軍はピーターソン空軍基地で「スペース・フラッグ」と呼ばれる軍事演習を毎年実施しており、レッドチームが米国の衛星への攻撃をシミュレートしている[21]。

1.11 効果的なミサイル防衛システムの3大フェーズ

弾道ミサイル防衛（BMD）、地上配備型ミッドコース防衛（GMD）、ミサイル防衛局（MDA）、大陸間弾道ミサイル（ICBM）、高度防空（AAD）システム、終末高高度防衛（THAAD）、イージス艦……これらはすべて、北朝鮮からのミサイル発射の脅威が続いているという最近の報道で耳にしたことがある用語だろう。核ミサイルが米国に向けて発射されたらどうなるのか？米国はそのような脅威にどう対応するのか？このような疑問やその他の疑問に、すぐに答えてくれるだろう！また、すべての弾道ミサイルが、我々を恐ろしい結末から救う過程で通過する3つの重要な段階も学ぶことになる。

幸運にも米国は、弾道ミサイル防衛（BMD）システムの一部である複雑なシステムの集合体によって、このような脅威に備えてきた。これらのシステムは、衛星センサー、地上および海上ベースのRADAR、迎撃ミサイルで構成されている。

図129 は、ミサイルの脅威に対する。BMDS 要素の主な役割を示しており、弾道ミサイル防衛がミサイルの脅威の 3 つの主要な局面に対処しなければならない。3 つの段階として知られている：

1. ブースト

BMDシステムは、ミサイルの脅威を飛行の3つの段階すべてを通じて追跡する。衛星の赤外線センサーは、ミサイル発射の熱シグネチャーのために既知の発射エリアを監視する。衛星によって発射が検出されると、ミサイル追跡は前方に配備されたRADARシステムに転送される。これらのシステムは、最初のミサイル軌道を計算する役割を担う。ブーストフェーズは、ミサイルがBMDシステムから最も視認される時である。

ブーストフェーズには、宇宙空間への最初のミサイル発射が含まれ、ロケットエンジンの発射が完了するまで続く。ミッドコース・フェーズは、ロケット・ブースターが弾頭から分離した後に始まり、弾頭が宇宙空間を移動する間続き、弾頭が地球の大気圏に再突入し始めると終了する。終末段階は、弾頭が地球再突入中に指定された目標に向かって激突するときである。

2. ミッドコース

BMDシステムは、地上、海上、海上ベースのRADARを使用して、ブースト段階からミッドコース段階の弾頭追跡に移行する。弾頭の軌道は監視され、BMDネットワーク全体に放送される。ミッドコース・フェーズはミサイルの飛行プロファイルの中で最も長い部分である。

ミッドコース追跡システムには、レイセオンTPY-2、ロッキード・マーチン・イージス・アショア、ロッキード・マーチン長距離識別RADAR（LRDR）、レイセオン航空ミサイル防衛RADAR（AMDR）、ロッキード・マーチン・イージスSPY-1 RADARなどがある。レイセオンのTPY-2 RADARが早期探知にどのように機能するかの素晴らしいビデオ例である。

3. 終末/終了

BMDシステムは、弾頭が終末段階に入ると、弾頭の接近追尾に移行する。弾頭は地球の大気圏に突入するにつれて速度を増し、最終目標に接近する。ミサイルの精度は円誤差確率（CEP）で定義される。CEPは、飛行の様々な段階におけるミサイル・システムの性能によって、ミサイルの飛行段階全体を通じて成長する可能性がある。

いくつかのミッドコース追跡システムは、弾頭の終端追跡に使用することができる。ロッキード・マーティンの終末高高度防衛（THAAD）RADARは、至近距離の脅威を追跡するために設計された終末追跡システムである。米国は最近THAADシステムを韓国に配備し、THAADシステムは現在グアムに配備され、この地域の米国の民間・軍事資産を保護している。

弾道ミサイル防衛（BMD）

イージス艦弾道ミサイル防衛システムは、短距離から中距離の弾道ミサイルに対するミサイル防衛を提供するために開発された米国防総省ミサイル防衛局のプログラムである。アメリカの国家ミサイル防衛戦略の一部である。

地上配備型ミッドコース防衛（GMD）

地上配備型ミッドコース防衛（GMD）は、弾道飛行のミッドコース段階で、飛来する弾頭を宇宙空間で迎撃する米国の対弾道ミサイルシステムである。核弾頭、化学弾頭、生物弾頭、通常弾頭を搭載した大陸間弾道ミサイル（ICBM）を含む弾道ミサイルに対抗するアメリカのミサイル防衛戦略の主要な構成要素である。このシステムはアラスカ州とカリフォルニア州の軍事基地に配備され、44基の迎撃ミサイルで構成され、陸上、海上、軌道上のセンサーで15のタイムゾーンにまたがっている。

GMDは米ミサイル防衛局（MDA）によって管理され、作戦統制と実行は米陸軍が、支援機能は米空軍が担っている。以前は国家ミサイル防衛（NMD）として知られていたが 2002年に名称が変更され、宇宙ベースや海上ベースの迎撃プログラム、あるいはブーストフェーズや再突入飛行フェーズを標的とした防衛など、他の米国のミサイル防衛プログラムと区別されるようになった[3]。このプログラムには2017年までに400億ドルの費用がかかると予測されていた。その年、MDAは北朝鮮の長距離ミサイル発射実験計画の加速を受け、3年ぶりの迎撃実験を予定していた。

ミサイル防衛局（MDA）

ミサイル防衛局（MDA）の起源は、ジェームズ・アラン・エイブラハムソン中将が率いたロナルド・レーガンによって1983年に設立された戦略防衛構想（SDI）にある。物理学者でエンジニアのジェイムズ・アイアンソン博士が率いる戦略防衛構想の革新科学技術局のもとで、国立研究所、大学、産業界の基礎研究に主に投資が行われた。これらのプログラムは、高エネルギー物理学、スーパーコンピューティング／計算、先端材料、その他多くの重要な科学・工学分野のトップ研究科学者のための重要な資金源であり続け、トップ科学者による他の研究活動を間接的に支援する資金であり、米国環境の軍事予算内で資金を提供することが政治的に最も実行可能であった（脚注4参照）。1993年に弾道ミサイル防衛機構に改称され 2002年にミサイル防衛局に改称された。現在の司令官はサミュエル・A・グリーブス米空軍中将である。

ソビエト連邦の急速な解体による戦略環境の急激な変化により、1993年、ビル・クリントンは劇場弾道ミサイルと同様の脅威に焦点を当て、弾道ミサイル防衛機構（BMDO）と改名した。さらにジョージ・W・ブッシュによって、よりグローバルな焦点へと変更され 2003年にはミサイル防衛局となった。

ミサイル防衛局は、パトリオットPAC-3、イージスBMD、THAAD、地上配備型ミッドコース防衛システムなど、いくつかの弾道ミサイル防衛（BMD）システムの開発の一部または全部を担当している。また、マルチプル・キル・ビークルや、より新しいマルチ・オブジェクト・キル・ビークル、運動エネルギー迎撃ミサイル、空中レーザーなど、数多くのプロジェクトの開発も指揮した。SDIとBMDOの仕事を受け継ぐものとして、MDAは高エネルギー物理学、スーパーコンピューティング／計算、先端材料、その他多くの科学・工学分野の基礎研究に資金を提供し続けている。

大陸間弾道ミサイル（ICBM）

大陸間弾道ミサイル（ICBM）とは、主に核兵器運搬（1個以上の熱核弾頭を運搬）用に設計された、最低射程5500km（3400マイル）の誘導弾道ミサイルである[1]。同様に、通常兵器、化学兵器、生物兵器も様々な効果で運搬可能であるが、ICBMに搭載されたことはない。現代の設計のほとんどは、複数の独立標的再突入ミサイル（MIRV）をサポートしており、1つのミサイルに複数の核弾頭を搭載し、それぞれが異なる標的を攻撃できるようになっている。

初期のICBMは精度が限られていたため、都市などの最大の目標に対してのみ使用するのに適していた。ICBMは「安全な」基地の選択肢として、抑止力を攻撃されにくい自国の近くに置くことができると考えられていた。軍事目標（特に硬化した目標）に対する攻撃には、依然として、より精密な有人爆撃機の使用が求められた。第2世代と第3世代の設計（LGM-118ピースキーパーなど）は劇的に精度を向上させ、最小の点目標でさえも攻撃を成功させることができるようになった。

ICBMは、中距離弾道ミサイル（IRBM）、中距離弾道ミサイル（MRBM）、短距離弾道ミサイル（SRBM）、戦術弾道ミサイル（TBM）など、他の弾道ミサイルよりも射程と速度が大きいことで区別される。短距離弾道ミサイルと中距離弾道ミサイルは、劇場用弾道ミサイルとして総称されている。

先進防空ミサイル（AAD）

インド弾道ミサイル防衛計画は、弾道ミサイル攻撃から身を守るための多層弾道ミサイル防衛システムを開発・配備する構想である。

主にパキスタンからの弾道ミサイルの脅威を考慮して導入されたもので、高高度迎撃用のプリズビ防空（PAD）ミサイルと低高度迎撃用の先進防空（AAD）ミサイルの2つの陸上・海上配備型迎撃ミサイルからなる二重構造のシステムである。この2層のシールドは、5000km離れたところから発射されるミサイルを迎撃できるはずだ（脚注1参照）。このシステムには、早期警戒レーダーと追跡レーダー、指揮統制所の重複ネットワークも含まれている。

PADは2006年11月にテストされ 2007年12月にはAADがテストされた。PADミサイルの試験により、インドは、米国、ロシア、イスラエルに次いで、対弾道ミサイル・システムの開発に成功した4番目の国となった（脚注2参照）。同システムは数回のテストを経ているが、正式な運用開始には至っていない。

終末高高度防衛ミサイル（THAAD）

終末高高度防衛ミサイル（THAAD）（旧劇場高高度防衛ミサイル）はアメリカの対弾道ミサイル防衛システムで、短・中・中距離弾道ミサイルの終末段階（降下または再突入）において、ヒット・トゥ・キル方式で迎撃することで撃ち落とすように設計されている。

ミサイル防衛は、地球の大気圏内（大気圏内）または大気圏外（大気圏外）で行われる。ほとんどの弾道ミサイルの軌道は、地球の大気圏内外で行われ、どちらの場所でも迎撃することができる。どちらの迎撃技術にも利点と欠点がある。

THAADのように、大気圏内外で迎撃できるミサイルもあり、2回の迎撃機会がある。

米国には、ミッドコースと終末段階におけるミサイルの脅威に対処するための4つの選択肢がある。弾道ミサイルの脅威を撃退するのは、時速15,000マイルで飛んでいる弾丸を別の弾丸で撃つようなものだ。通常、弾頭とともにデコイを放ち、追尾レーダーや迎撃システムを混乱させる。弾頭は赤外線による対抗策を用いることもできる。敵が用いるこれらの戦術は、BMDの仕事をさらに複雑にしている。

1.12 弾道ミサイルの脅威と戦う

弾道ミサイル攻撃に対する最も信頼できる防衛手段は、米国のイージス弾道防衛である（図130）。イージス艦RADARはロッキード・マーチン社によって製造され、イージス艦クラスの駆逐艦に搭載されている広範なコマンド・アンド・コントロールおよび兵器システムと統合されている。イージス・システムは陸上システムでも利用可能である。イージスシステムは、RADARによる追跡と迎撃ミサイル発射により、短・中距離弾道ミサイルと戦うように設計されている。イージスシステムの迎撃成功率は約80%である。

地上配備型ミッドコース防衛（GMD）システムは、飛行のミッドコース段階で利用できる。GMDシステムは、RADARデータでミサイルの初期軌道と予測軌道を追跡し、アラスカやカリフォルニアの場所から迎撃ミサイルを発射する。これらの迎撃ミサイルは宇宙空間に到達し、弾頭と衝突する。GMDシステムの運用テストでの成功率は約50%である。

終末高高度防衛（THAAD）システムは、終末段階におけるミサイルの脅威に対抗するために使用される。THAADシステムは、RADAR、迎撃ミサイル、発射装置、トラック配備可能な火器管制システムで構成されている。THAADシステムは、短・中距離弾道ミサイルと戦うために設計されている。THAADは米国が保有する最新のBMDシステムであり、現在飛行試験中の成功率は100%である。

パトリオット・アドバンスト・ケイパビリティ-3（PAC-3）システムは、その兵器庫における最後のBMDシステムである。PAC-3は、終末段階にあるミサイルの脅威と戦うために使用される。第一次ペルシャ湾戦争で使用された初代パトリオット・ミサイル・システムをご存じだろう。パトリオット・システムは、兵器庫の中で最も成熟したBMDシステムである。PAC-3システムは、短・中距離弾道ミサイルと戦うように設計されている。PAC-3は、THAADシステムよりも低い高度でミサイルを迎撃することもできる。

この技術を使う必要がないことを祈ろう。しかし、おわかりのように、米国は脅威が近づいてきた場合に私たちの安全を守るために多大な配慮と努力を払っている。エンジニアリングとレーダーに感謝しよう！RADARや通信システムの位相ノイズを見つけ、除去する方法を学ぶことを検討する。