KH-12

KH-12

KH-12（キーホール12、Key Hole 12）は、アメリカ合衆国の国家偵察局（NRO）が運用している軍事画像偵察衛星、いわゆるスパイ衛星のシリーズです。広く知られているKH-11（Crystal）の後継機として位置づけられており、その製造はロッキード・マーティン社が担当しています。この衛星は、地上にある目標物を数センチメートルという非常に高い精度で識別できると考えられています。

名称の背景

「KH-12」という名称は、公式なものではなく、主にアマチュア観測者たちの間で便宜的に使用されている通称です。NROは、過去のKHシリーズのような連番形式での公開名称を廃止し、NROL（NRO Launch）にランダムな番号を付与する原則を採用したため、公式な命名システムでは「KH-12」という名前は存在しません。しかしながら、アメリカ航空宇宙局（NASA）の衛星データベースでは、USA-86（1992-083A）、USA-116（1995-066A）、USA-129（1996-072A）の3機の衛星に対し、「KH-12-1」「KH-12-2」「KH-12-3」という名称が使われた例があります。

多くの軍事専門家は、KH-12がKH-11に改良を加えたものであると考えており、一部ではこれをKH-11の派生型とみなし、「KH-11ブロックIII」や「ブロックIV」と呼ぶこともあります。他にも、「発展型ケンナン（Advanced KENNAN）」や、コードネームに基づく「アイコン（Ikon）」、「改良型クリスタル（Improved Crystal）」といった呼称で呼ばれることもあります。

2013年、エドワード・スノーデン氏による機密情報の暴露を通じて、アメリカ政府の諜報プログラムに関する新たな事実が明らかになりました。リークされた予算説明書には複数のスパイ衛星の名称が記載されており、後に第3世代衛星とされるUSA-224（KH-12-6）とUSA-245（KH-12-7）の正式名称がEIS（Enhanced Imagery System）である可能性が高いことが示唆されました。ただし、このEISという名称が、同シリーズの他の衛星にも適用されるかは不明です。さらに、これらの後継として、2012会計年度からEECS（Evolved Enhanced CRYSTAL System）の開発が進められていることも明らかになっており、後に打ち上げられたUSA-290（KH-12-7とされる、2019年打上げ）がEECSの初号機ではないかとの見方もあります。

世代別の打上げと特徴

KH-12シリーズは、打上げ時期や使用されたロケットに基づいて、便宜的に複数の世代に分類されることがあります。

第1世代衛星：1992年から1996年にかけて、3機（USA-86, -116, -129）がヴァンデンバーグ空軍基地からタイタンIVロケットで打上げられました。1機あたりの費用は10億ドル以上、打上げ費用も4億ドル近くかかったと見積もられています。タイタンIVの能力から、打上げ質量は最大で21.7トンに達したと考えられています。これらの衛星は、KH-11と同様に大型の主鏡を持つカセグレン式光学システムを採用しており、その全体的なサイズや形状はハッブル宇宙望遠鏡（HST）に酷似していると推測されています。デジタルイメージング技術に加え、信号諜報（SIGINT）機能や、赤外線を含むより広い範囲の光を捉える光学検知能力が付加されたと考えられています。主鏡の直径は2.9メートルから3.1メートル（別説では4.0メートル）とされており、これはKH-11の主鏡（2.3メートル）やHSTの主鏡（2.4メートル）よりもやや大きいことになります。一部の情報源は、可動式の副鏡により、通常では困難なアングルからの撮影が可能であり、5秒ごとに1枚の画像を撮影できる可能性を示唆しています。データはSDS、MILSTAR、TDRSなどの通信衛星ネットワークを経由して地上に送信されます。

第2世代衛星：2001年と2005年に、2機（USA-161, -186）がタイタンIVBロケットで打上げられました。これは、より新しい偵察衛星開発計画であるFIA（Future Imagery Architecture）プログラムの遅延を受けて行われたもので、第1世代の改良型と考えられています。使用ロケットの能力から、第1世代と同程度の質量と性能を有していたと推測されます。

第3世代衛星：FIAプログラムのうち光学衛星の開発が中止された後、既存の偵察衛星体制を維持するために、KH-12型の衛星2機がロッキード・マーティン社に追加発注されました。これらの衛星は、ニミッツ級航空母艦よりも高額になるという懸念も表明されましたが、USA-224とUSA-245として、2011年と2013年にデルタ IV Heavyロケットで打上げられました。デルタ IV Heavyの能力から、打上げ質量は最大で28.8トンに達したと考えられており、第1・2世代より約7トン重くなっています。この質量の増加分は、主に軌道変更（マニューバー）のための燃料に充てられている可能性が高いとみられています。スノーデン氏の暴露資料によれば、これらの衛星はEIS（Enhanced Imagery System）という正式名称を持っていた可能性が指摘されています。これらの衛星は、イランのロケット打上げ失敗の撮影（2019年）や、ロシア衛星による異常接近・追尾（2020年、USA-245に対して）といった事象に関連付けられることもあります。2021年にはUSA-314（NROL-82）が打上げられ、第3世代またはその発展型と考えられています。

第4世代衛星：2019年にUSA-290（NROL-71）がデルタ IV Heavyロケットで打上げられました。この衛星はEECS（Evolved Enhanced CRYSTAL System）の初号機ではないかとの見方がありましたが、その軌道は従来のKH-12が運用される太陽同期軌道（SSO）とは異なり、軌道傾斜角が約73.6度という特異なものでした。これは、従来の光学偵察衛星が太陽光を利用して近地点で撮影を行うという運用とは異なる可能性を示唆しています。このような軌道をとる理由として、夜間でも月明かり程度の微光で撮影可能、遠赤外線での撮影可能、または高分解能化により高高度からの撮影でも十分な分解能が得られる、といった新たな機能の搭載が考えられています。これらの機能を実現するには主鏡の大口径化が必要であり、衛星の形状がハッブル宇宙望遠鏡型ではなく、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡型に近い可能性も指摘されています。もしこれらの予測が正しければ、USA-290はKH-12とは異なる、全く新しい光学画像偵察衛星シリーズの始まりと捉えるべきかもしれません。2022年にはUSA-338（NROL-91）が打上げられ、USA-290と酷似した軌道パラメータから、第4世代の2機目である可能性が高いとされています。

* 世代不明衛星：2022年、スペースX社のFalcon 9ロケットを用いてUSA-326（NROL-87）が打上げられました。初めてFalcon 9がNROの機密衛星打上げに使用された例です。USA-326は太陽同期軌道に入りましたが、Falcon 9のペイロード能力から推定される質量は、第3世代や第4世代の推定質量の半分程度と非常に軽量です。このことから、この衛星はKH-11/12シリーズとは異なる新しい光学偵察衛星の初号機である可能性も指摘されています。USA-326からは正体不明の物体が放出されたことが観測されているほか、ロシアの衛星コスモス2558がUSA-326に異常接近し追尾する事案も発生しています。

衛星の運用

光学画像偵察衛星、特にKH-11やKH-12のように長期間運用される衛星は、通常、太陽同期軌道を利用します。この軌道では、衛星は燃料をほとんど消費することなく、近地点が常に地表の昼側にある状態を維持できます。地表目標の撮影は、分解能を最大化するために、通常、近地点付近で行われます。低軌道ではわずかに大気抵抗を受けるため、高度が徐々に低下しますが、これを補うために定期的にスラスターを噴射して高度を上げる「リブースト」を行います。燃料は衛星の活動期間を左右する貴重な資源であるため、平時は近地点高度を約250km以上に保ち、非常時には約150km程度まで下げる「マニューバー」を行うことで、燃料を節約しつつ、必要な時に高い分解能での撮影を可能にしています。KH-12は、ハッブル宇宙望遠鏡に似た形状ながら、このマニューバーのための大量の燃料とスラスターを搭載している点が異なると考えられています。また、KH-12の質量の増加は、その大部分がこのマニューバー用燃料によるものと推測されています。かつてはスペースシャトルによる燃料補給も想定されていたようですが、実際に実施されたか、あるいは代替手段があるかは不明です。

地上目標の分解能

偵察衛星の地上分解能は軍事機密であり、公式には発表されていません。専門家の間でも、30センチメートルを下回るという点では一致していますが、具体的な数値については意見が分かれています。宇宙開発分野では5センチメートルという数字がしばしば聞かれますが、これはまだ信頼できる情報源に基づいているとは言えません。しかし、KH-12がハッブル宇宙望遠鏡（HST）と類似した設計を持つという事実は、この5センチメートルという値が全くの誇張ではない可能性を示唆しています。HSTの高性能カメラ（ACS）の角度分解能は、理論上、高度150キロメートルから真下を見れば約2センチメートル、斜め45度方向（約210キロメートル）から見れば約2.8センチメートルの物体を見分けられる計算になります。ただし、これは主に紫外線領域の光を用いた場合であり、偵察衛星で実用可能かは不明です。より実用的な可視光（波長0.40マイクロメートル）でKH-12の主鏡直径を3.0メートルと仮定した場合、回折限界による理論的な分解能は約0.0336秒角となり、高度150キロメートルからの真下撮影で約2.5センチメートル、斜め45度方向（約210キロメートル）で約3.5センチメートルの地上分解能が得られる計算となります。これは人物の顔つきや車両のナンバーがかろうじて判読できるレベルです。大気の揺らぎによる画像のぼやけ（シーイング）は、スペックル・イメージングや補償光学といった技術によって補正され、光学システムの性能を最大限に引き出すことが可能となっています。

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