北朝鮮の弾道ミサイルに備えて

弾道の特性

Top Page へ   

 「Nodong_Missile の概要」へ  「Nodong Missile の弾道」 へ 標準的な弾道 へ  パラメータ分析 へ

パラメータ分析(Isp) へ  パラメータ分析(Payload) へ  我が国に飛来する Nodong の弾道 へ

首都圏に飛来する弾道(続き) へ  三陸沖に飛来する弾道 へ  沖縄諸島に飛来する弾道 へ

Taepodong_Missile  へ Taepodong-2 Missile  へ  Taepodong-2 Missile 検証 

 Taepodong-3 の弾道特性を推定する へ   「おわりに」 へ

はじめに

 2012 年 4 月13 日、07:40 ごろ、北朝鮮が発射した弾道ミサイル(北朝鮮は「人工衛星:光明星3号」と称している)に対する日本政府の対応が大幅に遅れ、多くの国民から危機管理能力が問われた。

 政府発表は次のとおり:

   08:00頃  官邸対策室 「北朝鮮がミサイルを発射したとの一部報道があるが、我が国としては発射を確認していない」

   08:23  田中防衛相 「7時40分ごろ飛翔体が発射され、1分以上飛行して、洋上に落下した模様」

   08:36 藤村官房長官 「落下物などによる日本への影響は一切ない」

 以上の発表時間は、もし、弾道ミサイルが正常に飛翔していた場合、既に、日本の領空を飛び去っている時間である。

 政府(内閣官房)は、北朝鮮の弾道ミサイル発射に対する対応について不手際があったのではないかとの認識に立って、これを「事案」(広辞苑によれば、事案 = (処理の対象とする しない にかかわりなく)問題になっている事柄そのもの)と捉え、国民に安心感」を提供する観点から次の報告書が作成された。

  「北朝鮮による『人工衛星』と称するミサイル発射事案に係る政府危機管理対応検証チーム報告書」、平成 24 年 4 月 26 日、内閣官房。チーム長:齋藤内閣官房副長官 <報告書@

  この文書は、誰の命によって検討作成され、誰宛に報告されたのか明記されていない。

 この報告書を補足する形で、防衛大臣の指示に基づき、防衛省において次の報告書が作成された。

  「朝鮮による『人工衛星』と称するミサイル発射事案に係る検証及び対応検討チーム報告書」、平成 24 年 6 月 15 日、防衛省。チーム長:志方俊之 防衛大臣補佐官<報告書A

 この報告書は、この種の事案に対する今後の部隊運用に資するために、検証・検討されたもののである。

 両報告書を読んで感じたことは、@ 情報のソース(source 源)に関係なく、その時点で、危機管理上、情報から、即、どう行動(reaction)すべきかが重要、A 我が国としても、早期に目標情報を探知・捕捉できるよう図る(運用と装備)の2点である。

 北朝鮮がミサイルを発射してから、我々に与えられた時間は 10 分しかない@ については、例えば、SEWSatellite Early Warning)など早期情報では、発射時刻、場所及び方向のみの情報で、情報としては質が悪いが、時間的価値は極めて高い。部隊はもとより、国民にも伝達すべきだったと思われる。情報が誤りで無駄に終わったとしても、見逃して対応できなかったことに比べれば、損害は極めて少ない。

 A につては、我が国独自にブースト段の弾道ミサイルを探知・捕捉できなかったことから、イージス艦の配備が問題点として取り上げられた。次図に示すイージス艦の配備参照。

図1 破壊措置命令を受けた Aegis 艦の配備
Aegis_deployment
(注)艦名は「軍事研究」、2012年6月号による。

 SM-3 搭載のイージス艦は、図に示した他に1隻(「こんごう」)あるが、修理中SM-3 を搭載していなイージス艦(弾道ミサイルの捜索・探知能力はある)2隻は定期修理中であったという。

 配備位置は、国民の人命・財産に対する被害を防止するため、我が国に飛来するミサイルを破壊しうることを狙って決定された。東シナ海の2隻は、予想飛翔経路直下に配備された。日本海の1隻は、報復攻撃(北朝鮮は報復宣言を行っていた)を考慮して、政経中心の首都圏を防護するために配備された。

 レーダをもって、目標を捜索・探索しようとするとき、地球が湾曲しているため、見通せない場合がある。レーダによる見通し距離は、電波の大気における屈折のため、光学的(可視光線)見通し距離より約 15 % ほど大きくなる。ここでは、この見通し距離を「レーダ通視距離」、また、レーダ通視距離の両端を結んだ直線を「レーダ通視線」と呼ぶことにする。

 「レーダ水平線」という術語も使われるが、この術語は、通常の水平線(肉眼又は眼鏡を使用して海面上を見通した時の水平線)に対して、レーダで見た水平線という意味で使われる。

 レーダ通視距離は、電波の波長大気の状態によっても変化するが、これらの値を標準的な値とすると、レーダの設置標高目標の高度から計算できる。以下に、レーダの設置標高 h1 が、目標高度 h2 に比較して、十分小さいh1 << h2 場合レーダ通視距離を示す。

図2 レーダ通視距離
Rdr_sight_range

 上記、<報告書A>で、地上配備型レーダーFPS-5 及び FPS-3改)で、「銀河3号」弾道ミサイルを探知できなかった理由を「見通し線の下探知できず、また、弾道ミサイル等の捕捉範囲にも限界がある」と説明している。(「検証項目C」参照)

 上の理由の中で「見通し線の下は探知できず」と記述しているが、「見通し線」(レーダ水平線)とは、その線より下側の目標が探知できない線のことをいうのであるから、単に「見通し線」を定義しているにすぎない問題は、弾道ミサイルが、見通し線より上に上昇しなかったどうかである。

 そこで、各地上配備型レーダーFPS-5 及び FPS-3改)から弾道ミサイル発射地点(東倉里発射場)の距離と、最小探知可能目標高度を次表に示す。ただし、最小探知可能目標高度は、レーダの性能に関係なく、通視できる最小の高度である。すなわち、目標高度が、見通し線レーダ水平線)に接する高度である。

表1-1  東倉里発射場からの距離・最小探知可能高度(配備レーダーFPS-5
分屯基地名 地表面距離 [km] 最小探知可能高度 [km]
@ 下甑島  991  58
A 佐 渡 1,196  84
B 大 湊 1,402 116
C 与座岳 1,526 137
表1-2 東倉里発射場からの距離・最小探知可能高度(配備レーダーFPS-3改
分屯基地名 地表面距離 [km] 最小探知可能高度 [km]
D 背振山     856    43
E 経ケ岬 1,020    62
F 輪 島 1,093    71
G 笠取山 1,164    80
H 加 茂 1,288    98
I 大滝根 1,414 118
J 当 別 1,456 125

  上の表に示したレーダーのうち、最小探知可能高度及びレーダーの性能の の両面から探知の可能性のあるのは、表1-1 については @ A である。

 2009年4月5日北朝鮮テポドン2発射試験時には、防衛省技術研究本部電子装備研究所飯岡支所(千葉県旭市)の「FPS-5 レーダー」が目標を探知できた。飯岡支所と発射場(舞水端里)の距離は、約1,120 km探知高度は130 [km] 前後である。(計算上の最小探知可能高度は 75 km であるが、通視線上に、日本アルプスが聳えているため、その遮蔽角によって探知高度が 60 km ほど高くなる)。

 2009年4月5日の事案については報告書A>で次のようにふれている:

 「地上配備型レーダーシステム及びイージス艦は平成21年4月の弾道ミサイル発射事案の際には確実に探知を行った他、各種試験やシミュレーション等も実施しており、その信頼性は高いものと考えられる。」

 以上のことから、今回、探知できなかったことの説明が、具体性に欠けている。もっとも、レーダーの性能等は、高度に秘密性が高いから、意図的に総括的な表現に留めたものとも思われる。

 表1-2 については、Dレーダーの探知の可能性があるが、「FPS-3改レーダー」の性能が不明であるので、探知できなかった理由はわからないが、逆に、探知できなかったということは、テポドンクラスのレーダー断面積をもつ目標に対する探知性能は 850 km に及ばなかった、ともいえる。

 レーダー通視線上に、高層建築物標高の高い山脈などがある場合、それらが、通視を遮るか否か点検する必要がある。韓国の中央部から南端部にかけて「小白ソベク山脈」が走り、その南端部付近に、最高峰「智異チリ標高1,915 m)」が位置している。この山に最も近い、日本のレーダー基地は「背振山サイトである。智異(チリ)山までの距離は約 330 km である。関係位置を地図に示す。

図3 朝鮮半島南部の地勢
South-Korea_map
元地図は、「世界地図」成美堂出版、2012.1. による
 

 「背振山サイトから東倉里ミサイル発射場通視する場合、智異(チリ)山は、通視を遮るであろうか。この、判定のために作成したグラフを下図に示す。

 

図4 レーダー通視線遮蔽標高
Rdr_shield_range
(注)レーダーアンテナの標高を 0 m と想定している。

 図4に示すように、智異(チリ)山はレーダー通視線より下方にあるので、レーダー通視線を遮らない。

 レーダー陣地を評価する場合、レーダーアンテナ位置にセオドライト(トランシット、陸自では、「方向盤」)を設置して、周囲の遮蔽物の遮蔽角(水平面を基準とした遮蔽物の仰角)を計測して、レーダー陣地を評価する。固定のレーダーサイトの場合、一度、計測しておけば、周囲の環境が変わらない限り、再計測する必要はないが、野戦でレーダーを使用する場合、陣地変換のつど計測することになる。このため、図4には、「光学通視線」を追加してある。

 例を示す。前述の防衛省技術研究本部電子装備研究所飯岡支所(千葉県旭市)から富士山を望むとしよう。この間の地上距離は、187 km富士山の標高 3,776 m である。図4で、横軸 187 km に対応する光学通視線の交点の縦軸(遮蔽標高)は、約 2,700 m である。富士山の標高3,776 m)と遮蔽標高2,700 m)の差 約 1,000 m が、光学通視線(水平線)の上にはみ出す部分である。

 遮蔽角は、光学通視線からはみ出した部分レーダー位置から望む角度である。砲兵などでは、円周を 6,400 等分して、そのときの中心角を 「ミル」という単位を使って表す。角度が小さいとき、1 ミルは、距離 1,000 m1 km) から、長さ 1 m の長さのものを見込んだ時の角度とみなせる。上の例では、距離 約 200 km から、高さ 約 1,000 m の山頂部分を望むことになるから、遮蔽角は、約 5 ミル になる。この値は、図2に示すように遮蔽物がなっかたときの通視距離1,000 km における目標高度 60 km65 km に引き上げることになる。

 以上説明してきたことは、概括的な一般論である。アンテナから放射された電波は、目標までの往復路で、伝搬距離の4乗に逆比例する見かけの減衰のほか、大気による減衰雲・雨粒・雪などによる散乱・吸収による減衰大気ガスの分子散乱(レイリー散乱)などに起因する減衰などがある。

 さらに、レーダーは、目標のみならず、地面海面からの反射波を固定目標として受信する。これらは、地上クラッターland clutter)及び海面クラッター(sea clutter)、両方合わせて、地表面クラッターsurface clutter)と呼ばれている。クラッターは、移動目標を探知するレーダーにとっては、背景雑音になるなる。通常、移動目標だけを残して固定目標を消去する消去器(clutter canceler)を使用する MTI(Moving Target Indication) モードで探知することになるが、これによって、移動目標の探知確率も下がる

  これまで、レーダー水平線を基準に目標の探知高度を説明してきたが、 地表面クラッターをなどを考慮すれば、レーダー覆域の仰角水平よりある程度大きい方が、総合的に遠距離における探知確率を上げうる。以下に、よく使われる探知レーダー波1,000 MHz,  3,000 MHz,  10,000 MHz)について、仰角をパラメータとして往復路の伝搬損失を示す。

表2 大気中の吸収に起因する伝搬損失
仰角 [deg] 伝搬損失(往復路)[dB]
1,000 [MHz]
L-band
3,000 [MHz]
S-band
10,000 [MHz]
X-band
  0.0 2.60 3.30 4.50
  0.5 2.03 2.50 3.32
  1.0 1.75 1.93 2.60
  2.0 1.15 1.44 1.75
  5.0 0.54 0.65 0.85
10.0 0.30 0.30 0.45
(注) 距離 300 [NM] (556 [km]) における値(「レーダ技術」、電気通信学会、1984.1.20)

 表2に示す伝搬損失の値は、伝搬距離 300 海里における値であるが、伝搬距離が、これ以上大きくなると仰角 0 [deg]の場合でも、大気の厚い層を突き抜けてしまうので、300 海里以上になっても、ほとんど変わらない

 [dB] 値を真値に戻すと、概略、-3 [dB]= 0.5-2 [dB] = 0.4 になる。これらの値を、レーダー探知距離の減少率のファクターとして考慮すると、1/4 乗で響いてくる( 0.5 )1/4 = 0.84( 0.4 )1/4 = 0.8 であるので、S、X band の場合、仰角 0 [deg] のときの探知距離は、5 [deg]付近のときの値に対して、20 % ほど減少することになる。

 フェーズド・アレイphased array )アンテナのように、柔軟にビームパタンを形成できる場合は、最適な「探知距離と探知確率の組み合わせ」を見え出すことができよう。一般的に、最適な仰角は、2〜5 [deg] あたりである。探知距離 1,000 [km] の場合に、この仰角を適用すると、2°= 36 ミル5°= 90 ミル であるから、 のとき、高度 60 [km] で探知できたはずの目標は、それぞれ、96 [km] ( = 60 + 36 ) 、150 [km] ( = 60 + 90 ) まで、上昇しないと探知できないことになる。

 アンテナから発射された電波は、目標に当たって直接返ってくる「直接波」と、一旦、海面や地表に当たってから返ってくる「反射波」の形で戻ってくる。このとき、2つの波は干渉を起こし、アンテナパタンは複雑な八つ手の葉のような形をを呈する。干渉によってアンテナパタンが八つ手の葉のようになることを「lobing」といい、ローブlobe)と呼ぶ。

 ローブは最大値凸部)と最少値凹部)が交互に並ぶ。凹部は「レーダーホール」(radar hole)と呼ばれ、この領域に目標が入ると探知確率が落ちる。ローブのうち、最も地表面に近いローブ地表面(水平と仮定)となす角度 φ は、レーダーアンテナの地上高を ha [m]、送信電波の波長を λ [m] とすると、φ = λ /( 4・ha) [rad] = 1000・λ /( 4・ha) [ミル] で近似できる。いま、アンテナ地上高5 m波長を 0.1 m (=10 cm )(周波数 3,000 MHz)とすると、φ = 1000 x 0.1 /( 4 x 5) = 5 [ミル]となる。もし、レーダーが、予備の波をもっていれば、波を変えることによって、レーダーホールをずらすことができる。

  レーダーは原理的に、「誤探知」確率(レーダー述語では「誤警報確率」)をゼロにすることはできない。レーダーは、装置として、目標も雑音も、あるレベル以上のパワーを持っていれば、検出する。したがって、それが「真目標」か「偽目標」の最終的判断は、レーダー手の能力に依存する部分がある。

 これに関して問題になったのが、2009年4月4日に起きた「テポドン-2」発射についておきた「誤探知」事案でり、この事案が今回まで尾を引いている。(細部は「北朝鮮発射のテポドン2の分析 第6章 誤探知」参照)

 レーダー手は、自分が操作しているレーダーについては、その特性弱点はもとより、「」まで熟知しているだろう。弾道ミサイルの探知は、国や世界を揺るがす大事件に発展する可能性を秘めている。

 1973年6月16日、NORAD(北米防空司令部)早期警報装置に、突然、弾道ミサイルの接近を知らせる警報が表示された。直ちに行動をとれるように、大統領は、戦力空軍やポラリス潜水艦との直通回線を持っている。行動に移るか移らないか大統領の決定は、15 分以内に行われなければならない。戦闘指揮所内は騒然となった。そのとき、レーダー手の頭に、出勤前に見たTVニュースが浮かんだ。「まてよ、いま、アメリカソ連のブレジネフ書記長が来てるんじゃないか。ソ連からのミサイル攻撃があるはずはないぞ」ということで1件は落着した。(この記事には、私の記憶違いがの部分あるかもしれない)

 レーダーに習熟しているだけでは務まらない。国内外の動きに関心をもち、窮地において広い視野から総合判断が下せるように日ごろから鍛えておかなければならない。

 『孫子』謀攻篇五(岩波文庫1963.9.16):・・・は省略部分

「故に勝を知るにあり。戦うべきと戦うべからざることを知る者は勝つ。・・・。・・・。虞を以て不虞を待つ者は勝つ。・・・。此の五者を知るの道なり。故に曰く、彼を知り己を知れば、百戦して殆うからず。・・・」

 (注)「虞(ぐ)」そなえ、前々から用意すること。上の文では、知るべき五者のうち、三者が省略されている。爾後の説明のと都合上、番号を付して列挙しておく。

  @ 戦うべきと戦うべからざることを知る者は勝つ

  A 衆寡(しゅうか)の用(大軍と小勢の運用の仕方)を識る者は勝つ。

  B 上下の欲を同じうする(上に立つ者と下につく人々が心を合わせる)者は勝つ。

  C 虞を以て不虞を待つ者は勝つ

  D 将の能にして君の御(ぎょ)せざる者は勝つ。;「将」= 将軍、「能」= 有能、「御」= ここでは、あれこれ干渉すること。

  

 上に挙げた『孫子』の観点から、報告書Aのうち、今回の破壊措置行動・部隊の配備について検討してみる。@ の観点からは、

  第1に、国民の人命・財産に対する被害を防止するため、我が国に飛来するミサイルを破壊する

  第2に、将来、戦うことがありうることを考えて、そのときのために部隊運用の資を得る

 ため行動すべきであったろう。 ただし、「第1」と「第2」のいずれに力点を置くか(何を重視するか、狙いは何か)によって配備は異なってくる。第1と第2を端的に表現すると、

    第1・・・破壊重視。   第2・・・情報収集重視

 になる。これに対応して、配備の方針は次のように記述されよう。

  第1案:「弾道ミサイル防衛システムをもって、我が国に飛来するミサイルを破壊する。この際、当該ミサイルの弾道に関する情報収集に努める」

  第2案:「弾道ミサイル防衛システム等をもって、発射されたミサイルの弾道に関する情報を収集する。この際、当該ミサイルが我が国に飛来した場合、これを破壊する」

 第1案と第2案で、配備上、次のような違いが出てくる。

  第1案:今回自衛隊がとった配備。

  第2案:日本海に配備した「みょうこう」を「黄海」方面に配備。

 第1案について:

 発射情報を早期(発射から第1段ロッケトのブースト間)に取得して、国民に知らせることができなかった。特に、今回のように、第2段に移る前に、ブーストに失敗した場合、弾道に関する情報を全く得られず、「彼を知る機会を失うことになった

 弾道ミサイルが我が国に飛来するおそれがあるか否かの判定については、過去の弾道に関するデーターベースに基づき、第1段階としては、コンピュータが判定することになろう。実戦に備えることを考えれば、発射早期の弾道情報が最も重要で、今回の配備は、問題を残す配備であった。

 第2案について:

 日本の政経の中枢である首都圏の安全に間隙が生ずるように思われるが、北朝鮮が弾道ミサイル発射試験に絡んで、仮に、日本が破壊措置をとったとしても首都圏を攻撃する可能性はなかった

 日本を攻撃するためには、発射試験と並行して、首都圏攻撃に向けて「ノドン弾道ミサイルの発射準備を進める必要がる。その兆候は観測されていない。ただし、地下施設で待機し、移動式「TEL」(Transporter Elector Launcher)から発射可能とも言われている

 発射試験場には、多くの日本を含む外国の記者団が招かれている。また、現今の国際情勢から見ても北朝鮮が日本をミサイル攻撃するような状況ではない

 これまで、北朝鮮は、日本の破壊措置行動を非難して、「本拠地(東京)に対して正義の報復打撃を開始する」と報復宣伝を行ってきた。日本は、このために、防衛力(隊力)を首都圏に割いた。まさに、日本は『孫子』の「謀攻」(謀りごとよって攻めること =  戦わずして勝の要道)にはまった感がある。

 考えてみるに、弾道ミサイル対処につての、自衛隊法に問題がる。対処行動は唯一「弾道ミサイル等に対する破壊措置」(82条の3)だけで、最初から「破壊措置」を前提としている。「破壊措置」を掲げないと行動を起こせないのである。

 『孫子』の「謀攻篇」を出したついでに:

  B 上下の欲を同じうする者は勝つ。:この先、現在の民主党はどうなるのだろうか。

  D 将の能にして君の御(ぎょ)せざる者は勝つ。:「官邸の介入 責任重大視」(原発事故調査委員会 最終報告書 2012. 6. 29; 「読売新聞」 朝刊 6. 30)。

 

 北朝鮮は、2009、2012 年と続けてテポドン2の発射試験に失敗したことから、これから先も、同じようなスタイルで発射試験を継続すると思われる。その場合、発射方向を東に取ろおと、南に取ろおと、必ず、日本の領海・領空を横切ることになる。

 北朝鮮の弾道ミサイル発射試験は、日本にとって、その弾道情報を収集する絶好の機会である。北朝鮮のミサイル開発期間に北朝鮮のミサイルに関するデータを蓄積して、来るべきときにその成果をいかんなく発揮できることを期待する。

 

 次のページから、北朝鮮の「ノドン」と「テポドン」を取り上げて、その弾道の特性速度弾道高、飛翔時間等)を示す。

以下続く

 

 

進む:

 「Nodong Missile の概要」へ  「Nodong Missile の弾道」 へ  標準的な弾道

 パラメータ分析 へ  パラメータ分析(Isp) へ  パラメータ分析(Payload) へ

 我が国に飛来する Nodong の弾道 へ  首都圏に飛来する弾道(続き) へ 

 三陸沖に飛来する弾道 へ  沖縄諸島に飛来する弾道 へ Taepodong_Missile  へ

  Taepodong-2 Missile  へ      Taepodong-2 Missile 検証 

  Taepodong-3 の弾道特性を推定する へ   「おわりに」 へ

Top Page へ