Missil Defense Alarm System - Missile Defense Alarm System

En MIDAS-infraröd sensor.

Den missilförsvars Alarm System , eller MIDAS , var en United States Air Force Air Defence Command system 12 förvarnings satelliter som gav begränsad meddelande om Sovjet interkontinentala ballistiska missiler lanseringar mellan 1960 och 1966. Ursprungligen tänkt att fungera som en komplett tidig varning system som fungerar tillsammans med systemet för tidig varning för ballistiska missiler , begränsade kostnader och tillförlitlighet projektet till en forsknings- och utvecklingsroll. Tre av systemets 12 lanseringar slutade misslyckades, och de återstående nio satelliterna tillhandahöll rå infraröd tidig varningstäckning över Sovjetunionen tills projektet ersattes av försvarstödprogrammet . Midas representerade en del av USA: s första generationen av spaningssatelliter som också inkluderade Corona och SAMOS serien. Även om MIDAS misslyckades i sin primära roll som ett system med infraröda tidiga varningssatelliter, var det banbrytande för den teknik som behövs i efterföljande system.

Ursprung

Den 4 oktober 1957 från Tyuratam område i kazakiska SSR , i Sovjetunionen lanserade Sputnik 1 , världens första konstgjorda satellit. Händelsen, även om den var en vetenskaplig triumf, innebar också att Sovjetunionen nu hade förmågan att attackera USA med en interkontinental ballistisk missil (ICBM). Den R-7 , den booster raket som lanserade Sputnik 1 och Sputnik 2 , kan laddas i stället med en vätebomb , vilket innebär att hotet om en överraskning nukleär Pearl Harbor-stil attack på USA och Kanada . För att ge en tidig varning om alla sovjetiska smyg ICBM-attacker gick regeringarna i USA, Kanada och Danmark (med auktoritet över Grönland , där huvudradarstationen byggdes vid Thule Air Base ) överens om att bygga den tidiga varningen för ballistisk missil System (BMEWS). Detta system skulle använda radar för att upptäcka inkommande ICBM- stridsspetsar och ge cirka 20 minuters varning för en ICBM-attack.

Emellertid hindrades detta system av de inneboende begränsningarna hos radarsystem och jordens krökning . På grund av Sovjetunionens läge på andra sidan norra halvklotet var de potentiella sovjetiska ICBM-platserna tusentals mil över horisonten från BMEWS-radarstationerna som var under uppbyggnad vid Thule och Clear Air Force Station , Alaska (och senare i England ) och BMEWS-stationerna, så stora som de är, kunde inte upptäcka ICBM-stridsspetsarna omedelbart efter lanseringen. Först när stridsspetsarna hade stigit över horisonten kunde de upptäckas och varningar vidarebefordrades av US Air Force .

Exakta beräkningar hade redan visat att BMEWS-systemet bara skulle ge en varning på tio till 25 minuter vid en ICBM-attack. Midas-systemet, som planerat, skulle utvidga denna varning tid till cirka 30 minuter, vilket ger extra tid som behövs för alla Strategiskt lufta befaller 's kärnvapen beväpnade tunga bombplan för att ta bort från sina flygbaser , och därmed bevisa för den sovjetiska regeringen att den inte kunde förstöra dessa bombplan i en smygattack. Därför skulle sovjeterna avskräckas från att starta en sådan attack genom ett giltigt hot om kärnvedergällning . Dessutom borde MIDAS-systemet ha kunnat bekräfta radardetektering från BMEWS för en termonukleär attack, vilket minskar risken för ett oavsiktligt falskt larm från radarsystemet.

Utveckling och kostnader

Den 16 mars 1955 hade USA: s flygvapen beordrat utvecklingen av en avancerad spaningssatellit för kontinuerlig övervakning av "förvalda områden på jorden" för att "bestämma status för en potentiell fiendes krigskapande förmåga." Resultatet av denna order var skapandet av ett då hemligt USAF-program som kallades WS-117L , som styrde utvecklingen av den första generationen av amerikanska spaningsatelliter . Dessa inkluderade Corona- serien av observationssatelliter och SAMOS-satelliten . Företaget som skulle bli Lockheed-Martin Corporation som hade anställts för att designa, utveckla och tillverka de två satellitserierna föreslog flera andra satellitprogram för att fylla stödjande roller, inklusive en satellit som skulle använda infraröda sensorer och ett teleskop för att upptäcka värmen som produceras av tunga bombplan och ICBM. Som svar på den sovjetiska lanseringen av Sputnik och utseendet på ICBM-hotet lades Delsystem G till WS-117L före slutet av 1957. Med skapandet av Advanced Research Projects Agency (ARPA) övertogs delsystem G av det organisation och fick kodnamnet MiDAS i november 1958.

I februari 1959 överlämnade ARPA en första projektutvecklingsplan till flygvapnet. Som definierats i det ursprungliga förslaget skulle MIDAS använda infraröda sensorer högt över Sovjetunionen för att upptäcka ICBM-lanseringar och varna tidigt om en termonukleär attack. Planen krävde ett forsknings- och utvecklingsprogram för 10 satelliter mellan november 1959 och maj 1961. Efter den tiden skulle ett fullskaligt operativsystem användas.

Eftersom informationen som samlats in av MIDAS-satelliterna var utomordentligt tidskänslig, kunde systemets designers inte använda det filmkapselns droppsystem som hade varit banbrytande av Discoverer / Corona / SAMOS-serien av spaningsatelliter . I det systemet använde kamerorna ombord på satelliterna fotografiska filmkapslar som fysiskt återkom in i atmosfären innan de hämtades luften av ett militärt flygplan . MIDAS-satelliterna skulle i stället behöva sända sina varningssignaler till jord via radiovågor . Faktiska infraröda bilder skulle inte sändas på grund av den begränsade RF- kanalens kapacitet som var tillgänglig då. Istället skulle satelliten helt enkelt skicka radiomeddelanden om att den hade upptäckt en misstänkt missiluppskjutning samt tidpunkten och platsen för uppskjutningen.

Flera MIDAS-satelliter skulle behövas för att ge täckning dygnet runt den enorma landmassan i Sovjetunionen. En boosterraket som kunde skicka en satellit till en geostationär omlopp hade ännu inte utvecklats, och en eller några av dessa kanske inte skulle kunna täcka alla möjliga ICBM-lanseringsplatser i Ryssland, särskilt i norra norra delen av polcirkeln . Satelliter i polära banor skulle behövas för att upptäcka uppskjutningar från hela Sovjetunionen, men på grund av karaktären av den polära banan skulle de bara ha en kort tidsperiod ovanför Sovjetunionen. Eftersom satellitens planerade kapaciteter förändrades under designprocessen, gjorde planerna för deras distribution också. En plan som slutfördes i januari 1959 rekommenderade en konstellation av tjugo MIDAS-satelliter som kretsade i en höjd av 1000 miles medan en reviderad plan, som producerades senare samma år, förutsåg en konstellation av tolv rymdfarkoster på 2000 mil höjder.

Implementeringen av ett komplett system, uppskattat 1959, uppgick till mellan 200 och 600 miljoner dollar (motsvarande 1,37 miljarder dollar och 4,11 miljarder dollar 2019). På grund av denna enorma kostnad och det faktum att flera "obesvarade frågor" kvarstod, rekommenderade det vetenskapliga rådgivande rådet som ansvarade för rådgivning av president Dwight D. Eisenhower om system för tidig varning att man genomför ett forskningsprogram men det sista ordet om att implementera ett komplett system försenas i minst ett år.

Under FY1959 spenderade ARPA 22,8 miljoner dollar (motsvarande 156 miljoner dollar 2019) på MIDAS, och under FY1960 spenderade ARPA och flygvapnet sammanlagt 94,9 miljoner dollar (motsvarande 641 miljoner dollar 2019).

Programöversikt och lanseringshistorik

MIDAS-programmet påbörjades den 26 februari 1960 när MIDAS 1 lyfte på en Atlas-Agena A-booster från LC-14 i Cape Canaveral. Atlas slutförde sin bränning framgångsrikt, men under kustfasen före iscensättningen gick Atlas LOX-tanktryck plötsligt till noll följt av missil tumlande medan all Agena-telemetri upphörde. Postflight-undersökningen föreslog flera orsaker, men den mest troliga var att oavsiktlig aktivering av Agena ISDS-avgifterna. ISDS-systemet designades om efter denna händelse, och MIDAS 2: s booster bar inte ett ISDS medan modifieringar gjordes.

Den 24 maj kretsades MIDAS 2 framgångsrikt, men attitydkontrollsystemet misslyckades. En del data returnerades av den infraröda sensorn innan telemetrisystemet också misslyckades. Flera planerade experiment som upptäckt av bloss på marken och ett Titan I-missiltest övergavs. Den förblev i omloppsbana tills den förruttnade 1974. Nästa lansering i serien ägde inte rum på över ett år och programmet flyttade nu till västkusten, med Point Arguellos SLC-3 1-2 som bas för verksamheten. Under detta intervall bar och testade också två CORONA-satelliter MIDAS-sensorer.

MIDAS 3, den första operativa modellen, lanserades den 24 juli 1961 med den nya, omstartbara Agena B-scenen. Atlas programmerare återställde sig på grund av ett fel under booster jettison, men satelliten nådde en bana framgångsrikt. En solpanel misslyckades dock med att sälja MIDAS 3 av elektrisk kraft och den dog efter några banor. MIDAS 4 (21 oktober) medförde ytterligare frustration när Atlas förlorade rullkontrollen vid T + 186 sekunder. Satelliten placerades i en felaktig bana, vilket fick Agena B att tömma sin attitydkontrollgas och försökte kompensera under sina två brännskador. När MIDAS 4 nådde sin avsedda överföringsbana fanns det ingen attitydkontrollgas kvar och satelliten kunde inte stabiliseras. Det lyckades upptäcka en Titan I-lansering från Cape Canaveral innan en solpanel misslyckades. En vecka in i uppdraget dog MIDAS 4 när batterierna slut. En månad senare resulterade ett liknande kontrollproblem på SAMOS 4 i att satelliten misslyckades med att nå omloppsbana. Undersökning av de två misslyckandena fann att värmesköldarna på båda Atlas-retrorocket-paketet hade brutits av under lanseringen och utsatt gyroskoppaketet för aerodynamisk uppvärmning. En transistor som användes i rullutgångskanalen misstänktes också vara felaktig. Den ersattes av en annan typ av transistor och retrorocket-värmesköldarna redesignades.

MIDAS-programmet avbröts tillfälligt vid denna tidpunkt när en kommitté under ledning av ARPA-direktören Jack Ruina rekommenderade att inga försök till ett system för tidig varning för missiler skulle göras förrän flygvapnet visade att det alls var ett genomförbart koncept. dessutom var Midas sensorer utformade för att upptäcka flytande drivna raketavgaser, inte fasta avgaser, som nu allmänt betraktades som framtiden för ballistiska missiler (som saker och ting skulle ha varit, låg Sovjetunionen långt efter USA i utveckling av raketer med fast bränsle). Kommittén fann att programhanteringen av MIDAS var "hemsk" och i den nuvarande framgångstakten "skulle det ta tio år att utveckla ett operativt system". I november 1961 utfärdade försvarsdepartementet ett direktiv som ställde alla DoD-rymdprogram under strikt sekretess, och så fick MIDAS täckningsnamnet "Program 461". Programmets utvecklingstid förlängdes också för att ge mer utrymme för att träna problem med hårdvaran.

Trots dessa förändringar fortsatte misslyckandena att komma. Efter ett halvårsklyfta kretsade MIDAS 5 den 9 april 1962. Atlasautopiloten genererade ett otillräckligt tonhöjdsprogram, vilket resulterade i överdriven höjd och otillräcklig hastighet. Detta förhindrade att de normala styrsystemets avstängningskommandon skickades så SECO orsakades av drivmedelsutarmning medan ett säkerhetskopieringskommando från programmeraren utförde VECO- och Agena-separering. MIDAS 5 nådde en omloppsbana, men en olämplig från det som var planerat. Satelliten fungerade fram till kretslopp 7 när ett batterifel resulterade i otillräcklig effekt för fortsatt drift av satellitsystemen. En omfattande undersökning av Atlas autopilotfel visade att gyroskopen hade sänt låg signalförstärkning i alla tre axlarna, men misslyckades med att fastställa en specifik orsak. Flera förändringar av förflygningsprocedurer och förbättrad testning av gyroskoppaket resulterade. Åtta månader senare drog MIDAS 6 av (17 december) men kom aldrig i omloppsbana. Flygningen var uppenbarligen normal tills förlust av flygkontroll startade vid T + 77 sekunder. Atlasen gick sönder vid T + 80 sekunder, Agena fortsatte att sända signaler fram till stötar i havet cirka 4,7 minuter efter lanseringen. Undersökningen av orsaken till felet hindrades av begränsad flygdata - Atlas telemetri-sändarantenn hade misslyckats under nedräkningen. Spårningsfilm avslöjade en puff av rök vid Atlas svansände vid T + 64 sekunder, och missilen började tumla i alla tre axlarna vid T + 77 sekunder innan den bröt upp vid den främre änden av LOX-tanken. Agena T / M registrerade också förlusten av kontroll. Orsaken till misslyckandet var inte underbyggd förrän undersökningen av liftofffilm visade att en värmesköld som var utformad för att skydda boosterns hydrauliska stigningsfrånkoppling hade brutit av vid lanseringen. Utan termiskt skydd från motorns avgaser bröt uppstigningsfrånskiljaren vid T + 64 sekunder och gjorde det möjligt för hydraulvätskan för boostermotorerna att fly. Efter 13 sekunder tappades det hydrauliska systemet ur vätska och booster-gimbal-kontrollen förlorades. Ett annat, orelaterat fel hade inträffat när spårningsfyren för Mod II-A-styrsystemet misslyckades. Om flygningen fortsatte att upprätthålla fasen, skulle det vara omöjligt att överföra vägledningskommandon till booster och sannolikt resultera i en felaktig bana och misslyckande av uppdraget.

MIDAS 7 kretsades framgångsrikt den 9 maj 1963 och upptäckte tio olika amerikanska ICBM-tester under sitt sex veckors uppdrag, vilket gjorde den första framgångsrika upptäckten av en missiluppskjutning från rymden. Sedan upprepade MIDAS 8 (12 juni) samma fel som MIDAS 6. Återigen misslyckades den uppåtgående värmeskölden vid avstängning, Atlas hydrauliska vätska i boostermotorn flydde och startfordonet blev instabilt och självförstört vid T + 93 sekunder. Ett uppstartsfel hade också orsakat misslyckandet med en Atlas D ICBM-testflygning i mars 1963, och efter tre förekomster av detta felläge på sex månader omformades värmeskölden. Som en del av redesignarbetet lade GD / A också till backventiler i det hydrauliska systemet på Atlas rymdskyttar, men inte missiler. En månad efter MIDAS 8 lanserades den sista i den ursprungliga MIDAS-serien, MIDAS 9. Midas 10-12 lanserades under fem månader i mitten av 1966, varefter programmet officiellt avslutades och gav plats för dess efterträdare, Defense Support Program.

MIDAS och dess efterträdare avklassificerades 1998.

MIDAS var i bästa fall en kvalificerad framgång eftersom det, som många tidiga rymdprogram, var alltför ambitiöst och hade mål utöver den moderna teknikens kapacitet. Problemen inkluderade felaktigt solljus reflekterat från moln som en fiendens missiluppskjutning. W-17-infrarödsensorn visade sig vara oförmögen att upptäcka den ursprungliga värmeplymen för en missil genom jordens atmosfär, och först med introduktionen av W-37-sensorn upptäcktes en lansering från omloppsbanan. Även med denna framgång hindrades MiDAS-systemet av misslyckade lanseringar som förstörde satelliter och dödade allt hopp om Sovjetunionens dygnet runt. Dessutom innebar avsaknaden av en kontinuerlig kraftkälla som en kärnreaktor eller solpaneler att satelliternas batterier var urladdade efter några korta veckor i omloppsbana.

Även om MIDAS-programmet inte uppfyllde förväntningarna, banade det vägen för det eventuella införandet av systemet för försvarsstödsprogram av satelliter som först lanserades på 1970-talet och ger en tidig varning om missiluppskjutningar idag.

MiDAS lanseras

Uppdragsdiagram från Astronautix och

fotogalleri

• 

  MIDAS infraröd sensor

• 

  Installation av MIDAS infraröd sensor

• 

  RTS-1 infraröd nyttolast

Se även

• Air Force Space Command
• Program för försvarstöd
• Missilförsvar
• SM-65 Atlas
• Rymdbaserat infrarött system

Referenser