国家戦略論

５．各携帯電話基地局に対空フェーズドアレイアンテナを追加し、電磁エネルギー集中によるミサイル迎撃システムの全国配備が必要

中国が日本へのミサイル攻撃の体制を実戦配備完了しており、現在の日本の防衛体制ではこれに対処できない。日本全土をターゲットにして配備されているミサイルの主力はＤＦ－２１と呼ばれ射程距離が２０００Ｋｍ～３０００Ｋｍであり、飛行速度はマッハ１０（時速約１２０００Ｋｍ）、長さは１０メートル、弾体直径は１．４メートル程度であり、核弾頭を搭載可能である。
原子力発電所や多くの社会インフラがターゲットとされる可能性があり、防衛対象箇所を事前には特定できないため、パトリオットミサイルの配備では対応できないからである。（参照サイト１）
そこで、日本全体を覆う携帯電話基地局のネットワークをミサイル迎撃にも活用する。

携帯電話基地局は、マイクロセルという半径５００メートルほどの円形領域を受け持っている。逆に言うと、日本はほぼ５００メートル間隔の格子状に携帯電話基地局が配備されていることになる。
そうすると５０Ｋｍ四方の領域内には、１００×１００＝１００００個の携帯電話基地局が存在することになる。
携帯電話基地局に追加配備された対空フェーズドアレイアンテナを同期して運用し、各基地局に蓄えた緊急時用電気エネルギーをミサイル迎撃のために、上空を飛行するミサイルに一点集中させるのである。
携帯電話基地局は、平時には５０Ｗ程度の送信電力で運用している。しかし、ミサイル迎撃時には１００ＫＷ程度の電磁波を上空に向けて送信するようにする。これは、電気二重層キャパシタやリチュウムイオンキャパシタで２０Ｋｇ程度のものに蓄えた電力と参照サイト２に記載の技術を用いれば十分に可能と考える。
そして、１００００個の対空フェーズドアレイアンテナからの送信総電力は１００万ＫＷとなる。１００万ＫＷというと、稼働中の大飯原発３号機の定格発電量である１１８万ＫＷと同程度となる。このエネルギーの全部が飛行中のミサイル周囲に到達するものでもないが、ミサイルの飛行推力発生用の噴射孔周囲にプラズマを発生させる程度のエネルギー集中を実現できれば、飛行推力発生部分からミサイル全体を熔かすか、ミサイル近辺で爆風を発生させてミサイルを破壊し、ミサイル迎撃が可能となると考える。これは、太平洋戦争の際に日本海軍がＢ２９爆撃機の撃墜のために進めていた「熱号作戦」、米国のレーガン政権時代のＳＤＩ構想と同様のプラズマ兵器の防衛利用である。（参照サイト３）

なお、大気中の所定領域にマイクロ波を集中させることで、大気中にプラズマ（ブレークダウンプラズマ）を発生させることが可能なことは参照サイト４に記載の実験で明らかになっている。参照サイト４の技術を詳細に示した特開2003-121358号によると、ブレークダウン発光したプラズマの大きさは、横２２．９ｍｍ，縦１０．２ｍｍであると記載されており、図からは奥行きは約１０ｍｍである。よって、発生したプラズマの体積は約２立方センチメートルである。この公開特許公報の【００７７】欄の記載から見て、この程度の体積にプラズマを発生させるために必要なマイクロ波電力の閾値は５０ＫＷであることがわかる。すなわち、１立方センチあたり２５ＫＷが閾値である。
この実験の場合のマイクロ波の仕様は、出力が８０ｋＷでパルス幅は５μｓ、周波数は９．４ＧＨｚ、パワー密度が約３０ｋＷ／ｃｍ2 、繰り返し周波数は１０Ｈｚであった。
すなわち、５μｓの継続時間の８０ＫＷのパルス（その電力量は、０．１１ミリＷｈ）を1秒間に１０回送出している。１秒あたり５０μｓのデューティ比、すなわち、デューティ比は５／１０００００であるので、１時間あたりの送信電力量は、８０ｋＷｈ×５／１０００００＝０．００４ｋＷｈ＝４Ｗｈとなる。１時間当たり４Ｗｈ程度の電力量で２立方センチの体積の領域にプラズマを発生させたこととなる。
すなわち、参照サイト４に記載の現象をチャンバー内ではなく、飛行中のミサイルの付近で発生させれば良いのである。
５μｓの時間の間にマッハ１０のミサイルは１７センチメートルしか移動しない。したがって、２０センチ程度の幅のプラズマボールをミサイルの近くで形成すれば、プラズマによる爆風をミサイルに与えて、ミサイルの軌道をそらせることは少なくとも可能となる。

送信するマイクロ波をパルス状にすることや、多数の携帯電話基地局から投射する電磁波の位相制御の工夫によって、もっと少ないエネルギーでプラズマを発生させることができるようになると考える。

マイクロ波を飛行体に向けて送信し、飛行体の付近でプラズマを発生させる実験は、マイクロ波ロケットというテーマで行なわれている。マイクロ波を地上から小型飛行体に照射して、その小型飛行体の飛行エネルギーを供給するものであるが、これを応用するとミサイル迎撃も可能と考える。
マイクロ波でロケットを発射した実験が、東京大学小紫研究室行なわれている。

上記の図の出典：　「マイクロ波による小型飛行体へのエネルギー伝送」http://www.kml.k.u-tokyo.ac.jp/wp/researches.html#microwave

参照サイト５に記載のバッテリーを用いれば、１．２ｋＷの電力の放出を０．８秒維持できる。そして、価格は、１２．５万円である。

また、米国ではAirborne Laserというシステムが実用化されている。大出力のレーザビーム発射装置とターゲット追跡装置を用いて、飛行中のミサイルにレーザビームを照射してミサイルを爆破するものである。このシステムを日本にも導入すべきである。

上記の写真の出典：　http://www.fas.org/spp/starwars/program/abl.htm
Airborne Laserシステムの説明の動画

【参照サイト】
１．　中国軍ミサイルの「第一波飽和攻撃」で日本は壊滅。　長距離巡航ミサイルを迎撃できない防衛体制の現状
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/36856
２．　マイクロ波送電用フェーズドアレーの現状と課題
http://www.ieice.org/~wpt/paper/SPS2006-01.pdf
３．　ＳＤＩ計画の裏舞台
http://rerundata.net/ura/hexagon/floors/hatchA3F/plasner.html
４．　マイクロ波ビーム重畳法を応用したプラズマ発生分光分析方法
http://jstshingi.jp/2005/pdf/072706.pdf
この技術の詳細は、特開2003-121358号に掲載されている。
５．　ラブロス、スーパーキャパシタ/リチウムイオン/鉛の複合型非常用蓄電池
http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/news/20120802_550834.html