月への眼、冷戦の技術転換：ルナ・オービタカメラシステムの秘史

概要と導入

• ミッション: 1966 年および 1967 年、NASA は月軌道探査を目的として 5 機の有人無人探査機（ルナ・オービタ）を打上げた。
• 主目的: アポロ計画の着陸地点選定が最優先事項だった。
• 技術的功績: 同時期に、月のほぼ全域を高解像度でマッピングする能力を備えたカメラシステムを搭載した。
• 製造協力: 撮影システムはイーストマン・コダック社が開発しており、軌道上での露光、船内現像、地球への遠隔送信という複雑な機構を採用していた。
• 画像品質: ルナ・オービタから持ち帰られた写真の数と解像度は例を見ないものであり、コダックのカメラシステムに大きく寄与している。

先行発明？——密接な起源と開発背景

1967 年、新聞報道でコダックがカメラを「先行発明」したとする記事が出たが、その実態は冷戦期の機密プロジェクトへの関与が深い。

• WS-117L プロジェクト:
  • コダックが 1963 年に月探査機向けに入札に参加する際、カメラシステムはすでに存在していた。
  • 元々は**1950 年代に空軍向けに開発された機密扱いの人工衛星監視プログラム「武器システム 117L（WS-117L）」**の一部であった。
  • 衛星を用いてソ連の核兵器配備や発射基地を監視する目的があった。
• 開発経緯:
  • 1946 年: RAND 研究所による衛星監視概念の研究開始。
  • 1953 年: RAND レポート No.262 で実現可能性詳述。
  • 1955 年: 空軍より受注業者募集開始。
  • 1956 年 10 月: ロックヒード社がカメラシステムを開発し、空軍より契約授与。

テレビジョンかフィルムか？——当初の計画と技術的限界

• 初期構想: 「ほぼリアルタイム」な画像取得が理想であり、テレビジョンシステムの採用が検討された。
• 技術的壁: テレビジョンは解像度などの技術的限界に直面。
  • 代替案となるフィルム回収システム（現像済みフィルムのカプセルを大気圏に戻し地上で回収）の方が早期から実現可能性と信頼性を示していた。
  • この取り組みの一部は後に「ディスカバリー＝コローナ」プログラムへと発展した。
• SAMOS プログラムへの移行:
  • コダックは WS-117L の入札に応じる際、後來的にSAMOS プログラムとして知られる人工衛星向けの遠隔送信システムを開発。
  • E-1 カメラ: 技術実証機。
  • E-2 および E-3: より実用的な解像度での撮影能力検証用。
  • 当初、5 台のカメラを搭載する計画があり、初めの 3 台はコダックシステムテスト用（残り 2 台は回収システムテスト用）として割り当てられた。

コダックの技術革新：バイマットフィルムと読み出しシステム

SAMOS プロジェクトにおいて、コダックは既存技術を集約しつつも画期的なシステムを構築した。

キーテクノロジー 1: バイマット（Web）フィルム

• 仕組み: 露光・現像・収納後に「読み出し」して送信を行う。
  • コダックのバイマットフィルム（当初は「WEB」と呼ばれた）が採用された。
  • ゼラチンでコーティングされたウェブに現像化学物質を含み、**「乾式処理」**を可能にした。
  • 露光済みのフィルムに対してこのウェブを押し当てて画像を発色・定着させた。
• 開発経緯:
  • 1956 年の計画では「ローラー塗布タイプ」が仮想的に検討され、写真化学物質の扱いは困難とされた。
  • 1958 年頃、明確なウェブ処理システムへ移行。
  • 1959 年 8 月、「ウェブ処理法」の特許出願（感光処理槽への浸漬なしで発色・定着）。
• エンジニアの証言: デヴィッド・マクドウエル氏（コダック元エンジニア）は、軌道上での現像必要性からバイマット開発を急ピッチで開始したことを回想している。

キーテクノロジー 2: 内部から外向きの CRT（読み出しシステム）

• 構造: ロバート・ペリー氏の説明に基づく「内部から外向きの CRT」を採用。
  • 露光済みフィルムに電子ビームを照射。
  • フィルムの密度変化がビーム強度を変化させ、光電増倍管で記録。
  • 電子信号に変換され、地球へ送信。地上で再変換しフィルム上に記録する。
• 特徴: 熱管理のために回転ドラム上でビームを反射させる仕組みを持つ。

SAMOS エポック：成功から失敗への転換

読み出しシステムのテストは順調に進まずに挫折していく過程を経た。

• 初代 E-1 カメラ（1960 年 10 月）: アトラス＝アゲナロケットでの打ち上げは軌道投入に失敗。
• 2 代目 E-1 カメラ（1961 年 1 月）: 軌道投入成功。
  • 解像度約**100 フィート（約 30 メートル）**の写真を取得、システム機能確認。
• 次期目標 E-2 カメラ:
  • より高い解像度と指向能力を目指したが、宇宙船内の複雑な回転系が障害となった。
  • 旋回するノーズコーンによる安定化・指向機構に変更。
• 挫折と転換（E-2 打ち上げ後）:
  • 初回試みの失敗後に回収プログラムへ方針変更。
  • W.G. キング大佐（空軍）の判断：「読み出しシステムの方が劣ることを、回収システムはより良くできる」という見解に基づき。
  • 理由：長時間動作による高軌道必要性、電力要件増大、帯域幅制限、単一地上ステーション使用など。

ルナ・オービタへの技術転用

SAMOS の技術がアポロ計画の予備として、そして正式な月探査にどう流れたかがここにある。

機密契約とプロジェクト構造

• サバヨア計画の頓挫: JPL のランジャーロープ失敗やロケット開発トラブルにより、サバヨアオービタが独立したプロジェクトへ切り替わる。
• DOD と NASA の連携:
  • 1963 年 5 月～7 月：NRO（国立情報機関）機器の使用について、NASA と DOD が合意。
  • 機密探察プログラムの業者から選定し、NASA は「白」（非機密）契約でカバーストーリーを構築。「黒」（機密）な探察作戦と同時並行。
• 入札承認:
  • 1963 年 8 月：合意署名（ジェームズ・ウェブ氏、ロバート・マクナ马拉氏）。
  • ボーイング/コダックの入札が承認され、ルナ・オービタプロジェクトに採用。
• セキュリティ: ルナ・オービタの作業は SAMOS と同様の厳格な機密保持とサイロ化された管理が行われた。

最終システムの仕様と改良

ルナ・オービタ用カメラは E-2 プロセスを踏襲したが、NASA の厳しい要件により大幅に改良された。

• 解像度の向上:
  • サmos E-1: 約 100 フィート / E-2: 約 20 フィート
  • ルナ・オービタ目標: 約 3 フィート（未達成だった SAMOS E-3 の計画に近い高度）。
  • 単一地上ステーションから 3 つへ移行し、適切な軌道で高解像度達成。
• ハードウェア:
  • レンズおよびシャッターシステムの改良。
  • SAMOS プレゼンテーションの図面を借用。
• 画像処理・再構築プロセス:
  • 宇宙船から送信された画像は、地上でkinescope（キネスコプ）で表示され、35mm フィルムで捕捉。
  • ロチェスターへ送られ再組み立てされ、35mm フィルムのストリップを合成して最終画像を作成。

運用の課題と成果

• 主な役割: アポロ着陸地点選定において不可欠な情報を提供した。
• アーティファクト（不自然な痕跡）:
  • コダック製バイマットフィルムが原因で、画像に付着や乾燥、液滴形成によるアーティファクトが生じた。
  • 特にアポロ 11 の着陸地点付近の画像にもこれらの痕跡が確認されている。
• 技術的困難:
  • フィルム自体の信頼性問題が SAMOS プロジェクト終了要因の一つでもあった。

結論：冷戦技術と有人宇宙飛行の架け橋

ルナ・オービタは、軍事ハードウェア（機密探察衛星）を探索目的に適応させた最初期の事例の一つである。

• 歴史的意義: 冷戦下での二重役割を果たした独特なカメラシステムの物語。
• 技術的遺産: 宇宙空間でのフィルム撮影技術の集大成であり、アポロ計画への不可欠な貢献となった。