O problema não era que vários sub-requisitos estavam sendo emitidos por uma única solicitação, mas o servidor S3 que estava sendo intermediado por proxy estava respondendo com 206 respostas de Conteúdo Parcial, fazendo com que o cliente emitisse solicitações subsequentes para pegar o restante do conteúdo (que precisa corretamente) ser reafirmado através de uma nova sub-requisição).
Isso não foi identificado mais cedo porque o Firebug estava condensando a 206 cadeia de conteúdo parcial em um único 200 nos logs de rede, então eu não estava imediatamente ciente de que isso estava acontecendo nos bastidores até que notei que o S3 não emitirá 206 respostas quando o agente do usuário está wget!