宇宙ゴミとは?スペースデブリ問題の現状と対策

宇宙の知識

宇宙開発において問題となっている「宇宙ゴミ(スペースデブリ)」。

ほんの小さな宇宙ゴミでも大事故にも繋がる、非常に危険な存在です。

そもそも宇宙ゴミとは一体何なのか?

なぜ、宇宙ゴミが生まれたのか?

その対策はないのか?

宇宙ゴミについて詳しく紹介します。

宇宙ゴミ(スペースデブリ)とは?

宇宙ゴミ(スペースデブリ)とは、宇宙の中で不要になった物体のことを示します。

具体的には、

  • 運用を終えた人工衛星
  • 故障した人工衛星
  • 打ち上げロケットの上段部分
  • ミッション遂行中に落とした部品

などです。

宇宙ゴミの半分以上を占めるのが、衛星の運用後に残っていた燃料によって引きおこる機体の爆発や、スペースデブリ同士の衝突により発生した破片です。

宇宙ゴミの数と脅威

 

現時点で宇宙に宇宙ゴミはどのくらい存在しているのでしょうか。

そして、宇宙ゴミが存在することでの危険は、あるのでしょうか。

宇宙ゴミの数

現在確認できている宇宙ゴミの数は直径10cmを超えるデブリが約23000個以上存在しており、それよりも、少し小さな直径1~10cmのデブリが約50万個もあります。

最も小さいデブリ1mm以上の数は約1億個を超えるといわれています。

宇宙ゴミの脅威

軌道上のデブリは浮遊しているわけではなく、速度を持って周回しています。

速度は秒速約7~8kmで地球を周回しています。

衛星等がデブリに衝突する場合には秒速10~15kmもの速度が出ており、とても危険です。

これは、ピストルの銃弾の10倍以上速い速度であり、小さなデブリでも膨大な運動エネルギーを持っていることが分かります。

また巨大なデブリ同士が衝突すると10cm以上のデブリが数千個発生するだけでなく

1cm級のデブリが数十万個

1mm級のデブリが数百~数千万個

が発生することも懸念されています。

宇宙活動への影響

国際宇宙ステーションで働く人たちにも、宇宙ゴミの影響を受けます。

デブリの大きさが約1cm以上のものが衝突すると衛星や宇宙船に壊滅的な損害を与えます。

宇宙での活動が出来なくなるくらい大きな被害を与えるため、今後の宇宙活動において宇宙ゴミは課題の一つとなっています。

宇宙ゴミによる事故

宇宙ゴミが、活動中の人工衛星やロケットに衝突した事故が過去に3件報告されています。

1996年:フランス軍事観測衛星CERISEの機能の一部が損傷。

1979年代に打ち上げられたロケット(アリアンロケット)の損傷した一部破片がデブリとなり観測衛星CERISEの機体に衝突。

2009年:米国の通信衛星イリジウム大破。

未確認の使用済み衛生が、米国の通信衛星イリジウムに衝突。

宇宙空間で発生した初めて人工衛星同士の衝突事故になりました。

2013エクアドル小型衛星 Pegasoが衛星通信途絶。

Pegasoが軌道の周回中に、ソ連が1985年に打ち上げて軌道に残されたままになっている使い捨てロケットの残骸に衝突しました。

その後のデータで確認されているのは、少なくとも部分的な衝突が起き、衛星は方向性を失い、データの受信や命令の送信ができなくなりました。

この他に故障の原因の可能性の一つとしてデブリ衝突が疑われるものや、デブリの軌道が急に変わるなど、デブリが衝突したと思われる例も多数あります。

また地上に持ち帰られた宇宙機の表面検査により、デブリの衝突痕が多数発見されています。

宇宙ごみ(スペースデブリ)の除去と対策

宇宙開発の進展に伴い、宇宙ゴミは年々増加しており、将来的には人類の宇宙活動

の妨げになる恐れがあります。

今後の宇宙活動の安全のためにも、宇宙ゴミの対策と除去は重要な課題となっています。

宇宙ゴミの対策

宇宙ゴミ対策としては、より宇宙にデブリを出さないようにすることが大前提です。

現在宇宙ゴミ対策として、以下の2つのことが考えられています。

1〕壊れない・爆発しない人工衛星開発

人工衛星はどんどん劣化していき、破損などで分裂していきます。

その際、人工衛星が壊れないよう、燃料の中身を全て使いきり、時間が経っても燃料が爆発しないような工夫が考えられています。

2〕人工衛星が衝突する可能性を減らす

衛星を数多く打ち上げると地球周辺の宇宙空間も狭くなっていき、衛星同士が衝突する可能性も大きくなり実際にそういう例がすでに何件か起きています。

打ち上げた人工衛星の軌道を正確に報告し、アメリカの人工衛星を追跡するステーションと連絡を取り合います。

もし衝突しそうになれば、人工衛星の軌道を少し動かして衝突する可能性を減らす活動もしています。

宇宙ゴミの除去

全てのスペースデブリを回収する技術は確立されていないのが現状です。

しかし、大きなデブリは比較的回収・除去しやすく、デブリ単体でも非常に危険なうえ、大量のデブリの発生源にもなりうることから、除去する意義も大きいです。

ある研究では、大きなデブリを年間5~10個程度除去していけば現状のデブリ数を増やす事なく、維持できると予測されています。

まとめ

人工衛星や、ロケットの軌道上に存在する宇宙ゴミは、とても危険かつ様々な問題を引き起こしかねない事案となっています。

宇宙飛行士の人達は、宇宙ゴミの危険と隣り合わせの状況で活動をしています。

恐らく、デブリを出さずに宇宙開発の発展を行うのは難しいでしょう。

この問題に、世界の民間企業や日本の民間企業も、多く参入しており安心して宇宙に行けるように努めています。

デブリの対策・除去の問題がこれからの宇宙の発展の大きな鍵につながることでしょう。

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