地球の軌道上はゴミだらけ。死んだ衛星の処理、法整備へ

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果てしないようでいて、限りある宇宙。

約2,600機…って何の数字だと思われますか? これは、今まさに地球の軌道を回っている死んだ衛星数です

それに対し、実際動いている衛星は1,100機しかありません。つまり今地球の軌道上にいる衛星の多くは、反応しなくなったり、活動停止したりしたもので、どんなに技術の粋を集めた機械でも今はただの宇宙のゴミに過ぎません。

もうひとつ、2万1000個という数字もあります。これは幅4インチ(約10cm)以上ある衛星の破片の数で、それらも軌道上を静かに周回しています。もっと細かい破片も含めれば、無数のかけらが散らばっていると欧州宇宙機関(ESA)では言っています。これらはたいてい、衛星と宇宙のゴミが軌道上で衝突したことでできたものす。

NASAによれば、そうしてできた破片は、秒速7~8kmという超高速で軌道を飛んでいます。軌道上にいる宇宙船やそこにいる宇宙飛行士にとって大きな危険になりえます。国だけでなく民間も含めて、より多くの組織が宇宙に出て行っている今、これらの宇宙ゴミは大問題になっています。「つまるところ、宇宙とは有限な資源である」とESAも言っています。特に高度2000kmまでの低軌道は、「地球観測ミッションや一部の通信衛星に重用され、混雑度を増している」そうです。

尊厳ある死を

地球の軌道が混雑するにつけ、危険性も増していきます。そこでESAは「CleanSat Initiative」なるプロジェクトを立ち上げました。これは、衛星の寿命が尽きたときにそれをあえて「沈める」方法を検討すること、そして最終的にその方法を法制化することを目指しています。

「沈める」というのは、軌道からゴミを完全になくすということになるかもしれないし、少なくとも一番混雑したエリアからは移動させるということになるかもしれません。たとえば現在も、引退した衛星の多くは邪魔にならないよう、より高度の高い「墓場軌道」なるエリアに移動されています。

でも他の場所に移すのにだって、限界があります。そもそも、死んだ衛星のすべてを動かせるわけではありません。理由はいろいろありますが、そもそも故障している衛星が多いんです。先週米Gizmodoでは、米国が1960年代に打ち上げた原子炉衛星のSNAP-10Aが今も軌道上を回っていることを伝えていました。NASAでは、SNAP-10Aが今後3,000年間同じ軌道を周り続けると予測しています。

だからESAでは、古い衛星を地球に戻すなり墓場軌道に持って行くなりするために、より早く信頼できる方法を探そうとしています。彼らは民間からの協力を求めていて、今後数年で25件ほどのアイデアに絞り込んでいく予定です。

太陽帆を使って墓場へ

ESAはまだ最終報告をまとめていませんが、いくつか主要なコンセプトにフォーカスしているようです。

ひとつは太陽帆(ソーラーセイル)です。これは、ボートの帆が風を受けて動くのと同じように、太陽の光を動力源として利用し、古い衛星を地球に引きつけるというアイデアです。今年3月、ドイツのHigh Performance Space Structure SystemsがESAのCleanSatワークショップで提案しました。

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Image:High Performance Space Structure Systems/ESA

って、衛星を地球に引きつけたら大衝突にならないの? と疑問になります。が、落としどころの目処は物理的に付いていて、そこをねらって衛星を落とすんです。「宇宙機の墓場」と呼ばれる場所が地球の海の一角にあり、たとえば2012年、ロシアのプログレス補給船がそこに沈んでいます。

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Image:Atlas Obscura/Google Earth

宇宙機の墓場は、太平洋の真ん中よりやや南の海上にあります。ロイターとかBLDGBLOGで以前解説されていましたが、多くの古い宇宙船は長年ここに捨てられてきました。ロイターにはこうあります。

そこは、地球の大気圏再突入で燃焼しきらなかった宇宙船の残骸を捨てる場所として使われている。ロシアのミール宇宙ステーションの残骸や、ゴミが詰まった貨物船などだ。この遠隔地は、4kmという深さと、大洋航路から離れていることから廃棄場所として選ばれた。

太陽帆で衛星を動かせるとすれば、他の宇宙船と同様にねらった場所に移動できるようになるはずです。つまり、人がいる場所に衛星が落ちてくるようなことは避けられると考えられます。

最後のフロンティア

かつてはみんな宇宙に衛星を送り込むことに躍起になっていましたが、今は軌道から衛星を取り除くことがフロンティアというわけです。でもこれは、今湧いてきた問題ではありません。たとえばNASAは、この問題に1980年代初頭から取り組んできていて、米国の国家宇宙政策にもこう明記されています。「数十年の宇宙活動が、地球の軌道をデブリで汚してきた。世界の宇宙進出国家が宇宙活動を増加し続けるにつれ、衝突が起こる可能性も増している。米国は主導的な宇宙進出国家として、これらの課題に取り組むことを深く決意している。」

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科学衛星のGOCEは2013年、地球の大気圏に再突入した。ほとんどのデブリが燃え尽きたが、衛星の4分の1ほどは南極と南アメリカの間の大西洋に叩きつけられた。(ESA)

NASA以外の政府機関でも、ESAも含めて同じような政策を掲げています。でも、それだけでは最近宇宙に進出してきた民間企業という大集団への強制力がありません。ESAがCleanSatで取り組んでいる課題は、古い衛星の処理方法をどうするかということだけでなく、いかに民間企業にルールを守らせるかということでもあります。ESAでは、ミッションのコストや効率への影響を最小限に抑えつつ、いかにコンプライアンスを得るかが問題だと言っています。NASAでも「多くの企業は自発的に、デブリを制限するための方策に従っている」と言っています

より多くの企業が宇宙に出て行くようになった今、宇宙の法律をどうすればいいかという問題が具体的に迫ってきたんです。宇宙にまつわる法的問題は、このゴミ問題だけでなく、ありとあらゆる分野に及びます。たとえば今後数年で民間宇宙旅行が始まりますが、そのときどういう機関がそれを管理すればいいのか、米国でいえば連邦航空局(FAA)なのか、みたいなことも決めなきゃいけません。それから、小惑星とか月とかの採掘権、開発権をどうするか、などなどもあります。

宇宙の法律なんて…SFか!と思ってしまうんですが、それが今急速にリアルになりつつあるんです。

Kelsey Campbell-Dollaghan - Gizmodo US[原文

(miho)