宇宙ごみ(スペースデブリ)とは?

宇宙用語

宇宙ごみは,地球外の宇宙上にあるごみのこと

ごみ問題と言うと,ポイ捨てや不法投棄をするが,普段聞き慣れない宇宙ごみについて調べてみた。

環境問題という大きなカテゴリー

  • 公害系
  • 自然系
  • その他

その中でも,ごみ問題は,公害系に属する社会問題

宇宙ごみ=スペースデブリの個数と速度

宇宙ごみは,「スペースデブリ」とも呼ばれ,ロケットや壊れた衛星の破片が主となる。宇宙を周回している人工衛星の数はおよそ1400基

スペースデブリは,10センチ以上の大きさのものだけで2万3000個以上。小さいデブリは,正確な数は不明だが,1億個とも1兆個とも言われる

スペースデブリは,秒速7−8キロで飛んでおり,例えるなら弾丸の20倍ほどのスピード。そのため,衝突すると豆粒ほどの小さな物体でも,金属に穴が開くほどの威力。

宇宙ごみは地球の周りに均等に分布しているわけではなく、よく使用される人気の軌道に数多く存在する。特に、コンステレーション・地球観測衛星で使用される高度700〜1,000kmは大変混雑しており、通信衛星や気象衛星等が使用する高度36,000kmの静止軌道近傍、GPS衛星が使用する高度20,000kmが混雑している。

たとえ1mm程度のスペースデブリであったとしても、当たりどころが悪ければ運用中の衛星の故障、1cm以上の宇宙ごみの場合、ミッション終了につながる致命的な破壊となる可能性がある。

野口聡一さんも宇宙ごみについて・・・

宇宙ごみについて野口聡一さんのインタビューを拝見した。

日々宇宙ごみ(スペースデブリ)がぶつかってくるが、国際宇宙ステーションは、サッカー場くらいの大きさで滞在中、船外活動でステーションの一番端まで行って戻ってくるというのをやったが、船外活動中につかまる手すりも含めて表面全体に、本当にたくさんの宇宙ごみの衝突によってできた穴が空いている。

宇宙ごみは小さいけれども非常に早いので金属を貫通する威力がある。ぶつかってきた側の表面に小さな穴が開くだけではなく、その反対側は衝撃力の伝播によって爆発のようにめくりあがるという特徴がある。

宇宙ごみ=スペースデブリのルール

 

表:スペースデブリ低減のためのガイドラインサマリ

1 正常な運用中にスペースデブリを放出しない、または最小限にする
2 運用フェーズでの破砕を避けるよう設計するか、不具合が起きてしまった場合には適切に廃棄・無害化の処置を行うことができるよう考慮する
3 軌道設計時に、偶発的に軌道上で他物体と衝突する確率を最小限にするよう考慮する
4 意図的に破壊活動を行ったり、その他の危険な活動を回避する
5 残留燃料によるミッション終了後の破砕の可能性を最小にする
6 低軌道領域を通る宇宙機やロケットはミッション終了後、軌道から除去または軌道に長期的に留まらないよう廃棄すること(25年以内に廃棄)
7 静止軌道領域を通る宇宙機やロケットはミッション終了後、軌道から除去または軌道に長期的に留まらないよう廃棄すること(25年以内に廃棄)

引用元:宙畑

参考:https://www.unoosa.org/pdf/publications/st_space_49E.pdf

宇宙ステーションのロボットアームに宇宙ごみが当たった痕
画像:NASA

宇宙ごみ(スペースデブリ)の問題点

  1. 宇宙にある機器の損害(スペースデブリが衝突することである日突然使えなくなることも)
  2. 宇宙計画の中止(小さなスペースデブリで地球が覆われ、地球低軌道を横切れなくなってしまい、月面基地構築や火星探査などの宇宙計画ができなくなってしまう可能性がある)
  3. 地球への落下(人工衛星が大気圏に再突入する際、ほとんど燃え尽きる。しかし、稀に地上まで残骸が落下する)

現状解決するために取り組んでいること

  1. スペースデブリを出さない(ロケットや衛星などの機体から分離される部品を削減。運用終了後に爆発して大量の破片を発生させないように燃料を使い切る)
  2. スペースデブリを除去(役割を終えた機器の軌道を変え、安全に大気圏に再突入させる。デブリ除去衛星の推進)
  3. スペースデブリと機器の衝突を防ぐ
  4. 国際的なルール規定(スペースデブリ低減ガイドラインの規定、宇宙活動に関する国際行動規範の作成)

参考:JAXA

世界で唯一スペースデブリの除去に取り組む会社

スペースデブリの除去とは、ハエ取り紙のような接着剤でくっつける方法で軽くて宇宙でも使える粘着剤を搭載した捕獲衛星を開発。

粘着剤の重さ、わずか200g程度。軽いことで作成コストが低く、量産化可能。

株式会社アストロスケール https://astroscale.com/ja/

まとめ

地球上の環境問題のみならず宇宙の環境問題についても真剣に取り組む必要性がある。しかしながら、普段の生活で宇宙ごみは、馴染みもなく、問題があまり提起されていない。民間宇宙時代になっている今、軽視できない問題となっている。まずは、地球上の環境問題なら一人一人がすぐに取り組むことができる。新しい企業が参入してくる動向を調べていきたい。

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