宇宙ゴミ：なぜあるのか?取り除くことはできるのか?

宇宙ゴミ：なぜあるのか?取り除くことはできるのか?

私たちの惑星の大気の向こう側には神秘的な宇宙がある。人類はロケットや人工衛星を送り、広大な未知の世界を探究するために、膨大な時間とお金をかけてきたが、その全てが私たちに戻ってくるわけではない。少なくとも一つにまとまっているわけではない。私たちは確かに数多くの奇妙な物体を宇宙に送り込んできたが、現在地球の周りを周回している多くの壊れた物体の数に比べれば、それらは微々たるものである。

そして科学者たちは今、それらをどう宇宙から取り除くことができるか考えている。果たしてそれは可能なのか?ギャラリーを見て、確認しよう。

宇宙ゴミとは？

宇宙ゴミはスペースデブリまたは軌道デブリとも呼ばれ、宇宙に存在する消滅した人工物体を指す。これには、衛星、ロケット、その他の宇宙船の崩壊、侵食、衝突による破片が含まれる。

大きいものから、小さいものまで

宇宙ゴミのサイズは、小さな塗料の破片から機能停止した大きな人工衛星や使用済みのロケットステージまで多岐にわたる。実際、現在ではソフトボールよりも大きい追跡対象物体が、20,000個以上地球の周りを周回しているのだ。

ゴミの構成

宇宙デブリは、金属、プラスティック、さらには有機材料を含む幅広い材料で構成されている。

どこからきたのか

宇宙ゴミの発生源には、機能停止した衛星、使用済みのロケットステージ、爆発による破片、さらには宇宙ミッションで破棄された道具や機器も含まれる。場合によっては、デブリと活動中の衛星や宇宙船との衝突により、さらに問題を悪化させる多くのデブリが発生することがある。

地球低軌道

宇宙デブリの大部分は、地球低軌道(LEO)に集中しており、そこではほとんどの衛星や宇宙ミッションが運用されている。

監視と評価

宇宙デブリのの数を監視し続けることと、衝突のリスクを評価することは、この問題を軽減する方法と実行可能な対策を理解するために不可欠である。

追跡する方法

衝突を防ぐために、宇宙ゴミは米国宇宙監視ネットワーク(SSN)によって追跡されている。これはレーダー、望遠鏡、その他のセンサーの使用によって宇宙を監視している。

リスク

宇宙には空気がないため、デブリは抵抗なく高速で移動できる。これは、既存の衛星、宇宙ミッション、さらには国際宇宙ステーションの宇宙飛行士にさえも大きなリスクをもたらす。

長生き

一部のデブリ物体は、何年もあるいは何世紀にわたって軌道上に留まることもあり、それはその高度、軌道パラメータ、大気抵抗の影響によって決まる。

他の惑星

宇宙デブリは他の惑星にも点在していることが確認されている。特に火星では、その表面の多くのパーサヴィアンスの破片が発見された。これは、宇宙デブリの大きな問題点であり、宇宙旅行に影響を及ぼす。

クリアスペース-１

クリアスペース-１は、スイスの新興企業が主導するプログラムの1つで、軌道上から宇宙デブリを除去する実現の可能性を証明することを目的としている。2026年後半に開始する予定である。

国際連合

宇宙ゴミという世界的な問題を対処するには国際協力が不可欠である。国連宇宙空間平和利用委員会(COPUOS)は、宇宙デブリに対処し、責任ある宇宙活動を促進するための国際的な取り組みをうまく調整するという重要な役割を果たしている。

国連事務局

国連の別の部門である宇宙局(UNOOSA)は、宇宙検査とデブリ削減のためのガイドラインと最善の取り組みを推進している。

条約

国際条約や協定もいくつかあり、例えば、1967年の宇宙条約は、責任ある宇宙活動に取り組むためのフレームワークを取り決めたものだ。

衛星の衝突

破片の発生を削減するために、いくつかの戦略が提案されている。これらの戦略には、ゴミを制限する独自の衛星を設計することや、ミッション終了時の衛星の軌道脱離などが含まれる。

積極的除去

もう一つの解決策は、積極的デブリ除去(ADR)である。これには、機能停止した衛星や大きなデブリを軌道上から捕捉または除去することが含まれる。ADR手法には、デブリを捕捉したり軌道から外すためのロボットアーム、ネット、さらには銛までもが含まれる。

レーザー

地上設置のレーザーも、デブリを低軌道に押し出し、最終的には地球の大気圏に再突入して燃え尽きる解決策として提案されている。

イオンエンジン

イオンエンジンを備えた宇宙船を使用して、宇宙デブリの軌道速度を低下させて徐々に軌道から外すことを提案する人もいる。

情報化

シュミレーション研究は、さまざまなデブリ除去戦略の有効性と、宇宙交通における潜在的な影響を評価するのに役立つ。

大きいほど悪い

提案されている技術に関係なく、多くの科学者は、大きくてリスクが高いデブリを優先すべきであることに同意しており、これらは壊滅的な衝突を引き起こす可能性があるためである。

まだ解決策はない

一部の企業は、宇宙デブリを捕捉し除去するための技術を開発しているが、まだ広く導入されていない。

協力

世界中の宇宙機関や組織は、追跡、調査、見込みのある解決策に関して協力し続けている。しかし、これまでの努力にも関わらず、過去から存在するデブリと進行中の宇宙活動によって、宇宙デブリの数は増え続けている。

ケスラーシンドローム

ケスラーシンドロームとは、地球低軌道上の物体の密度が十分に高く、衝突がカスケードを引き起こし、さらなる衝突と宇宙デブリの大幅な増加につながるという理論的シナリオである。

防止

ケスラーシンドロームを防ぐには、新しいデブリの生成を制限し、既存のデブリを軌道から除去するための事前の対策が必要である。宇宙旅行には多額の費用が掛かるため、これを達成することは難しいと証明されている。

意識を高める

宇宙デブリの問題と、責任のある宇宙活動の重要性における意識の向上を図る教育と啓発キャンペーンが多く行われている。このプログラムでは、次世代の宇宙専門家をこの地球規模の課題の解決に参加させることにも努めているのだ。

持続可能性

持続可能な宇宙への取り組みには、責任ある衛星廃棄や宇宙船の設計などが含まれ、これらは宇宙デブリのさらなる蓄積を防ぐために不可欠である。

拡大

宇宙探査と商業活動が拡大す流につれて、宇宙デブリの課題への対処がますます切迫している。

制限事項

限られた資金、技術的制限、継続的な衛星の増加は、長期的な宇宙継続可能性の達成の障害物としてあり続けている。しかし、科学者たちは、継続的な努力が前向きな結果を生み出すことを期待している。

出典: (NASA) (Natural History Museum) (McKinsey & Company) (National Geographic)