スペースデブリ（宇宙ゴミ）：人間は宇宙への自分の道をブロック

1950年代に宇宙探査の時代が始まって以来、人間はロケット、人工衛星とゴミで宇宙を埋め尽くしてきています。そして、ある日、私たちは結果に直面しなければなりません。宇宙の汚染を止めることはできるでしょうか？確認してみましょう。

目次

• スペースデブリとは
• スペースデブリの量
  • 宇宙ゴミの増加
• スペースデブリの発生源は何？
• デブリはなぜ問題なのか？
  • ケスラーシンドロームとは何？
• スペースデブリと衝突
  • スペースデブリがISSに衝突
  • スペースデブリが月に衝突
  • スペースデブリの地球への落下
• 宇宙のゴミの除去方法
• スペースデブリのマップ

スペースデブリとは

スペースデブリ（または宇宙ゴミ、英語：space debris、space junk）は人間が宇宙に残した不要な物体または物質です。例えば、運用が終了した人工衛星の破片などです。宇宙で見つかったオブジェクトの例を次に示します。

• ロケット本体；
• ネジとボルト；
• ペイントの部分；
• グローブ；
• 毛布；
• 歯ブラシ；
• ペンチのペア;
• ツールバッグ。

スペースデブとは主に地球の軌道上にある物体を指しますが、人類はどこにでもゴミを残すことができます。例えば、月ではです。

スペースデブリの量

2022年8月の時点で、欧州宇宙機関は[宇宙監視ネットワーク]によって定期的に追跡されている31,870個のスペースデブリについて報告しました。しかし、すべてのスペースデブリが追跡されているわけではありません。監視システムは、地球低軌道では直径10cm以上、静止軌道では直径1m以上の宇宙物体しか観測できません。統計モデルに基づくと、追跡されていない約1億3,100万個があります。それらのほとんどのサイズは1mmから1cmです。

宇宙ゴミの増加

カタログ化された軌道上でオブジェクトの数は、過去数十年間、比較的直線的に増加しています。IAAの報告によると、地球の軌道上で追跡されたスペースデブリのおおよその量は次のとおりです。

• 1993年：7,700個
• 2001年：8,700個
• 2005年：10,300個
• 2013年：16,600個
• 2016年：17,700個
• 2022年：31,870個

スペースデブリの発生源は何？

宇宙ゴミは、人間がロケットや衛星を宇宙に打ち上げた結果です。多段ロケットの切り離しなどによって生じた破片は地球の軌道に残ります。人工衛星には寿命があり、最終的には動作を停止し、宇宙に浮遊する金属片になります。宇宙飛行士は、宇宙船を修理しているときに、道具などを宇宙で失います。

スペースデブリの一部は、人工衛星の衝突によって形成されます。人工衛星が衝突すると、それらは何千もの破片に分裂し、無数の新しいデブリが発生します。その上、米国、中国、インドなどの一部の国では、ASAT（対衛星兵器）を使用して衛星を爆破し、何千もの新しいデブリを作成しています。

デブリはなぜ問題なのか？

スペースデブリの現在の最大の脅威は、運用中の衛星、宇宙船、国際宇宙ステーションへの潜在的な損傷です。一方、将来の宇宙探査に対する脅威の可能性についての予測は異なります。

宇宙ゴミの数は、主に地球低軌道で増加します。人類はそこにある衛星の数を絶えず増やしており、衝突の可能性が高くなります。衝突を避けるために、衛星はスペースデブリの軌道から離れなければなりません。毎年、すべての衛星（ISSを含む）が何百回もの衝突回避操作を実行しています。

一部の情報源は宇宙ゴミが軌道運用をより高価で難しいものにするだろうと主張しています。衛星はより多くの回避操作を実行する必要があり、運用がより困難になります。また、これらの操作には追加の燃料が必要であり、宇宙ゴミから守るためのシールドも必要になる可能性があります。

他の研究者は、スペースデブリが2055年以降に深刻な問題になり、さらなる宇宙探査がほぼ不可能になると考えています。地球低軌道の破片のレベルが非常に高くなるため、それを減らすための対策は役に立たないと言っています。

ケスラーシンドロームとは何？

ケスラーシンドローム（英語：Kessler Syndrome）は、地球の軌道にスペースデブリスが多すぎるため、より多くのオブジェクトが衝突し、より多くのデブリが作成されるシナリオです。したがって、さらなる衝突の可能性が高まります。最終的には、地球の軌道が使用できなくなる点につながります。映画のゼロ・グラビティで、この理論の表現を見ることができます。ケスラーシンドロームは、1978年にこの考えを思いついたNASAの科学者であるドナルド・ケスラーにちなんで名付けられました。

スペースデブリと衝突

理論がわかったので、宇宙ゴミが関係する実際の事故を見てみましょう。

スペースデブリがISSに衝突

1999年以来、国際宇宙ステーションは既知の宇宙ゴミを避けるために25回以上コースを変更しました。ただし、ISSを完全に救ったわけではありません。2019年までに、[1,400個以上の隕石と宇宙ゴミがISSと衝突したことが記録されました]。太陽電池アレイ、米国とロシアの窓、ラジエーターなどを含むいくつかのセクションを損傷しました。

スペースデブリが月に衝突

2022年、初めて宇宙ゴミが月面に衝突しました。2014年に打ち上げられた中国のロケットの上段は、2022年3月4日に月の裏側に衝突しました。その衝突を目撃した人はいませんでしたが、コンピュータシミュレーションによると、ロケットの破片はヘルツスプルングクレーターの近くに着陸しました。その結果、直径約20mのクレーターが出来ました。

スペースデブリの地球への落下

宇宙ゴミのほとんどは大気中で燃え尽きますが、破片は何度も地表に衝突しています。しかし、それらは重大な損害を引き起こしませんでした。

• 1962年9月5日に、記録された最も初期のイベントの1つが発生しました。その日にスプートニク4号の破片がウィスコンシン州マニトウォックに落下しました。大きさは0.15m、重さは9.5kgでした。
• スペースデブリの（ほぼ）直撃で最初に負傷した人は、2002年に中国の6歳の少年のウー・ジエでした。子源2号B衛星の打ち上げからの10kgのアルミ片がウー・ジエが遊んでいた木に落ちました。ウー・ジエは足の指を骨折し、額にこぶができました。
• 2022年7月31日、長征5号Bのコアステージは、インドネシアとマレーシアの上空で制御不能な再突入を行いました。多くの人がこれを目撃しましたが、誰もけがをしませんでした。

宇宙のゴミの除去方法

通常、宇宙ゴミは、大気圏に再突入してそこで燃え尽きるまで地球を一周します。物体の高度にもよりますが、これには数年から数千年かかります。600km未満の物体は、数年後に大気圏に再突入する可能性があります。高度800kmの破片は、何世紀にもわたって地球を一周し続けることができます。1,000kmを超えると、彼らは何千年もの間、地球を周回し続けます。

しかし、宇宙をきれいにするために、宇宙への打ち上げをやめることはできません。地球の軌道はすでに数多くのデブリで満たされ、新たな打ち上げがなくても、それらは衝突することで増殖していきます。計算上、直径10～20cmのピースだけが3.2倍になります。

したがって、すべてのスペースデブリが消えるまで待つことはできません。現在、世界中の企業は運用が終了した人工衛星を処分するための新しいプロジェクトを開発しています。そのためには、破片が燃えるために、大気中に引き戻す必要があります。これらのプロジェクトには、銛、ネット、磁石、さらにはレーザーが含まれます！

そのような最初のミッションは2025年に予定されています。このとき、欧州宇宙機関は、ベスパと呼ばれる破片を1つ除去するために、4つのアームの探査機を打ち上げます。計画によると、探査機はベスパをつかんで大気圏に引きずり込み、そこで両方とも燃え尽きます。ミッションの費用は1億2000万ユーロです。

もう1つのより現実的で安価な方法は、役に立たなくなったオブジェクトを軌道に残さないことです。IADCから、これを行うための国際的なガイドラインがあります。

スペースデブリのマップ

スペースデブリを自分で追跡できます。地球の軌道上にある衛星の3Dモデルを示すスペースデブリのマップを使用できます。デブリや老朽化した人工衛星を含みます。または、スペースデブリを追跡できるSatellite Trackerアプリを入手できます。画面の右上隅にある「スペースデブリ」というセクションの衛星アイコンをタップすると、それらを見つけることができます。また、ほとんどのデブリには、名前の末尾に「DEB」（英語のdebrisから）が付いています。

結論：スペースデブリまたは宇宙ゴミは、宇宙に残された人工物です。それらには、死んだ衛星から歯ブラシまで、さまざまなオブジェクトが含まれます。人類が地球の軌道を壊し続けると、最悪の場合、宇宙探査が不可能になります。宇宙関連企業は、この問題の解決に取り組んでいます。