がらくたについて考えるとき、ゴミ箱や埋め立て地のようなものが思い浮かびますが、地球から肉眼で見るのが難しい別のがらくた問題があります。研究者は、スペース ジャンクは増大しつつある問題であると警告しており、早急に対処しなければ、すぐに対処しきれなくなる可能性があります。
現在、地球の軌道を占有している合計 6,542 個の衛星がありますが、実際に何かを行っているのはそのうちの半分だけです。残りの半分は非アクティブです — それらはただのがらくたです。問題をさらに深刻にしているのは、2020 年に 1,200 を超える衛星が打ち上げられたことです。これは記録ですが、一般的に言えば、軌道に投入される衛星の数はますます増えると予想されます。
ある日、地球の軌道が過密状態になり、2 つの巨大な衛星が衝突したと想像してみてください。両方の衛星は小さな破片に分解され、他の衛星とさらに衝突し、一連の止められない衝突と多くのがらくたの破片が飛び交う.これはすでに数回発生しています。
これらの衝突により、私たちの惑星の軌道はデブリでますます散らばり、最終的にはロケットや人工衛星を打ち上げる余地がなくなってしまいます。大量のスペース ジャンクのために地球の軌道が完全に使用できなくなるような状況は、ケスラー シンドロームと呼ばれます。これは、1978 年に NASA の科学者ドナルド J. ケスラーによって最初に想定された現象です。
幸いなことに、私たちはまだその段階ではありません。今のところ、宇宙ゴミは大きな問題ではないように思われますが、航空宇宙の専門家は、今後数年間で衛星の打ち上げと宇宙ミッションの数が劇的に増加する可能性があり、これにより宇宙にゴミが増え、地球の軌道がより混雑する可能性が高いと示唆しています。これまで以上に。簡単に言えば、すぐに行動を起こさなければ、すぐに手遅れになります。
目次
- 1 スペース ジャンクとは何ですか?なぜ危険なのですか?
- 1.1 小さいながらも大きくなっている問題
- 2 地球の軌道から宇宙ゴミを解放することは可能ですか?
- 2.1 結論
スペース ジャンクとは何か、なぜ危険なのか
宇宙ゴミは総称です。人工衛星の部品やロケットの部品、宇宙にある人工機械の残骸などを「スペースジャンク」と呼びます。これまで、NASA は、地球の軌道上を目的もなく移動している 27,000 個のそのようなアイテムを追跡してきました。この軌道上の破片は 24,000 km/h (15,000 mph) の速度で移動できるため、そのような高速で移動するがらくたは、機能している衛星や通り過ぎるロケットにいつでも衝突して破壊する可能性があります。
この被害の一部はすでに実際に発生しています。 2021 年 3 月、米国宇宙軍の宇宙管制部隊である第 18 宇宙管制飛行隊 (18SPCS) は、Object 48078 という名前の小さな破片が中国の雲海 1-02 衛星に衝突したことを確認しました。天体物理学者のジョナサン・マクダウェルによると、オブジェクト 48078 は、1996 年に打ち上げられたロシアのロケット、ゼネット 2 の残骸でした。マクダウェルはさらに、衝突後に「雲海 1-02 衛星が壊れた」と付け加えました。
しかし、宇宙ゴミによるこのような衝突はまだまれです。 Yunhai 1-02 の墜落事故の前に、報告された最後の衝突は 2009 年でした。さらに、このような衝突は、衛星の位置を調整することによって、ミッション コントローラーによって防ぐことができます。毎年、多くの衛星がスペース ジャンクとの衝突を避けるために複数回操作されています。国際宇宙ステーション (ISS) でさえ、1998 年の打ち上げ以来、20 回以上のジャンク回避操作を実行しています。
スペース ジャンクの問題は、今のところ大きな問題のようには見えませんが、適切に対処しなければ、将来、地球の軌道に混乱が生じる可能性があります。
小さいながらも大きくなっている問題
2010 年以前は、毎年 100 機程度の衛星しか打ち上げられませんでしたが、2020 年には初めて 1000 機以上の衛星が宇宙に打ち上げられました。これまでのところ、今年はすでに 1400 個の新しい衛星が軌道に投入されているため、2021 年もその数は増加し続けています。
さらに、宇宙探査の初期には、NASA、Roscosmos、欧州宇宙機関など、衛星を宇宙に送る機関はごくわずかでした。今日では、SpaceX や Blue Origin などの活発な民間企業が航空宇宙産業にブームを巻き起こし、ますます多くの衛星を打ち上げています。これらの企業は、今後数年間で地球の軌道上にメガ コンステレーション (広い軌道領域をカバーする衛星のグループ) を打ち上げ、世界中にワイヤレス ブロードバンド インターネット サービスを提供することを計画しています。しかし、これはスペース ジャンクの問題に新たな脅威をもたらします。
これらのメガコンステレーションは、地球の周りを回る衛星の数に前例のない増加をもたらすでしょう (報告によると、地球の軌道には 2030 年までに 100,000 個の衛星があるかもしれません)。打ち上げのたびに、スペース ジャンクの量も増加し、軌道がより混雑します。その結果、既存の衛星と新しい衛星の両方が、より多くの衝突回避操作を実行する必要があります。
したがって、衛星を宇宙ゴミから救うために、より多くの燃料と資源が費やされることになります。遅かれ早かれ、宇宙ミッションの数が増えるにつれて、スペース ジャンクの量が増え、宇宙空間での衝突の頻度が高まり、最終的にはケスラー シンドロームを引き起こす可能性があります。
地球の軌道からスペース ジャンクを解放することは可能ですか?
スペース ジャンクのクリーンアップは、思ったほど簡単ではありません。まず第一に、禁止を課すことは有望なアイデアとは思えません。
ロケットは、宇宙を探索し、銀河系の他の惑星に関する情報を収集するために打ち上げられますが、人工衛星は、通信、ナビゲーション、軍事支援、地球観測、天気予報、鉱物探索、その他多くの目的で地球の軌道に配置されます。人間にとって非常に重要な活動。したがって、宇宙ミッションと新しい衛星の打ち上げを禁止することは、明らかに解決策ではありません.
私たちの惑星の軌道をきれいにすることは、高価で複雑なプロセスです。しかし、研究者と宇宙機関はこれに取り組んでおり、地球の軌道から宇宙ゴミを取り除くための新しい興味深い方法を考え出し続けています.
2012 年頃、EPFL (スイス連邦工科大学) で働く研究者グループが、特定のスペース ジャンクに付着し、それを地球に引きずり戻すことができる特別な衛星 (CleanSpaceOne と呼ばれる) のアイデアを思いつきました。研究者たちは、地球への旅の間に、衛星と宇宙ゴミの両方が大気の熱によって燃やされるだろうと提案しました.
このアイデアは有望に思えますが、費用もかかりますし、衛星を 1 つずつダウンさせるには非常に時間がかかります。
2016 年、日本の宇宙航空研究開発機構は、惑星の磁場を使用して地球の大気に宇宙ゴミを向けることができる電気力学的テザーを宇宙に送りました。数年後、英国のサリー宇宙センターは 2018 年 4 月に RemoveDEBRIS プロジェクトを立ち上げました。 RemoveDEBRIS イニシアチブの下で、宇宙ゴミを捕獲するための網、銛、およびドラッグセイルを含む方法の有効性がテストされました。
パデュー大学の研究者は、2020 年に Spinnaker3 という名前のドラッグセイルも開発しました。この強力なドラッグセイルは、操作中に燃料を必要としないため、スペースジャンクに対処するための効率的で費用対効果の高い方法です。さらに、ロケットサイズのスペースデブリでさえ、地球の大気圏に引きずり戻して安全に破壊することができます。 Spinnaker3 は、2021 年 11 月に Firefly ロケットで打ち上げられる予定です。
日本の軌道ジャンク除去会社である Astroscale は、2021 年 3 月に ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale-demonstration) 衛星を打ち上げました。この高度なデブリ除去システムは、磁気衛星捕捉技術を使用して、地球の軌道から小さな非アクティブな衛星を選び出します。 . ELSA-d は、2021 年 8 月 25 日に最初の衛星捕捉テストを成功裏に完了し、現在、宇宙ゴミの除去プロセスの次の段階に進んでいます。
結論
一般的にそうであるように、予防は治療よりも優れています。スペース ジャンクの場合、まだ大きな問題にはなっていませんが、大きな問題になる頃には、大きすぎて効率的に処理できなくなる可能性があります。そのため、できるだけ早く行動することが最善です。
航空宇宙の専門家はこれを綿密に追跡しており、彼らの研究が裏付けられれば、宇宙の効果的な廃棄物管理戦略がすぐに明らかになるでしょう。そして、最初の惑星間ピクニックに行く準備が整う頃には、緑 (願わくば)、そして美しい軌道ビュー。
