宇宙ごみの問題を解決するには

A photo taken by Expedition 46 flight engineer Tim Peake of the European Space Agency (ESA) aboard the International Space Station shows Italy, the Alps, and the Mediterranean on January, 25, 2016. REUTERS/NASA/Tim Peake/Handout ATTENTION EDITORS - FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS PICTURE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. REUTERS IS UNABLE TO INDEPENDENTLY VERIFY THE AUTHENTICITY, CONTENT, LOCATION OR DATE OF THIS IMAGE. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - TM3EC311KON01
More than half-a-million pieces of space junk larger than a marble orbit the Earth.Image: REUTERS/NASA/Tim Peake/
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中国初の宇宙ステーション「天宮1号」は、制御不能のまま地球の大気圏に再突入し、4月1日に南太平洋上空で墜落した。

実際、同ステーションは再突入時にほぼ燃え尽きた可能性が高い。皮肉にも、海洋で最も孤立した場所であり、宇宙機関が古い宇宙機を意図的に誘導して落下させる「宇宙機の墓場」と呼ばれる地点のすぐ近くだった。

中国当局は2016年に同ステーションとの通信を失い、それ以降は誘導できなかった。

天宮1号は地球に戻って燃え尽きた宇宙ごみの一例であり、地球の大気圏に再突入するほかのごみの大半と同じだ。それは悪いことではない。

しかし、大量の宇宙ごみは地球周辺のさまざまな軌道にとどまり、衛星や国際宇宙ステーション(ISS)、さらには地球近傍を離れて小惑星、月、火星へ向かう将来のミッションを脅かしている。

地上の高速道路に散乱するタイヤ片にも少し似て、宇宙ごみには古い衛星の塗料片やボルト、大きな構造部品、機能を失った衛星全体などが含まれる。また、ロケット打ち上げ後に地上へ落下しないロケットの段など、使用済みのロケット機体も含まれる。ビー玉より大きなごみの総数は50万個を超える。

Image: NASA

大きな違いは、高速道路で時速100 kmの車がごみにぶつかるのも危険だが、軌道上の物体は時速28,000 kmというはるかに速い速度で移動していることだ。これは、物体が軌道上にとどまり、地上に落下しないために物理法則が要求する速度である。

この速度では、小さなボルトひとつでも衛星全体を破壊したり、宇宙ステーション全体を危険にさらしたりするおそれがある。そのため、ISSに滞在する宇宙飛行士や宇宙飛行士は、宇宙ステーションの近くを通過すると追跡されたごみがある場合、年に数回、脱出カプセルに避難しなければならない。現在、人をISSへ送り届け、帰還させる手段を提供しているのはロシアのソユーズだけだ。

一般に最も汚染が進んでいるとされるのは、地上から200~2,000 kmの軌道(低軌道、LEO)と、高度36,000 kmの軌道(静止軌道)である。

これは深刻化する問題で、映画『ゼロ・グラビティ』を通じて広く知られるようになった。

LEOで制御不能になった宇宙ごみ、いわゆるケスラーシンドロームは、現実には映画ほど劇的ではないだろう。しかし、それでも深刻で、ますます拡大する脅威である。

この世界的なリスクに対処するには、重要な要素が2つある。

まず、最も混雑した軌道から、最も危険性が高く大きなごみを除去し始める必要がある。

アストロスケールやセイバー・アストロノーティクスなど複数の企業が、すでにこの非常に複雑で技術的な解決策に取り組んでいる。基本的な構想は、専用衛星でごみをつかみ、両方を軌道から離脱させ、前述の「宇宙機の墓場」の上空で両方の物体を燃やし尽くすことだ。

強力なレーザー光線で物体を移動させる技術もある。すぐに取り組み始めることが重要だ。現在の科学的推計によれば、積極的にごみを除去しなければ、今後数十年で一部の軌道が利用できなくなる。

このようなごみと同じ速さで移動する物体を捕捉するのは難しいが、確実に可能だ。実際、宇宙機は常にISSにドッキングしている。

より大きな課題は、資金調達と国際協力である。こうした「ごみ収集」ミッションの費用を誰が負担するのかという問題は厄介だ。おそらくさらに難しいのは、国際的な外交交渉を進め、たとえばロシアに対し、同国の古い軍事衛星をテクノロジー企業が軌道から離脱させる必要があると説得することだ。

Image: ロイター

軌道を長期にわたって利用できるようにするための課題のもう一つは、新たなごみの発生を最小限に抑えるよう、宇宙での現在の行動を改めることだ。運用中の衛星や新たなミッションには、より慎重に対応する必要がある。

国連の宇宙ごみ低減ガイドラインは、さまざまな主体に適切な行動規範を守らせるための主要な国際的取り組みの一つだが、遵守は任意である。

さまざまな軌道には現在、1,500基を超える稼働中の衛星があるが、その数は今後数年間で大幅に増える見込みだ。

OneWebやSpaceXなど、数百から数千基の衛星で構成される大規模な衛星コンステレーションが現在(主にLEO向けに)開発されており、世界のあらゆる地域に手頃な価格の接続環境を提供すると期待されている。

宇宙へのアクセスを求める競争には、新たな国々も参入している。これほど交通量が増えるなか、民間と公的機関のすべての主体に、より持続可能な考え方を促すにはどうすればよいのだろうか。

宇宙技術に関するグローバル・フューチャー・カウンシルは、民間主体の取り組みを促すための業界枠組みを策定している。ほかの取り組みも必要だ。

軌道は地球環境の重要な一部であり、海洋と同じく世界の共有財産である。将来の世代のために、この資源を守る必要がある。

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