間一髪で衝突回避 ── 人類の宇宙への道を閉ざす“宇宙ゴミ”の危険性

宇宙開発競争が始まって以来、数千回の打ち上げによって宇宙ゴミ（スペースデブリ）が増大した。ほとんどの宇宙ゴミは2つのゾーンにある。約250マイル（約400km）上空の地球低軌道と約2万2300マイル（約3万6000km）上空の静止軌道だ。

下段ロケット、衛星、さらには古い宇宙服のような、ソフトボール大、あるいはそれより大きな物体が2万3000個、さらに指の爪サイズからソフトボール大程度の物体が65万個以上ある。

1億7000万ほどの、鉛筆の先くらいの小さな破片もある。爆発したボルトや塗料の破片などだ。

出典 : ESA

2007年、中国が古い衛星の1つを｢対衛星兵器｣で破壊、無数の破片が軌道に散らばった。2009年には、古いロシアの衛星とアメリカの衛星が衝突、さらに危険なゴミが増えた。

インドも2019年3月27日に行った、衛星破壊ミサイルのテスト｢ミッション・シャクティ｣で数千の破片を発生させた。

出典：Business Insider

宇宙空間に残されたロケットには燃料が残っていることがある。宇宙の厳しい環境がロケットのパーツを徐々に弱めるにつれ、燃料は混ざり、爆発し、いずれにしても数多くの破片をまき散らす。

宇宙ゴミは大きなものではない。だが重要な機器に壊滅的な損傷を与えるのに十分なスピードで飛んでいる。1つの小さな衝突が宇宙飛行士にとっては致命的なものになり得る。

2010年、NASAのシニア・サイエンティスト、ジャック・ベーコン（Jack Bacon）は、10センチ大のアルミニウム製の球体の衝突は、TNT火薬7キロ分の爆発に相当するとWiredに語った。

宇宙ゴミが手に負えない状況になった場合、1つの衝突が別の衝突をもたらし、さらに多くの宇宙ゴミが広がっていく。｢ケスラー・イベント（Kessler event）｣として知られる衝突の連鎖だ。

NASAのジョンソン宇宙センターで働いていた天体物理学者のドナルド・J・ケスラー（Donald J. Kessler）は1978年に発表した論文に、その研究を記している。ケスラーとNASAの同僚バートン・G・クール=パレ（Burton G. Cour-Palais）は今後数十年のより多くの打ち上げによって、宇宙での衝突の危険性は増加すると結論づけた。

ケスラーが研究の中で説明したように、物体が大きくなればなるほど、衝突時に発生する宇宙ゴミは多くなる。したがって、同じような軌道上に多くの衛星がある場合、大きな物体は衝突の連鎖を助長するリスクが極めて高くなる。

ケスラー・シンドロームは、地球の周りの宇宙空間に小惑星帯のように宇宙ゴミが広がった場所を作り出す。これらは数百年の間、新たな人工衛星や宇宙船にとって、非常に大きな危険となる可能性がある。つまり、人類の宇宙へのアクセスは著しく制限される。

出典 : Inter-Agency Space Debris Coordination Committee

ケスラー・シンドロームは、宇宙ステーションのクルーが偶然の衝突によって危険に晒される映画『ゼロ・グラビティ』の主題。だが、ゴスナーはこうした大惨事の可能性は小さいだろうと語った。

ケスラー・シンドロームを防ぐために、古い衛星や破片を除去する仕組みは現在のところ存在しない。その代わり、宇宙ゴミは地球から監視されている。また新しい規則によって、地球低軌道上の衛星は25年で軌道から外さなければならず、さらなる宇宙ゴミが加わることはない。

ケスラー・シンドロームを防ぐ取り組みの中心的存在は、宇宙監視ネットワーク（Space Surveillance Network：SSN）。アメリカ軍が主導しているSSNは、世界中の30のシステムを使って、宇宙ゴミの特定、追跡、情報の共有を行っている。

地球上のレーダー観測網によって、多くの物体が昼夜を問わず追跡されている。

地上の光学望遠鏡も宇宙ゴミを観測している。すべてが政府によって運営されているわけではない。｢実際、民間企業は数多くの望遠鏡を設置している｣とゴスナー。政府は民間による宇宙ゴミ追跡に費用を出している。

宇宙望遠鏡も宇宙ゴミを追跡している。おそらくトップ・シークレットの軍事衛星であるため、詳細は分からない。

政府や企業によって発見された物体は、宇宙ゴミのリストに追加され、既知の宇宙ゴミの軌道に照らし合わせてチェックされる。新しい物体の軌道はスーパーコンピュータで計算され、衝突の可能性が確認される。

アメリカ空軍第18宇宙管制隊のリーダー、ダイアナ・マッキーソック（Diana McKissock）は、SSNの宇宙ゴミ追跡を支援している。彼女によると、監視ネットワークはNASA、衛星関連企業、および宇宙船を保有する他のグループに対して2つのレベル（ベーシックとアドバンスド）の警告を発信する。

SSNは、1万分の1の衝突の可能性がある場合、3日前にベーシック・エマージェンシー・レポートで公表する。その後、衝突の可能性がなくなるまで、日に数回、情報を更新する。

アドバンスド・エマージェンシー・レポートは、3日以内に、より衝突が起こる可能性が高い場合に衛星通信事業者などに警告を発する。｢2017年、我々は30万8984件のデータを提供した。緊急通報が必要なものは655件だった｣とマッキーソックはBusiness Insiderにメールで述べた。そのうち、579件が地球低軌道（衛星が集中している）上だった。

衛星を運用してい企業がSSNのアラートを受信した際は、通常、少量の推進剤を燃焼させて、衛星を別の軌道に移し、危険を回避する。

スペースXのような企業がより多くのロケットを打ち上げている。だが、マッキーソックは｢我々の日々の懸念は、ケスラー・シンドロームのような最悪の事態ではない｣と語った。

最優先事項は、数百万ドルもする衛星の損傷を回避し、宇宙飛行士の安全を確保することだ。｢監視し、衛星を制御して衝突を回避することが重要だ｣とゴスナーは語った。｢衛星のみならず、そこから生まれる宇宙ゴミを減らすためにも、非常に重要な問題になる｣

中国の宇宙ステーション｢天宮1号｣のように、巨大な物体が地球に戻って燃え尽きたような時は、祝うべきもので、頭を悩ませるべきものではない。

天宮1号の次に地球に落下する可能性のある大きな物体は、NASAの12.25トンのハッブル宇宙望遠鏡。2021年には軌道から外される。

最期の日を迎えた他の衛星と同様に、ハッブル宇宙望遠鏡は（最終的には、国際宇宙ステーションも）、｢宇宙船の墓地｣に落とされる。太平洋上の、人が住む場所から最も離れた地点だ。