［クァク・ノピルの未来の窓］ 衛星の急増で昨年は1200基が大気圏再突入 宇宙ごみを量産…衝突のリスクも高まる
任務完了後も周回軌道に残っている衛星は、破片に分解され、数年間は軌道にそのまま残る可能性がある。衛星を軌道に打ち上げたロケットの一部も同様に軌道に残る。軌道を飛び交うこの宇宙の物体は、他の衛星や宇宙船と衝突する可能性がある危険な物体だ。また、重力の力によって徐々に高度が低下し、地球に墜落するリスクもある。
欧州宇宙局（ESA）が最近発表した宇宙環境報告書によると、完全な形態の衛星やロケットの本体が毎日3基以上、地球の大気圏に再突入していることが明らかになった。ESAは2017年から毎年、宇宙環境報告書を作成して発表している。
報告書によると、2024年の1年間に約1200基が地球の大気圏に再突入した。1日に平均3基を少し超える数だ。
報告書は、衛星の打ち上げの急増により、宇宙から戻って来る物体の数は今後も増え続け、これは最終的には地球の大気の状態と地上の間の安全に対する危機になる可能性があると警告した。現時点で地球の軌道を回る稼働中の衛星は1万1000基、10センチメートル以上の宇宙ごみは5万個を超える。重量基準では1万4000トンに達する。
このうち、米国や欧州などの宇宙監視ネットワーク（Space Surveillance Networks）が追跡するのは4万個程度だ。昨年だけで衝突や爆発などによって、宇宙ごみが3000個以上追加された。
ESAはレーダーと望遠鏡で追跡できる10センチ以上の物体のほかにも、1～10センチメートルの破片は120万個、1センチメートル未満の破片は1億4000万個以上あると推定している。
米国の天体物理学者ジョナサン・マクダウェル博士は先月4日、スペースドットコムのインタビューで「今日だけでも3個の物体が宇宙から戻ってきた」と述べた。マクダウェル博士が言及した3個の物体は、スペースXのインターネット向け衛星コンステレーション「スターリンク」2基と、43年前に発射されたロシアの偵察衛星「コスモス1340」だ。マクダウェル博士によると、現在、地球に落ちる物体の大部分はスターリンクの衛星だ。
スペースXは今後、スターリンクの衛星数を数万基以上に増やす計画だ。マクダウェル博士は、その場合には地球の大気圏に落ちる宇宙の物体の数が1日あたり15個まで増える可能性があると予想した。しかも、アマゾンのカイパー衛星や中国の星網など、スターリンクと競合する衛星の発射も多数が待機している状態だ。
■大気圏再入時にオゾン層破壊物質を排出
衛星を運営する企業は、およそ5年ごとに衛星を新モデルに切り替え、以前に使用していたものは任務完了後5年以内に地球の大気圏に再突入させて燃焼させる。
しかし、この過程で有毒物質が発生する。衛星本体はほとんどがアルミニウムを素材に用いている。アルミニウムが高熱の摩擦熱によって酸化されると、酸化アルミニウムが生成される。
酸化アルミニウムはオゾン層の破壊を加速させる。ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのエロイーズ・マレー教授（大気化学）は、「酸化アルミニウムをはじめとする金属酸化物や気体状態の窒素酸化物など、オゾンを破壊・汚染する物質が、これまで以上にさらに多く追加されている」と述べた。
多くの宇宙ごみは大気との摩擦熱によって燃え尽きるが、一部が残って地上まで墜落する場合は、財産や人命への被害が発生する可能性がある。たとえば、2月にはスペースXのロケット「ファルコン9」の破片が、ポーランドやウクライナの一部地域に落下した。また、3月には長さ10センチメートルの正体不明の金属破片がフロリダの一戸建ての屋根を突き破って落ちた。後にこの物体は、3年前に国際宇宙ステーションから捨てられたバッテリーの残骸であることが確認された。
もちろん、地球の表面の70％は海であるため、人が負傷するリスクはきわめて低い。しかしマクダウェル博士は、現在人類が直面している宇宙ごみの脅威の状況について「サイコロを投げるようなもの」だとして、「最終的には誰かが不運にも負傷することになるだろう」と述べた。
■衝突リスクで一部の軌道が使用できなくなるケースも
さらに多くの衛星が軌道に配置される状況では、宇宙ごみは増え続けざるをえない。報告書は、すでに低軌道（LEO）の一部区域では、稼働中の衛星の数が宇宙ごみの数に近づいたことを明らかにした。報告書は、積極的な除去対策が用意されなければ、一部の軌道は今後使用できなくなる可能性があると警告した。
ケスラーシンドロームの事態が発生しないとは限らないということだ。ケスラーシンドロームは、人工衛星や宇宙ごみの密度が臨界値を超える場合、これら同士の衝突が連鎖的に発生することで宇宙ごみが急増し、地球の軌道全体が宇宙ごみで覆われ、宇宙活動が事実上不可能になる状況を指す。
宇宙ごみの移動速度は時速2万7000キロメートルにもなるため、1センチ程度の物体でも衝突した場合には衛星システムを麻痺させるなど、大きな被害が発生する可能性がある。2016年には、国際宇宙ステーション（ISS）の観測用モジュール「キューポラ」の窓に、直径1000分の数ミリに過ぎないきわめて小さな破片が7ミリメートルの大きさの穴を開けたことがある。
クァク・ノピル先任記者 (お問い合わせ japan@hani.co.kr )
