6月 16, 2024

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欧州と日本が軌道上のデブリ処理で先頭に立つ

欧州と日本が軌道上のデブリ処理で先頭に立つ

  1. 掴んで、軌道から外して、燃やす
  2. ヨーロッパの浄化は2026年に計画されている

宇宙打上げに起因する宇宙空間の大量のデブリや破片の除去、封じ込め、または無力化 生活と世界経済の持続可能性を維持するためには、これは絶対に必要であり、1957 年以来その傾向は加速しています。

欧州宇宙機関(ESA)のスペースデブリに関する最新報告書(2023年6月付け)によると、同機関のレーダーと望遠鏡は、時速2万8000キロで野放しに飛行する地球の周りを周回する3万5150個のデブリを追跡しているという。 しかし、ESAの宇宙観測ネットワークの推定によると、10センチメートルより大きい物体は3万6500個、1センチから10センチメートルまでの物体は100万個、1センチメートルより小さい物体は1億3000万個である。

世界中の宇宙機関に関連する科学および工学コミュニティは、打ち上げ会社、衛星運用者、および政府に対し、標準の必要性について長年警告してきました。 破片の蓄積と、すでに宇宙に存在するロケットや人工衛星からの破片や破片の急いでの処分を防ぐため。

国際宇宙ステーションの宇宙飛行士は、小さな破片が軌道複合体に衝突するのではなく、弾丸よりもはるかに速く移動すると指摘しています。 写真/NASA

優先順位の観点から言えば、青い惑星の飽和した低軌道を高度 2,000 キロメートルまで掃引することが不可欠です。 「地球上で持続可能な発展を達成するには、宇宙の持続可能な利用を確保しなければならない」というのが、2013年にアストロスケール社を設立した日本の起業家、岡田光信氏(51歳)の叫びだから、私たちは仕事に取り組まなければならない。 重要で役に立たない天体を軌道上から除去することに尽力します。

しかし、望ましい目標を達成することは、言うは易く、達成するのは非常に困難です。 既存の瓦礫の除去は困難な作業であり、最適なソリューションを提供できるテクノロジーの開発には巨額の投資が必要です。 この課題への取り組みに最も関与している組織は、ESA と宇宙航空研究開発機構 (JAXA) です。

日本の起業家、岡田光信氏(立っている)は、軌道上からスペースデブリを除去するためにアストロスケールという会社を設立した – 写真/日本政府

掴んで、軌道から外して、燃やす

両社とも、少なくとも表面上は非常にシンプルにスタートしました。 JAXA と ESA は両方とも、さまざまな理由から、地球上にぶら下がっている使用不可能な大型構造物を除去するプロジェクトに取り組んでいます。 リードミッションは日本のADRAS-Jで、これはアストロスケール・ジャパンのActive Debris Removalの略です。

日本のH-IIAロケットの第2推力段は、破片なしで軌道から破壊されることを目的としています。 重量 3 トン、長さ 11 メートル、直径 4 メートルのこのシステムは、制御不能な状態で地球の周りを 600 キロメートル周回します。

2009 年 1 月 23 日以来、完全に荒廃し続けています。 三菱電機が製造した宇宙探査機「いぶき 1 号」は、地球上に蓄積する二酸化炭素とメタンの量を測定することに特化していました。 任務を完了した後、H-IIA の最終段は軌道上に閉じ込められ、地球の重力場に再突入することはありませんでした。そうすれば、大気の上層との摩擦で地球は完全に破壊されてしまうでしょう。

ADRAS-J2は、600キロメートル離れた日本のH-IIAロケット、重さ3トン、長さ11メートル、直径4メートルのロケットの第2推力段を捕捉するために2025年に打ち上げられる予定である。 写真/アストロスケール

JAXAは、H-IIAロケットからスペースデブリを2段階で除去するという課題に取り組みました。 第 1 段階では、150 kg の小型衛星 ADRAS-J をロケットから数百メートル離れた位置に配置し、あらゆる角度から調査を行いました。 「低軌道にある破片は秒速約8キロメートルで移動し、弾丸の10倍の速さで移動する」ため、この作業は簡単ではなかったと同氏は振り返る。

2月18日に軌道に投入されてから徐々に接近し、4月中​​旬から接近を続けている。 ADRAS-Jミッションの成功裡の完了により、JAXAは現在、2番目で最後のミッションをAstroScaleに再割り当てしました。それは、2025年に2番目の衛星ADRAS-J2で巨大なH-IIAアレイを周回するというものです。 ロボットアームを装備したロケットは、ロケットの上層大気の残存物をつかみ、高速摩擦で完全に焼き尽くします。

欧州の取り組みはClearSpace-1で、2026年に高度550キロメートルで重さ94kgの小型衛星Proba 1を捕捉して軌道に乗せることを目指している。 写真/ESA-クリアスペース

ヨーロッパの浄化は2026年に計画されている

ESAは宇宙からデブリを除去する技術の試験にも取り組んでいる。 その構想はClearSpace-1と呼ばれ、その目標は、高度約550キロメートルに位置する重さ94kgの欧州の小型衛星プロバ1号を捕捉して軌道に乗せることである。 「低軌道にあるデブリは秒速約8キロメートルで移動し、これは弾丸の10倍の速さだ」とESA長官のジョセフ・アシュバッハー氏は言う。

スイスの企業ClearSpaceが制作したこの実証ミッションは2026年に開始される予定だが、日付はまだ発表されていない。 ClearSpace-1は、ESAが過去10年間で1,600キログラムのe.Deorbit衛星を構築する2度目の試みだったが、中止された。

宇宙機関は、地球の大気の上層に侵入して燃え尽きる可能性がある軌道上の大きな構造物を捕捉するために衛星を構築しています。 写真/ESA-デイビッド・デュクロース

現在までに知られている限りでは、 米国は宇宙ゴミを軌道上から排出する実験を1回だけ実施した。 空軍研究所は、2003 年 1 月 29 日に実験用超小型衛星 XSS-10 を打ち上げました。

重量 31 kg で小型の高解像度カメラを備えたその任務は、高度 800 km の軌道上で制御不能になったボーイング デルタ II ロケットの第 2 推力段を検査することでした。 知られている限り、NASA や米国宇宙軍によって同様のミッションが他に行われたことはありません。

実現しなかったESA初のスペースデブリ処理プロジェクト、eDeorbitの映像 – 写真/ESA-デイビッド・デュクロース

宇宙への打ち上げのペースは急速に高まっています。 2023年には222回の軌道打ち上げがあり、そのうち98回はイーロン・マスク氏のスペースXが75カ国に270万人の顧客を持つ同社のスターリンク衛星スイートを配備したと同社は述べた。 2024年5月3日現在、軌道上には6,327機のスターリンク宇宙船があるが、マスク氏は合計12,000機近くを送りたいと考えている。 軌道上のスペースデブリや物質の濃縮に対する解決策を見つけるには、国際的な協力努力が必要です。

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