地球の周囲では交通渋滞が進んでいますが、ほとんどの瓦礫は小さすぎて目で確認したり追跡したりすることはできません。
科学者らは、1ミリメートルから1センチメートルのスペースデブリが2億3000万個以上、さらに大きな破片が150万個も地球を周回していると推定している。時速 17,000 マイルを超える軌道速度で移動すると、たとえ比較的小さな破片であっても、機能している衛星に深刻な損傷を与える可能性があります。
そして、たとえ宇宙船の打ち上げをやめたとしても、問題は悪化し続ける可能性があります。
企業が宇宙に人工知能データセンターを設置し、衛星ネットワークを拡張することを検討している中、研究者らは、衝突によってさらに多くの破片が発生し、連鎖反応を引き起こして地球の軌道の一部を使用するのがますます危険になる可能性があると警告している。
現在、英国の新たなミッションは、ロボット宇宙船を軌道に送り、死んだ衛星を除去することを目的としているが、一方ノースカロライナ州立大学の研究者は、清掃を促進する予想外に簡単な方法、つまりリターナブルボトルに使用されているのと同様のデポジットシステムを模索している。
地球上に広がる廃品置き場
NASA の視覚化では、廃棄されたロケット部品、機能不全の衛星、以前の衝突による破片など、地球を取り囲む何千もの物体が示されています。
2019 年 1 月 1 日の時点で追跡された物体を示す NASA の視覚化では、約 95% が機能している衛星ではなく、軌道上の破片を表していました。
ドットは見やすくするために拡大されており、軌道上の物体の実際のサイズを表すものではありません。この視覚化では、個別に追跡できない小さな断片の大部分も除外されます。
2026 年 11 月 2 日に更新された欧州宇宙機関の最新統計では、次のように推定されています。
- 1ミリメートルから1センチメートルの間の2億3000万個の瓦礫。
- 1～10センチメートルの瓦礫150万個。
- 活動中の宇宙船を含む、10センチメートル以上の物体約68,450個。
- 約 15,800 個の機能する衛星を含む、約 19,610 個の衛星がまだ軌道上にあります。
これは、何千もの衛星がもはや運用されていない一方で、ロケット、宇宙船、および以前の分裂からの数百万の破片が地球の周りを回り続けていることを意味します。
「宇宙のリスクは、清掃員がいないことですよね？」ノースカロライナ州立大学の機械および航空宇宙工学の助教授、マーク・モレット氏はこう語る。
モレット氏は、衝突や浄化作業が将来の宇宙運用にどのような影響を与える可能性があるかなど、地球の軌道の長期的な持続可能性を研究しています。
同氏は、デブリが追跡するには小さすぎても、活動中の宇宙船を無力化するには十分な大きさである場合、特に危険になる可能性があると述べた。
2 つの大きな物体が衝突すると、さらに何千もの破片が生成され、他の衛星に対する危険が増大する可能性があります。
科学者は、この潜在的な連鎖プロセスをケスラー症候群と呼んでいます。
欧州宇宙機関は2026年9月の分析で、たとえ追加の衛星が打ち上げられなかったとしても、衝突によってデブリの数は増え続ける可能性があると警告した。時間の経過とともに、一部の軌道領域はますます安全でなくなったり、使用できなくなる可能性があります。
その影響は宇宙探査をはるかに超えて広がります。衛星は、GPS ナビゲーション、天気予報、通信、および人々が毎日使用するその他のサービスをサポートしています。
この問題はすでに天文学に影響を与えている
デューク大学の物理学助教授アルン・カンナワディ氏は、衛星トラフィックの増大による別の影響を目の当たりにしている。
観察天文学者であるカンナワディは、望遠鏡の画像を使用して星や銀河を研究しています。しかし、上空を通過する衛星は太陽光を反射し、観測範囲全体に明るい縞を残す可能性があります。
科学者はこれらの縞をデジタル的に除去することができますが、そうすることで画像の影響を受けた部分から情報も削除されてしまいます。
「マスクする必要があるたびに、撮影している貴重なデータの一部が失われます」とカンナワディ氏は語った。
同氏は、より多くの衛星が軌道に乗り込むにつれ、天文学者がそれらの縞の背後に隠れた珍しい発見を見逃す可能性があると懸念している。
企業が宇宙で人工知能のワークロードを処理するように設計されたコンピューティング施設を含む、はるかに大規模な軌道インフラストラクチャを提案しているため、この問題は特に懸念されます。
これらのプロジェクトでは、地球上空で飛行する宇宙船の数とサイズが増加する可能性があり、衝突回避、光害、最終的に機器がどのように撤去されるかについてさらなる疑問が生じる可能性がある。
SpaceX、衝突リスクの増大を認める
Starlinkを通じて世界最大の衛星群を運用しているSpaceXは、軌道上の交通量の増加にはより強力な安全対策と衛星運用者間の調整が必要であることを公に認めている。
10月6日のアップデートで同社は、地球低軌道で1万1000基以上のStarlink衛星を運用していると報告した。また、最終的にはスターリンク衛星を最大10万基、軌道上AIコンピューティング専用の衛星を最大100万基導入する可能性がある計画についても説明した。
これらは企業計画であり、すでに配備されている宇宙船ではありません。
SpaceXは、衝突のリスクを軽減するために、より正確な衛星の位置と軌道情報を共有するよう通信事業者に呼びかけている。
同社は自動衝突回避システムとStargazeと呼ばれる空間追跡ネットワークを開発した。また、同社の衛星は比較的低高度で動作するように設計されており、そこでは大気の抵抗によって故障した宇宙船が最終的に地球に引き戻される可能性があるとも述べている。
スペースXは宇宙の持続可能性に関するこれまでの声明で、たとえそれが機能していた宇宙船を退役させることを意味する場合でも、操縦不能になるリスクのある衛星を積極的に撤去すると述べた。
しかし、同社のコンステレーションの拡大は、より広範な課題を示している。より多くのオペレーターが宇宙船を軌道上に配置するにつれて、衛星の衝突を防ぐことはより複雑になる。
そして、衝突を回避しても、すでにそこにある何百万もの破片が除去されるわけではありません。
ロボットによる清掃ミッションはこの問題に取り組むことを目的としている
10月、英国宇宙庁は、2機の死んだ衛星を捕捉して軌道から除去できる宇宙船を開発するためのクリアスペース社との6,100万ポンドの契約を発表した。
このミッションは2029年に打ち上げられる予定で、2032年までに両方の衛星を除去することを目標としている。
宇宙船はロボットの爪を使って、決して捕獲されるように設計されていない衛星に近づき、衛星を確保し、地球の大気圏への再突入に向けて誘導し、そこで燃え尽きることになる。
この技術は最終的に、重大な衝突の危険をもたらす大型の放棄された宇宙船やロケットの部品を除去するのに役立つ可能性がある。
モレット氏は、これらの大型物体は、衝突したりバラバラになったりすると、さらに大量の破片が発生する可能性があるため、特に重要だと述べた。
衛星 2 基を除去しても、デブリ全体の数は大幅には減りません。その代わり、このミッションは将来の浄化活動を可能にする技術を実証することを目的としている。
英国政府はまた、将来の整備や撤去ミッションのために燃料を補給して再利用できる宇宙船の開発も構想している。
しかし、このミッションは別の課題を引き起こします。宇宙船を軌道から撤去しても、必ずしも環境負荷がなくなるわけではありません。
宇宙ゴミは落下したらどこへ行くのでしょうか？
地球低軌道で運用されている多くの人工衛星の最も一般的な処分方法は、地球の大気圏に降下させることであり、大気圏再突入時の摩擦加熱により宇宙船の大部分が燃え尽きてしまう。
このプロセスにより軌道上に残されるデブリの量は減少しますが、同時に物質が上層大気中に持ち込まれます。
衛星にはアルミニウムなどの金属が含まれており、燃焼すると酸化アルミニウムなどの粒子を形成する可能性があります。
科学者たちは、これらの物質の量が増加すると、オゾン層が関与するプロセスを含む大気化学に影響を与える可能性があるかどうかを調査しています。
モレット氏は、地球は毎日自然に隕石からの物質に遭遇しているが、人工宇宙船の構成は異なると述べた。
そのため、潜在的な環境への影響は未解決の研究課題となっています。
技術者らはまた、環境破壊が少ない方法で衛星の材料が分解し、燃焼するように衛星を設計する方法を模索している。
このトレードオフは、宇宙の持続可能性の複雑さを浮き彫りにしています。デブリを軌道から除去すれば衝突の危険は軽減できますが、廃棄による環境への影響も理解する必要があります。
解決策はボトルをデポジットするのと同じくらい簡単でしょうか?
ノースカロライナ州立大学のモレット氏の研究では、この問題に対する別のアプローチを検討しています。それは、耐用年数に達した宇宙船を撤去する経済的インセンティブを衛星運用者に与えることです。
このコンセプトはボトル デポジット プログラムに似ています。
企業は人工衛星を打ち上げる際に保証金を支払い、軌道からの離脱に成功した後にそのお金を受け取ることになる。
モレット氏は、自身が参加した最近の研究では、比較的限定された参加者であっても、長期的な軌道の持続可能性において有意義な改善をもたらす可能性があることが判明したと述べた。
研究者らは、衛星のわずか 20% が寄託プログラムに参加するシステムをモデル化しました。
この調査結果は、金銭的インセンティブが規制やロボットによる清掃活動を補完し、企業が人工衛星が地球を離れる前に廃棄計画を立てることを促す可能性があることを示唆している。
モレット氏はまた、NASA の資金提供を受けた研究を通じて積極的なデブリ除去の経済学を研究し、除去作業が将来の衛星個体数にどのような影響を与える可能性があるかを調査しています。
同氏は、単一の物体を除去することによる即座の経済的利益は必ずしも明白ではないが、衝突を防ぐことで貴重な軌道領域へのアクセスを長期的に維持するのに役立つ可能性があると述べた。
課題は、誰が支払うべきか、国際事業者がどのように参加するか、国と民間企業が共有する環境でどのように責任を負わせるかを決定することだ。
より多くの衛星が打ち上げられ、新たな産業が軌道上への進出を目指す中、こうした問題はますます緊急性を増していると研究者らは言う。
宇宙船を打ち上げる技術は急速に進歩しました。それらが永続的な危険にならないようにする方法を見つけることは、宇宙の将来にとっても同様に重要かもしれません。
