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ゴミとは、人々がもう必要としなくなって捨てるものすべてを指す。その処分・管理の仕方は、社会の発展度合いによって大きく変わってくる。適切な処分・管理の仕組みがなければ、まず環境が汚れ、やがてその汚染が人々の健康にまで影響を及ぼすようになる。だからこそ、個人も行政も、日常的かつ体系的なごみ管理を続けていく必要がある。
ただ、ここまでの話はあくまで地球上の、私たちに直接関わってくるごみについてだ。多くの人が目にすることのない場所——宇宙空間にも、実は膨大な量のごみが存在する。人と直接触れ合うことはないものの、時として私たちに実害をもたらすこともある。Internet Journalの報道をもとに、この「宇宙ごみ」問題について詳しく見ていこう。
大まかに言えば、ごみとは人がもう必要としなくなって捨てたあらゆる物や素材を指す。地球上で人類が毎日捨てているものをすべて足し合わせると、その量は数百万トンにも上る。私たちは焼却やエネルギー回収を伴うリサイクル、埋め立てといった方法で対処しているが、物質的な豊かさが進むにつれて、生み出されるごみの割合も増え続けている。
地球をよりきれいに、ごみのない状態にしようと取り組む環境活動家たちは、地上では確かな成果を上げてきた。しかし地球の外、宇宙空間に目を向けると、私たちの惑星は「宇宙ごみ」と呼ばれるものに取り囲まれている——デブリ(破片)や、機能を失った人工衛星の残骸だ。
1957年にソ連がスプートニクを打ち上げ、人類の宇宙開発時代が幕を開けて以来、およそ60年にわたって危険なデブリが軌道上に蓄積し続けてきた。科学者の推計では、宇宙デブリの数は1億個を超えており、その数は日々増え続けているという。専門家は、これが今後の宇宙ミッションにとって深刻な脅威になると警告している。宇宙デブリによる衝突や損傷は、今では年に複数回起きている出来事だと科学者は指摘する。
「宇宙ごみ」とも呼ばれる宇宙デブリには、機能を失った古い人工衛星、ロケット打ち上げ時の残骸、そしてこれらの物体同士が衝突した際に生じる破片などが含まれる。2013年7月時点の推計によれば、1センチ未満の破片が約1億7000万個、1〜10センチの破片が約67万個、それより大きな破片が約2万9000個、地球を周回しているという。
現在、地表からおよそ2000km上空では、5センチを超える破片が約1万9000個、1センチ未満の破片が約30万個、追跡されている。宇宙船は10センチを超える物体であれば回避行動を取ることができる。しかし、秒速10kmで移動するわずか1kgのデブリが、1000kgの宇宙船に衝突すれば、粉々に破壊されてしまう。つまり宇宙デブリは地球そのものに直接害を及ぼすわけではないが、人類が通信などで頼りにしている数多くの人工衛星にとっては深刻なリスクとなっている。
1946年、フレッド・ホイップルは、宇宙から地球の大気圏に入った小さな物体は摩擦によって速度を失い、金属や岩石の破片として地上に落下しうると提唱した。この考えをもとに、研究者たちは大気圏の外側にもデブリが着実に蓄積していることを発見していった。その多くは小惑星や彗星由来の隕石の破片ではなく、人々が必要としなくなり放置した機能停止済みの人工衛星や、ロケットの廃棄部品、さらにそれらが互いに衝突して生じた破片だ。最も長く存在し続けているデブリは、1958年に打ち上げられたアメリカのヴァンガード1号で、今なお地球の中軌道上に宇宙ごみとして残っている。
宇宙デブリが原因とされる記録済みの事例を見てみよう。1981年7月24日、ロシアのコスモス1275号は打ち上げからわずか1カ月で通信を失い、約300個の破片を残した。1993年8月11日には、欧州宇宙機関のオリンパス1号が微小隕石に衝突され、軌道から外れて漂流した。2006年7月24日には、フランスのセリーズ衛星がアリアン1ロケットのエンジン破片に衝突され、機能停止に陥った。そして2009年には、ロシアのコスモス2251号とアメリカのイリジウム33号が正面衝突し、大量のデブリ群を生み出した。
こうして見ていくと、宇宙デブリが間接的に私たちへ影響を及ぼしうることがよく分かる。もし宇宙デブリが本当にこのように軌道上で地球を取り囲んでいるのなら、人工衛星や宇宙船が撮影した地球の写真になぜ写らないのか、疑問に思うかもしれない。もっともな疑問であり、答えておく価値がある。理由はシンプルだ。デブリは国際宇宙ステーションや撮影用カメラから極めて遠く離れており、デブリ自体も非常に小さく、それに対して地球は圧倒的に巨大なため、画像には写り込まないのだ。
ある程度大きなデブリを撮影できたとしても、輪郭のはっきりしない物体としか写らず、詳しく識別できるようなものにはならない。そして小さいとはいえ、これらの破片は非常な高速で移動しており、それが本当の危険性につながっている。では、この危険なデブリに対して、何らかの対策は取られているのだろうか。
地上のレーダーやレーザー装置を使ってデブリの追跡が行われており、1センチほどの小さな破片まで検出できる。NASAも口径3メートルの水銀鏡望遠鏡でデブリを探索しているほか、ハッブル宇宙望遠鏡の太陽電池パネルの表面状態を観測することで、周辺のデブリ環境を調べている。
過去50年間で、人工物由来のデブリが大気圏に再突入する頻度は、平均して1日1個程度にとどまっている。宇宙デブリに関する包括的な国際協定はいまだ存在しないものの、国連の宇宙空間平和利用委員会(COPUOS)は宇宙デブリ低減のためのガイドラインを策定している。NASA、欧州宇宙機関、そして各種の国際標準化団体も連携し、宇宙へ送り出すデブリの量を減らす取り組みを進めている。
さらに、日本の宇宙機関JAXAは昨年末、日本南部の種子島宇宙センターからH-IIBロケットで、「こうのとり」と名付けられた補給機を打ち上げた。報道によれば、この補給機には軌道上のデブリ除去を助ける「宇宙ごみ回収装置」も搭載されていたという。
この宇宙ごみ回収装置は、特別に作られた電磁テザー(係留索)を使い、古い人工衛星やロケットの破片といった軌道上のデブリを除去する仕組みだ。ステンレスとアルミニウムでできた非常に薄いこのテザーは、デブリに近づくと電荷を発生させる。その電荷と地球の磁場との相互作用によって、デブリにごく緩やかな抵抗力が生まれ、少しずつより低い軌道へと引き下げられていく。JAXAの発表によれば、最終的にデブリは大気圏に再突入し、地上に到達して人々を危険にさらす前に完全に燃え尽きるという。
JAXAは、網やロープを製造する日本企業である日東製網と約10年にわたり協力し、この専用の電磁テザーを開発してきた。AFPの取材に応じた日東製網の技術者、鈴木克哉氏によると、このテザーは極めて細いステンレスとアルミニウムの繊維を織り込んで作られており、長さはおよそ700メートル(約2300フィート)に及ぶという。
JAXAは現時点で、この宇宙ごみ回収装置をまだ試験段階にあるものと位置づけているが、JAXAの担当者によれば、2025年前後、つまりおよそ次の10年の半ばまでには、主要な宇宙開発国の間でこの技術の採用が広がると見込んでいるという。何事においても先陣を切ることは往々にして最善の策であり、危険な宇宙デブリを一日でも早く除去できるようになることは、将来起こりうる問題を未然に防ぐことにもつながる。
私たちの社会が数多くの用途で頼りにしている人工衛星の打ち上げには、莫大な費用がかかる。そのたった一つが、取るに足らないはずのデブリ一片によって失われるとなれば、それは実質的な経済損失につながる。だからこそ専門家たちは、各国がデブリ除去技術を自国だけで抱え込むのではなく、国際的にオープンに共有すべきだと訴えている——これは、宇宙デブリがもたらす危険性について考えるうえで、心に留めておく価値のある視点だ。