混雑する静止軌道で宇宙ごみの「地雷原」を発見、小さな破片が世界最高額の衛星を脅かす
注目画像： [静止軌道上のデブリの想像図；提供：ESA]
静止軌道帯の新たな調査により、これまで検出されていなかった数十個の宇宙ごみが、地球上で最も価値の高い軌道不動産区域の一つに潜んでいることが明らかになった。研究者らは、事態は悪化する一方だと警告する。
ラ・パルマ島のアイザック・ニュートン望遠鏡によるアーカイブデータに盲目的スタッキング（blind‑stacking）手法を適用したウォーリック大学のチームは、従来の観測では見逃されていた25本のデブリ軌跡を発見した。軌跡の80％は、これまでカタログ化されていなかった物体によるものだった。
「静止軌道のデブリは潜在的な地雷原だ」と、同研究の共著者でSJE Spaceのコンサルタントであるスチュアート・イーブス氏は述べた。「分別のある人間なら、地雷探知機なしに地上の地雷原には立ち入らない。同様に、分別のある人間なら、適切なデブリ調査なしにGEOへ衛星を打ち上げるべきではない。」
GEOが特別な理由
静止軌道は赤道から約3万6000キロメートル（約2万2000マイル）上空にあり、世界で最も高額な衛星、通信プラットフォーム、放送中継機、気象観測機、防衛資産などの多くが存在する。これらの衛星は数億ドルから数十億ドルの費用がかかり、15年以上のミッション向けに設計されている。
低軌道では大気抵抗が数年から数十年かけて徐々にデブリを降下させ燃え尽きさせるのに対し、GEOには自然の除去メカニズムが存在しない。高度3万6000キロメートルでは大気は事実上存在しない。発生したデブリはそこに永久に留まり続ける。
「静止軌道帯付近のデブリは特に憂慮すべき問題だ」とウォーリック大学のジェームズ・ブレイク氏は述べた。「非常に遠方で、地球の大気圏よりはるか上方にあるため、小さな物体は極めて微弱で検出が難しく、発生したデブリは永久に残り続ける。」
盲目的スタッキング手法
新たに検出された破片は小さく、約5センチメートル（2インチ）で、従来の観測では捉えきれないほど微かだった。ウォーリック大学チームは、画像シーケンス内で隠れた目標が移動する可能性のある多数の経路をテストし、画像を重ね合わせて目標をノイズフロア上に浮かび上がらせる「盲目的スタッキング」と呼ばれる手法を採用した。
「盲目的スタッキングは、天文データセットの感度限界を向上させる非常に強力な手法だ」とウォーリック大学のベン・クック氏は説明する。「画像シーケンス内で隠れた目標が移動する可能性のある多数の経路をテストし、画像を重ね合わせることで、それらの目標をノイズフロア上に浮かび上がらせる。」
小さな破片の危険性
GEO高度では、物体間の相対速度は毎秒数キロメートルに達する。その速度で移動する5センチメートルの破片は、小型爆弾に匹敵する運動エネルギーを持つ。太陽電池アレイが30メートル（100フィート）以上に及ぶ大型GEO衛星にとって、衝突断面積は非常に大きい。
「宇宙ごみの破片は互いに非常に高速で移動しており、毎秒数キロメートルにも達する」とブレイク氏は述べた。「関与するエネルギーは極めて高く、小さなデブリでも高額な衛星に多大な損害を与えかねない。小さなものでも無視できない。」
悪化する問題
この発見が特に憂慮されるのは、軌道デブリにおけるよく理解された力学、すなわち破片がさらなる破片を生むという原理のためである。デブリと現役衛星との衝突は新たなデブリの噴霧を発生させ、その軌道帯の他の全物体に対する衝突リスクを高める。デブリが減衰することのないGEOでは、この連鎖反応が数十年にわたって蓄積され、自然の逃し弁は存在しない。
研究者らは、世界中の他の望遠鏡からの画像に解析を拡大し、汚染規模のより完全な像を構築する計画だ。この研究は2026年6月に『Journal of Astronautical Sciences』に掲載された。
雅子 訳