宇宙・NASAホント

宇宙ゴミが宇宙ゴミを生む“連鎖崩壊”。1978年に予言されたケスラーシンドローム

宇宙ゴミが宇宙ゴミを生む“連鎖崩壊”。1978年に予言されたケスラーシンドローム

読む前に予想してみよう!

宇宙ゴミは数ミリの小さなものでも、人工衛星に穴をあけることがある

研究カード(どんな研究?)
対象
地球周回軌道の人工物体
規模
追跡物体数万個+統計モデル
研究の種類
理論モデル+観測データ
確かさ
★★★★☆
3秒でわかる

宇宙ゴミどうしがぶつかって破片が増え、その破片がまた衝突する連鎖を「ケスラーシンドローム」と呼ぶ。1978年に予言され、いま現実味を帯びている。

ひとことで言うと宇宙のゴミがぶつかって、もっと細かいゴミがどんどん増えていくこと。

もくじ
  1. 1978年の「不吉な予言」
  2. 数ミリのかけらが「弾丸」より危ない
  3. 予言は少しずつ現実に
  4. 宇宙の「お掃除」は始まっている
  5. まとめ

地球のまわりには、いま何が飛んでいると思いますか?人工衛星、宇宙ステーション……そして、大量のゴミです。

使い終わった人工衛星、ロケットの上の段、爆発した燃料タンクの破片、宇宙飛行士がうっかり手放した工具まで。こうした宇宙ゴミ(スペースデブリ)が、地球のまわりをものすごいスピードで回り続けています。

そして研究者たちが恐れているのが、ゴミがゴミを生む“連鎖崩壊”です。

011978年の「不吉な予言」

この連鎖反応は、のちにケスラーの名をとってケスラーシンドロームと呼ばれるようになりました。

さらにNASAのリオウとジョンソンは2006年、学術誌『Science』で、たとえ新しい打ち上げをすべてやめたとしても、低軌道の一部では衝突による破片の増加が、大気で燃え尽きて減る分を上回るというシミュレーション結果を示しました。

イメージは、ビリヤードのブレイクショット。1つの玉がぶつかると、散らばった玉がまた別の玉にぶつかり、どんどん広がっていく。宇宙でそれが起きると、特定の高さの軌道が使えなくなってしまうおそれがあるのです。

ゴミどうしの衝突で破片が増え、その破片がまた衝突を起こす
ゴミどうしの衝突で破片が増え、その破片がまた衝突を起こす

02数ミリのかけらが「弾丸」より危ない

宇宙ゴミがやっかいなのは、そのスピードです。地球の近くを回る物体は、秒速7〜8kmほど。ピストルの弾よりはるかに速い速度です。

そのため、たった数ミリのかけらでも、ぶつかれば人工衛星に穴をあけたり、部品を壊したりする力をもっています。実際、宇宙ステーションの窓に、小さな破片が当たってできた欠けが見つかったこともあります。

地上から追跡されている物体だけでも、数万個(執筆時点)。追跡できないもっと小さなかけらは、ESAの推計で1cm以上のものだけでも100万個を超えるとされています。

03予言は少しずつ現実に

ケスラーの予言は、すでに現実のものになりつつあります。

  • 2007年:中国が、自国の古い気象衛星をミサイルで破壊する実験を行い、大量の破片が発生
  • 2009年:アメリカの通信衛星「イリジウム33」と、使われなくなったロシアの衛星「コスモス2251」が衝突。人工衛星どうしの大規模な衝突として知られる事故に
  • 2021年:ロシアが自国の古い衛星を破壊する実験を行い、ISSの乗組員が一時避難する事態に

ISSは、ゴミとの衝突を避けるために、ときどきエンジンを噴かして軌道をずらすことがあります。宇宙ステーションも、ゴミをよけながら暮らしているのです。

04宇宙の「お掃除」は始まっている

この問題を解決しようと、世界中で取り組みが進んでいます。

  • 役目を終えた衛星を、大気圏に落として燃やすルール作り
  • ゴミをつかまえて大気圏に引き下ろす宇宙のお掃除衛星の開発(日本の企業も挑戦中)
  • そもそもゴミを出さない設計

05まとめ

  • ケスラーシンドロームは、宇宙ゴミの衝突が新たなゴミを生む連鎖のこと
  • 1978年にNASAの研究者が予言し、すでに一部は現実に
  • 数ミリの破片でも、秒速7〜8kmのスピードで飛ぶため危険

天気予報、カーナビ、スマホの地図。私たちの生活は人工衛星に支えられています。宇宙のゴミ問題は、遠い宇宙の話ではなく、私たちの暮らしを守る話なのです。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerIn 1978, NASA researchers Donald Kessler and Burton Cour-Palais predicted that as more objects circled the… 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

In 1978, NASA researchers Donald Kessler and Burton Cour-Palais predicted that as more objects circled the Earth, pieces created by collisions would cause even more collisions. Eventually, debris could keep increasing even without new launches. This chain reaction is now called Kessler syndrome. In 2006, a simulation showed that in some low orbits, fragments from collisions would increase faster than old ones burned up in the atmosphere, even if all launches stopped.

The danger comes from speed: objects near the Earth travel at 7 to 8 kilometers per second, so a piece only a few millimeters across can damage a satellite. The prediction is already coming true. In 2009, an American communications satellite and an unused Russian satellite crashed into each other.

122 words ・ CEFR B1

和訳を見る

1978年、NASAの研究者ドナルド・ケスラーとバートン・クール=パレは、地球のまわりを回る物体が増えると、衝突で生まれた破片がさらに多くの衝突を引き起こすだろうと予測しました。やがては、新たな打ち上げがなくても宇宙ゴミが増え続けるかもしれないというのです。この連鎖反応は現在、ケスラーシンドロームと呼ばれています。2006年のシミュレーションでは、たとえすべての打ち上げをやめたとしても、一部の低軌道では、衝突による破片の増加が、古い破片が大気中で燃え尽きる速さを上回ることが示されました。危険の原因は速度です。

地球近くの物体は秒速7〜8kmで移動しているので、ほんの数ミリのかけらでも人工衛星を壊すことがあります。この予言はすでに現実になりつつあります。2009年には、アメリカの通信衛星と使われなくなったロシアの衛星が衝突しました。

4択リーディングクイズ

Q1. What is Kessler syndrome?

Q2. What did the 2006 simulation show?

Q3. Why can a very small piece of debris be dangerous?

重要単語

  • space debrisC1
    名詞(句)宇宙ゴミ(スペースデブリ)Space debris travels faster than a bullet. debris はフランス語由来で語末の s は発音しない(/dəˈbriː/)。不可算名詞。space junk とも言う。
  • collisionB2
    名詞衝突A collision can create thousands of fragments. 動詞は collide(衝突する)。collide with ~「~と衝突する」の形で頻出。
  • chain reactionB2
    名詞(句)連鎖反応One crash could start a chain reaction. 鎖(chain)のように反応が次々つながるイメージ。核反応のほか、社会現象の比喩にも使う。
  • fragmentB2
    名詞破片・断片Tiny fragments can damage a satellite. fragile(壊れやすい)と同語源で「壊れたもの」。動詞で「ばらばらになる」の意味もある。
  • low Earth orbitC1
    名詞(句)低軌道(地球低軌道)Many satellites fly in low Earth orbit. 略称 LEO。ISS もここを回っている。in orbit「軌道上に」の前置詞 in に注意。
  • cascadeC1
    名詞連鎖・段階的に続く現象(もとは小さな滝)A cascade of collisions could make some orbits unusable. 階段状に流れ落ちる滝から「次々と連なること」の意味に。a cascade of ~「次々に起こる~」は学術英語で頻出。
  • punctureC1
    動詞(穴を)突き刺してあけるA tiny fragment can puncture a satellite. 自転車の「パンク」の語源。punct-(点・刺す)は punctual(時間厳守の)、punctuation(句読点)と同じ。

動画でもっと知る

地球のまわりには、使い終わった衛星やロケットの破片がびっしり。ゴミどうしがぶつかると破片が増え、その破片がまた別の衛星を壊す。1978年にNASAの研究者が予言したこの連鎖は「ケスラーシンドローム」と呼ばれている。

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出典・参考文献(4件)タップで表示
  1. Kessler & Cour-Palais (1978) Collision frequency of artificial satellites: The creation of a debris belt, Journal of Geophysical Researchdoi.org
  2. Liou & Johnson (2006) Risks in Space from Orbiting Debris, Sciencedoi.org
  3. ESA, Space Debris, European Space Agencyesa.int
  4. NASA Orbital Debris Program Office, Orbital Debris Program Office, NASA Johnson Space Centerorbitaldebris.jsc.nasa.gov