月曜日の早朝、廃棄されたロシアの衛星コスモス1408号がかつて周回していた宇宙空間を、時速約17,000マイル（約27,000キロメートル）の速度で漂流するゴミの塊が飛び交った。同日遅く、米国務省当局者は、1,500個を超える漂流物はロシアによる対衛星ミサイル実験に由来すると主張した。これほど多くのゴミが漂流することの危険性は、すぐに明らかになった。破片は国際宇宙ステーション（ISS）に危険なほど接近し、乗組員は宇宙船の最も脆弱でない部分に避難せざるを得なかったのだ。
この状況は、2013年の映画『ゼロ・グラビティ』でサンドラ・ブロック演じる宇宙飛行士が、軌道上の巨大な破片の塊によって破壊された国際宇宙ステーションから脱出するシーンのようになっていたかもしれない。破片の雨はISSをかすめたが、ISSは約90分ごとに接近し続けた。破片の一部は数十年にわたって軌道上に留まる可能性が高い。火曜日にこの兵器実験を認めたロシア当局は、破片は宇宙活動にとって危険ではないと主張している。
米国当局はそうは考えていない。「ロシアの（衛星破壊実験）によって生じたデブリは、今後何年にもわたって宇宙活動への脅威となり、衛星や宇宙ミッションを危険にさらし、衝突回避行動の回数を増やすことになるだろう」と、米宇宙軍司令官のジェームズ・ディキンソン将軍は月曜日のプレスリリースで述べた。「宇宙活動は私たちの生活の基盤であり、このような行動はまさに無責任だ」
国防総省は現在、軌道上の2万7000個のデブリを追跡している。その中には、運用を終えた宇宙船や使用済みのロケットブースターから、今回のような中国、米国、インドが以前にも実施した衛星破壊ミサイル実験で残された残骸まで、あらゆるものが含まれている。わずか1週間前にも、国際宇宙ステーション（ISS）は、2007年に中国が実施した対衛星実験で残されたデブリのすぐ近くを通過するのを避けるために、わずかに方向転換をしなければならなかった。また、直径10センチ未満の追跡不可能なゴミの破片が何百万個も軌道上に存在し、リスクを高めている。衛星企業や宇宙機関が頼りにしている軌道が汚染されて使用できなくなる前に、この増大する宇宙ゴミのハローに対処する方法を見つけることは、今や米国政府だけでなく国際機関の主要目標となっている。
悪化する宇宙交通を管理し、ゴミの発生を防ぐことは、NASAと国連にとって長年の最優先事項でした。しかし、これまでの取り組みは主に予防に焦点を当てており、既に存在するゴミへの対処には至っていません。この問題に積極的に取り組むため、宇宙軍の技術部門であるSpaceWERXは本日、「Orbital Prime」と呼ばれる新プログラムを通じて、ゴミの除去に関する提案を作成するために民間企業を募集し始めます。SpaceWERXは、おそらく来年初頭から、ゴミを安全な場所から除去する能力を持つ企業や、軌道上の宇宙船の燃料補給や修理など、他の任務を遂行し、遺棄を防ぐ能力を持つ企業に対し、それぞれ25万ドル相当の契約を数十件発注する予定です。
「必要なのは、誰かが『デブリ除去サービスに費用を負担します』と明言することだけです。そうすれば、一夜にして数十億ドル規模の市場が生まれます。そして、それが現実になったのです」と、ニューハンプシャー州ラコニアに拠点を置くローグ・スペース・システムズの創業者兼CEO、ジェロミー・グリメット氏は語る。ローグ・スペースはオービタル・プライムへの参加準備が整っており、契約獲得に向けて競争していくつもりだとグリメット氏は語る。
オービタル・プライムの責任者であるブライアン・ホルト中佐は、「まず宇宙軍は現在利用可能な技術の範囲を評価することになるだろう」と述べている。「政府、特にSpaceWERXがエンジンを始動させることができれば、経済の繁栄と国家安全保障という両面で最大の経済効果を得られるのはどこだろうか？」とホルトは問いかける。
最初の契約から4ヶ月後、第2フェーズが開始されます。契約額はそれぞれ150万ドルです。第2フェーズの後、2023年または2024年に技術が軌道上に展開されます。現時点では、参加資格のある企業は米国に拠点を置き、大学または連邦政府が資金提供する研究機関の研究者と提携している必要があります。このプログラムの目標は「市場全体を前進させること」だとホルト氏は述べています。
「宇宙軍がこの件に関与し、支援しようとしていることに感謝します」と、コロラド州ブルームフィールドに拠点を置く超党派シンクタンク、セキュア・ワールド財団のプログラム企画ディレクター、ブライアン・ウィーデン氏は語る。しかし、問題の規模と比較すると初期投資が比較的少額に見えることを懸念している。「一時的なデモンストレーションにとどまらず、持続可能な成果につながるのか疑問です」と彼は言う。
軌道を周回する宇宙ゴミを描いた芸術家の描写。
ESA提供ウィードン氏は、宇宙ゴミが着実に悪化しているという点で、宇宙ゴミを気候変動に例えています。将来の災害の連鎖を防ぐには、今すぐ行動を起こす必要があります。ゴミが宇宙船を破壊すれば、さらに多くのゴミが生まれ、衝突も増え、最終的には低軌道が、世界中に通信、ナビゲーション、ブロードバンドインターネットを提供する現在の活気ある衛星の高速道路ではなく、廃品置き場と化すでしょう。ウィードン氏によると、10年前でさえ、宇宙交通とゴミの蓄積に関する初期のモデルは、スペースXのスターリンクのような急速に成長する「メガコンステレーション」や、ゴミを生成する新たな衛星破壊実験によって、それがいかに急速に衛星にとって危険となるかを予測していませんでした。
宇宙産業も政府機関も、宇宙ゴミに対する具体的なアプローチをまだ決めていない。例えば、ローグ・スペース・システムズは、翼のような太陽電池パネルを備えたスズメバチのような宇宙船「フレッド・オーボット」を開発している。この宇宙船は、中型の宇宙ゴミを拾い上げ、接近する衛星から遠ざけるように設計されている。4本のロボットアームを使って、デブリや衛星に向かって浮遊し、アームで掴み、ゆっくりと別の軌道へと牽引する。掴んだゴミが低軌道へと押し下げられ、最終的には大気圏に落下して燃え尽きる。あるいは、フレッドに小型のスラスタやテザーを装備し、機能停止した宇宙船に取り付けてゴミを下向きに推進させ、フレッドが次の軌道任務に向けて素早く羽ばたくことも可能だ。
他の企業は、衝突した場合に大量のデブリを生み出すバスサイズのロケット本体など、より大きなゴミの除去技術に注力している。このデブリは数トンの重さがあり、掴んだり新しい軌道に移動させたりするのは容易ではなく、燃え尽きるには大きすぎる可能性がある。「これらの物体はそこに留まっているのではなく、回転している。ランデブーには非常に難しい振り付けが必要だ」と、レーダーシステムで宇宙ゴミを監視しているカリフォルニア州メンロパークの企業、LeoLabsのシニアテクニカルフェロー、ダレン・マックナイトは言う。彼と彼の同僚は、しばしば「ジャストインタイム衝突回避」と呼ばれる第3のアプローチを実験している。これは、故障した宇宙船の前に粉末を一吹きするだけで十分な空気抵抗を生み出し、宇宙船を減速させたり、わずかに軌道を変えたりするといった単純なものかもしれない。あるいは、これに小型のスラスターと GPS 受信機を取り付けて、少なくとも衝突を回避できる程度には自力で移動できる、一種のゾンビ機に変えることもできる。
どのようなアプローチを取るにせよ、開発中の技術が数多くあるため、マックナイト氏は、それらがすぐにでも実用化されることを望んでいる。「実際に機能することが分かっているシステムを軌道に乗せる必要があります。いじくり回す時代は終わったのです」と彼は言う。
この感情は、11月12日にパリ平和フォーラム（この取り組みを主催した国際非営利団体）で発表された「ネット・ゼロ・スペース」をはじめとする、一連の新たな国際イニシアチブに反映されています。ネット・ゼロ・スペース宣言は、国連協定のような内容で、2つの主要目標を掲げています。1つ目は、宇宙ゴミをこれ以上増やさないこと、2030年までに既存のゴミの除去を開始することです。2030年までに「地球の軌道環境の急速な悪化を防ぐため、共同で具体的な措置を講じる必要がある」と宣言されています。
宇宙ゴミ問題は宇宙機関と産業界の両方で広く認識されているにもかかわらず、「国際協力はほとんど行われていません」と、パリ平和フォーラムの宇宙・デジタル・経済問題責任者であるジェローム・バルビエ氏は述べている。しかし、彼はさらにこう続ける。「宇宙ゴミに国籍はありません。宇宙ゴミは私たちのあらゆる資産とそれに関連するあらゆるサービスを脅かしており、手遅れになる前に行動を起こす必要があります。」
この協定の当初の署名者には、フランス宇宙機関（FSE）などの国際団体や、米国、日本、中国に拠点を置くプラネット、アストロスケール、長光衛星などの企業が含まれています。10月26日、英国宇宙機関（UKSA）は同様の目標を掲げた新たな取り組みを発表し、欧州宇宙機関（ESA）は過去数年間、宇宙ゴミの除去に取り組んできました。
スイスのスタートアップ企業ClearSpaceは、両機関と協力し、独自のデブリ除去宇宙船の配備に取り組んでいます。最初の試みとなるClearSpace-1は、2025年の打ち上げが予定されています。この宇宙船の触手のようなアームは、2013年に打ち上げられたESAの上段ロケット「ベスパ」を掴みます。ClearSpace-1宇宙船はベスパを大気圏に降下させ、そこで両者は分解されます。ClearSpaceのチーフエンジニア兼共同創業者であるミュリエル・リチャード＝ノカ氏によると、将来のミッションでは、軌道上で上下に移動する宇宙船が使用され、複数のデブリを危険地帯から除去する予定です。
彼女は低軌道を、故障車が次々と路上に放置され、他の車が衝突を避けようと四苦八苦する高速道路に例える。「今のところ、衛星運用者はレッカー車を呼ぶことができません。このデモンストレーションは、レッカー車の実現可能性を示すものであり、非常に重要です」と彼女は言う。
しかしながら、こうした技術の活用には、固有の問題が複雑に絡み合っています。高速道路から事故車を除去できるような装置は、他人の車にも同じように悪影響を及ぼす可能性があります。こうした宇宙船は、軍民両用技術とみなされています。宇宙環境の浄化に利用される可能性もあれば、敵国や敵対企業の高価な運用中の衛星を破壊したり、スパイ活動に利用したりする兵器として利用される可能性もあります。
アラバマ州モンゴメリーにある空軍高等航空宇宙研究学校の研究員、ウェンディ・ホイットマン・コブ氏は、地上から発射されるミサイルであれ、潜在的に悪意のある目的を持つ掃討宇宙船であれ、宇宙兵器に関する規制は今のところほとんどないと述べている。「宇宙軍が民間企業を介し、大学や民間企業に製造・配備を委託するというやり方は、宇宙の兵器化が進むことへの懸念に彼らが敏感であることを示しています」とコブ氏は語る。
彼女は、最近のISSとのニアミスによって明らかになった宇宙ゴミの脅威が、国際社会に強力な対策を取らせるきっかけになる可能性があると考えている。「残念ながら、何か悪いことが起こるまで、私たちはこれらの問題を真剣に受け止めません」と彼女は言う。「これまでの宇宙への対応のせいで、国際宇宙ステーションや宇宙にある他のものに何か悪いことが起こるのは、本当に残念です。」
2021 年 11 月 18 日午後 2 時 (EST) 更新: このストーリーは、どの LeoLabs プロジェクトが「ジャストインタイム」テクノロジーと見なされるかを明確にするために更新されました。
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