図解されたスペースデブリ:写真の問題

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宇宙ゴミ、宇宙ゴミ、宇宙廃棄物-あなたが望むものと呼んでください、しかし、ゴミと廃棄物が地球上で問題を引き起こしているように、宇宙で使用されたブースターステージ、ISS建設からのナットとボルト、宇宙服の手袋やカメラなどのさまざまな偶発的な廃棄、また、脅威を緩和するための措置が講じられない場合、爆発した宇宙船の破片が宇宙飛行の将来にとって深刻な問題になる可能性があります。 European Space Operations Centerは、この問題を強調する驚くべき画像をいくつかまとめました。上記は、低地球軌道(LEO-地球の周りのあいまいな雲)、静止地球軌道(GEO-地球から約35,786 km(22,240マイル)上)およびその間のすべての点での地球の周りの軌道の追跡可能なオブジェクトの描写です。


1957年10月4日のスプートニクの打ち上げから2008年1月1日の打ち上げまでの間に、約4600回の打ち上げにより、約6000個の衛星が軌道に乗った。現在、約400基が地球を越えて惑星間軌道を移動していますが、残りの5600基の衛星は約800基しか稼働していません。これらの約45%がLEOとGEOの両方にあります。スペースデブリは、地球の軌道を回るますます多くの非アクティブなスペースハードウェアと、分解、爆発、またはその他の方法で放棄された宇宙船の断片で構成されています。すべての追跡可能なオブジェクトの約50%は、軌道内の爆発イベント(約200)または衝突イベント(10未満)によるものです。

スペースシャトルプログラムの関係者は、シャトルは定期的にスペースデブリからの打撃を受け、年間で80を超える窓を交換しなければならなかったと述べています。 ISSは時々、宇宙ゴミとの衝突を回避するために回避行動をとらなければなりません。そしてもちろん、この破片は静止しているだけではありません。軌道上では、相対速度は非常に大きく、時速数万キロにも及ぶことがあります。

たとえば、Envisat衛星の場合、ESAは衛星とデブリオブジェクトの間の最も可能性の高い相対速度は52,000 km / hであると述べています。破片オブジェクトが衛星、ISS、またはシャトルに当たると、それらの速度で重大な損傷または大災害を引き起こす可能性があります。

上は地球の周りの極軌道の破片の描写です。下の画像から、宇宙船の爆発がさらに散乱した破片をどのように引き起こすかは明らかです。任務の終了後でも、バッテリーと加圧システム、そして燃料タンクは爆発します。これにより、1マイクロメートル未満から10センチメートル以上のサイズの軌道にある材料の増加する人口に寄与する破片オブジェクトが生成されます。

地上で追跡可能なスペースデブリの約40%は爆発によるもので、現在は年に4〜5回実行されています。 1961年、最初の爆発で追跡可能なスペースの破片の量が3倍になりました。過去10年間で、ほとんどのオペレーターは、バッテリー、燃料タンク、推進システム、火工品に関連する潜在的なエネルギー源を排除するために、搭載された受動的対策を採用し始めました。しかし、これだけでは不十分です。現在のレートでは、20年または30年で、衝突は新しい破片の発生源として爆発を超えます。


ESAは、緩和策の実施を直ちに開始することが重要であると述べています。この画像は、対策が講じられていない場合の2112 GEO環境のシミュレーションを示しています。緩和策を備えた上部パネルでは、爆発の数が大幅に減少し、ミッション関連のオブジェクトが排出されない場合、よりクリーンな宇宙環境を観察できます。下のパネルは、緩和策が取られていない「通常のビジネス」シナリオを示しています。ただし、増え続けるデブリを停止するには、より野心的な緩和策を講じる必要があります。最も重要なのは、宇宙船とロケットのステージが軌道を外され、ミッションの完了後に地球に戻らなければならないことです。

それらは大気中で燃え上がるか、無人の海域で飛散します。商業的に価値のある静止ゾーンで運用されている通信衛星やその他の衛星の場合、以下に示すように、衛星を安全な廃棄軌道に向けるべきです。

ミッション関連オブジェクトの数を減らしたり、再突入のリスクを制御したりするなど、他の方法もありますが、これらは基本です。問題は、そのような緩和策は燃料と運用時間を要し、したがってコストを増大させることです。商業の世界では、そのような費用を受け入れる国際的な合意がない限り、これは競争力があるかもしれません。

元のニュースソース:ESA

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