宇宙ゴミの落下で死亡する可能性は?

科学者たちは、今後10年間にあなたがスペースデブリによって負傷したり死亡したりする可能性を正確に計算しました。

空から落ちてくる宇宙ゴミによって、誰かが犠牲になる可能性など、とんでもなく小さいと思われるかもしれません。しかし、宇宙へ打ち上げる人工衛星やロケット、探査機の数が増えている今、私たちはもっとリスクを負う必要があるのではないでしょうか。しかし、人工衛星やロケット、探査機をどんどん宇宙に打ち上げている今、私たちはそのリスクをもっと真剣に考える必要があるのではないでしょうか。

Nature Astronomy誌に掲載された新しい研究では、今後10年間にロケットの部品が落下して死亡する確率を推定しています。

毎日毎分、宇宙からデブリが降ってきますが、私たちはその危険性をほとんど意識していません。小惑星や彗星から飛来する微小な粒子は、大気圏を通過して地表に降り注ぎ、毎年約4万トンもの塵となっています。

これは、私たちにとっては問題ではありませんが、宇宙船にダメージを与える可能性があり、最近もジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡がその被害を受けました。また、100年に一度くらいは、数十メートルの大きさの天体が大気圏を通過してクレーターを形成することもあります。

また、幸いなことに、ごくまれに数キロメートルもの大きさの物体が地表に到達し、死や破壊を引き起こすことがあります。これは、今日地球を徘徊する恐竜がいないことからも明らかです。これらは自然のスペースデブリの例であり、無秩序な飛来は予測不可能で、地球上に多かれ少なかれまんべんなく拡散しています。

しかし、今回の研究では、ロケットや人工衛星の打ち上げに伴う使用済みロケットステージなどの人工的なスペースデブリが、制御されずに飛来することを研究しました。宇宙空間におけるロケット部品の傾きや軌道、その下方の人口密度などを数学的にモデル化し、さらに30年分の過去の衛星データを用いて、ロケット破片などの宇宙ゴミが地球に落下する際にどこに着地するかを推定したのです。

その結果、今後10年間に部品が再突入するリスクは小さいが、大きいことがわかりました。しかし、これは北緯よりも南緯で起こる可能性が高いです。実際、この研究では、ロケットの破片がインドネシアのジャカルタ、バングラデシュのダッカ、ナイジェリアのラゴスの緯度に着陸する確率は、アメリカのニューヨーク、中国の北京、ロシアのモスクワの緯度に着陸する確率のおよそ3倍であると推定しています。

さらに著者らは、制御不能なロケットの再突入によって今後10年間に起こる人命へのリスクである「犠牲者予想」も計算しました。各再突入が10平方メートルの面積に致命的な破片を広げると仮定すると、今後10年間に平均して1人以上の死傷者が出る可能性があることが分かりました。

これまで、人工衛星やロケットの破片が地表(あるいは大気圏内の航空路)に被害を及ぼす可能性は、無視できると考えられてきました。このようなスペースデブリに関する研究の多くは、軌道上で機能しなくなった人工衛星が、機能する人工衛星の安全な運用を妨害するリスクに焦点を当てたものです。また、未使用の燃料やバッテリーは軌道上で爆発を起こし、さらなる廃棄物を発生させます。

しかし、ロケット打ち上げビジネスへの参入が増え、政府から民間企業へと移行するにつれ、中国の長征5号bの打ち上げ後に起きたような宇宙と地上の事故も増加する可能性が高いです。したがって、10%という数字は保守的な見積もりであると、この新しい研究は警告しています。

できること

デブリの再突入を制御することは十分に可能ですが、その実現にはコストがかかります。例えば、宇宙船を「不動態化」して、燃料やバッテリーなど未使用のエネルギーを蓄積するのではなく、宇宙船の寿命が尽きた時点で消費させることができます。

また、衛星の軌道を選択することで、デブリを発生させる可能性を低くすることができます。地球低軌道に移行し、そこで燃え尽きるようにプログラムすることができるのです。

また、スペースX社やブルーオリジン社が開発中の再使用型ロケットの打ち上げも試みられています。再使用型ロケットは、制御された方法で地球に帰還するため、塗料や金属片などの破片は発生しますが、破片の発生はかなり少なくなります。

多くの機関は、このリスクを真剣に受け止めています。欧州宇宙機関では、4本腕のロボットでスペースデブリの捕獲と除去を試みるミッションを計画しています。国連は宇宙局を通じて、2010年に「スペースデブリ軽減ガイドライン」を発表し、2018年に強化されました。しかし、新しい研究の背後にいる著者たちが指摘するように、これらはガイドラインであって国際法ではなく、緩和活動をどのように実施し、管理すべきかという具体的な内容は示されていません。

この研究では、技術の進歩とより思慮深いミッション設計により、宇宙船デブリの制御不能な再突入の割合が減少し、地球全体のハザードリスクが減少すると主張しています。また、「制御不能なロケット本体の再突入は集団行動の問題であり、解決策は存在するが、すべての打ち上げ国がそれを採用しなければならない」と述べています。

オゾン層を破壊するクロロフルオロカーボン系化学物質の禁止に関する合意で示されたように、政府が共同で行動することが求められるのは前例のないことではありません。しかし、むしろ悲しいことに、このような行動をとるには、通常、北半球に重大な影響を及ぼすような出来事が起こることが必要です。また、国際的なプロトコルや条約の変更には時間がかかります。

あと5年で、人類初の人工衛星が宇宙に打ち上げられてから70年になります。その記念すべき年に、スペースデブリに関する国際条約を強化し、すべての国連加盟国が批准することができれば、この上ない祝典となるでしょう。最終的には、すべての国がそのような協定から利益を得ることになるのです。

元記事はこちら