宇宙の「交通渋滞」を解決する

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私はトップだ — 地球の周りを飛行する物体のイラスト。出典：ゲッティイメージズ。

必要な調整

10月下旬に開催された国連の宇宙交通調整ワークショップでは、緊急の対策の必要性が確認され、軌道上の物体の包括的な共通データベースと、それらを追跡・管理するための国際的な枠組みの構築が求められた。

米国のスリングショット・エアロスペースのデータによると、約3,500基の休止中の衛星を含む14,000基以上の衛星が低軌道で地球を周回している。さらに、打ち上げ、衝突、摩耗などにより約1億2,000万個のデブリが存在し、そのうち追跡可能な大きさのものはわずか数千個に過ぎない。

「宇宙交通の調整にためらう暇はない。宇宙の安全を確保し、衝突を回避するために（官民を問わず）事業者間の情報共有を促進するために、あらゆる手段を講じなければならない」と、国連宇宙局のアーティ・ホラ＝マイニ局長は述べ、世界的な技術、航行、科学探査への多大な損失をもたらす混乱を防ぐため、低地球軌道の安全を確保する必要があると付け加えた。

しかし、宇宙開発国すべてが利用できる中央集権的なシステムは存在せず、ましてや導入を説得するのは容易ではありません。データ共有に前向きな国もあれば、衛星が防衛を含む二重の用途を持つことも多いため、セキュリティ侵害を懸念する国もあります。さらに、企業は企業秘密の保護に強い関心を持っています。

一方、状況は悪化の一途を辿っています。8月には中国のロケットの第一段階が爆発し、数千個のデブリが低軌道に飛び散りました。6月には、ロシアの運用終了した衛星が爆発し、数千個のデブリが宇宙空間に飛び散り、国際宇宙ステーションの宇宙飛行士たちは1時間にわたり避難を余儀なくされました。

地球低軌道は、コストと距離のバランスが取れているため、人工物が最も多く集まる領域であり、急速に成長する商業宇宙産業にとって格好のターゲットとなっている。スリングショットのデータによると、この地域では過去1年間で衛星1機あたりの接近遭遇数が17%増加した。

モントリオールに拠点を置くノーススター・アース・アンド・スペースによると、今後数年間でさらに数万基の衛星が軌道に乗ると予想されており、同社は、年間衝突確率3.13%、年間損失1億1,100万ドルのモデルシナリオに基づき、衝突による潜在的な経済的リスクは5年間で5億5,600万ドルに達する可能性があると見積もっている。

「宇宙における混雑の増大を監視・管理するための規制と体制を構築する上で、私たちは重要な岐路に立っています。スペースXのスターリンクは年間数千基の衛星を打ち上げており、中国をはじめとする他の国々もこれに追随する準備を進めています。近いうちに主要軌道のペイロード容量が限界に達するでしょう」と、ノーススターのCEO、スチュワート・ベイン氏は述べています。

最後のハードル

低軌道は電波密度が高く、高度540～570kmのStarlink衛星インターネットサービスで使用される周波数帯が広く利用されています。Jonathan’s Space Reportによると、11月27日時点でStarlinkは6,764基の衛星を軌道上に保有しています。SpaceXのデータによると、Starlink衛星は2024年上半期に約5万回の衝突回避操作を実行しており、これは過去6ヶ月間の2倍に相当します。

欧州宇宙機関（ESA）はまた、2021年には宇宙船1機あたりの操作が、これまでの平均1回と比べて3～4回に増加したと述べた。

LeoLabsのデータによると、800～900km帯には衛星の数は少ないものの、3,114個の物体（運用中および運用停止中）、ロケット本体、デブリ（低軌道上の物体の総質量の20%）が存在し、大きな衝突リスクが生じています。運用停止した衛星は、数年後に地球の大気圏に再突入するか燃え尽きるか、あるいは約36,000km離れた「墓場軌道」に送られるまで軌道上に留まるため、クラッターを増加させます。

業界専門家はロイター通信に対し、国際民間航空機関（ICAO）が航空交通に適用しているような、執行力のある規則を策定するには、世界的な協力が必要だと述べた。こうした取り組みには、データベース、望遠鏡、レーダー、その他のセンサーといった既存のツールを活用し、物体を追跡しながら、カバー範囲、早期検知、データ精度を向上させることが含まれる。

しかし、地政学的な緊張や非友好的とみなされる国々とのデータ共有に対する抵抗、さらには独自の情報や競争上の優位性を守ることに関する商業上の懸念が、依然として大きな障壁となっている。

そのため、軌道運用者は、米国宇宙軍や宇宙データコンソーシアムなどの団体のデータを利用するなど、非公式または準公式な衝突回避方法に頼らざるを得ません。しかし、これには説明責任やデータ標準の一貫性の欠如といった問題が伴う可能性があります。