宇宙ゴミとケスラー症候群：宇宙飛行のリスク軽減
の概念ケスラー症候群 は、宇宙探査における重大な課題、つまり衝突の連鎖的影響につながる 宇宙ゴミ の増加を浮き彫りにしています。デブリが増えるとさらにデブリが増えるというこの現象は、運用中の衛星や将来の宇宙ミッションに重大なリスクをもたらします。
リスクの理解
宇宙ゴミは、機能停止した衛星から、崩壊、衝突、爆発による破片まで、最大時速28,000kmで移動することがあります。このような高速では、100グラムのゴミが時速280kmで走行する1トンの自動車と同じ運動エネルギーを持ちます。たとえ小さなゴミであっても、稼働中の衛星や宇宙船に壊滅的な損害を与える可能性があります。ケスラー症候群は、低地球軌道（LEO）における物体の密度が高くなり、物体間の衝突がカスケードを引き起こし、さらなる衝突の可能性が高まるシナリオを予測しています。連鎖反応
連鎖反応とは、結果が原因を増幅させ、現象自体を強化する現象です。これは正のフィードバックループです。これは「雪だるま効果」としても知られ、原子力発電所や核爆弾における核反応の原理であり、小さな摂動から莫大な量のエネルギーが放出されます。 ケスラーシンドロームの場合、宇宙を飛行するデブリは宇宙船や他のデブリと衝突する可能性があります。この非常にエネルギーの高い衝突により物体は粉砕され、さらに多くの破片が生成され、将来の衝突の可能性が高まります。
予防措置
これらのリスクを軽減するため、私たちの推進システムは、軌道の減衰を抑制し、衝突の可能性を回避する高度な機能を備えて設計されています。衛星の軌道を継続的に監視し、必要に応じて軌道を調整することで、安全な運用環境を確保できます。この推進力は、デブリを回避するだけでなく、新たなデブリの発生を防ぐことで、より安全でクリーンな宇宙環境の実現に貢献します。
ESA のゼロデブリアプローチ
欧州宇宙機関（ESA）のガイドラインに沿って、ゼロデブリ・アプローチを採用しています。この戦略では、衛星は運用寿命終了後5年以内に軌道から離脱することが義務付けられています。この予防措置は、運用終了した衛星が長期的に宇宙デブリとなるのを防ぐために不可欠です。一部の衛星は大気抵抗の影響で、5年以内に自力で大気圏に再突入しますが、私たちは推進システムを活用して運用停止を制御します。この方法では、推進力の投入タイミングを決定できるため、位置と時間にある程度の自由度があります。当社の推進システムは、衛星の円滑な廃止も促進します。廃止と墓場軌道
制御された軌道離脱操作を実行することで、衛星を安全に地球の大気圏へ再突入させ、再突入時に燃え尽きさせることができます。一方、より高軌道にある衛星については、墓場軌道が活用されます。これらの軌道は、運用寿命を終えた運用停止衛星を移動させるための指定された領域であり、運用中の衛星との衝突リスクを低減します。運用寿命を終えた後にこのような軌道に設定される可能性が高い衛星は、静止軌道衛星です。これらの衛星は軌道長半径42,164kmで飛行しますが、LEO衛星は8,400km未満で飛行します。 墓場軌道を利用することがなぜ興味深いのでしょうか？静止軌道（GEO）で飛行する場合、そのような高度でわずかに高い軌道に投入するために必要なエネルギー（燃料）の量は、再突入に必要なエネルギー量よりもはるかに少ないからです。一方、私たちの場合（LEO）、墓場軌道まで行くには、私たちが持ち運べる以上のエネルギーが必要になりますが、大気圏に再突入すると燃料が安価になります。
2024年9月27日公開、執筆者：Cyriaque Guillot、Mathias Mose Gjelstrup