宇宙のゴミ問題 
スペース・デブリ
 八坂 哲雄著 裳華房 117頁 1400円 1997/6/25 第1版発行

2003/2/1 スペースシャトル・コロンビア号STS-107は、16日間の宇宙実験を終えて、地球に帰還の際、高度70Km付近、時速2万Kmで降下中に、突然空中分解し消失した。
原因は、調査委員会で調査中だが、スペースデブリ(宇宙ゴミ)の問題は深刻だ。

打ち上げは天候の良い時に行えば良いが、帰還は慎重に行わなければならない。何しろ一旦、周回軌道から離脱すると、エンジンなしで滑空して戻って来なければいけないからだ。ケネディスペースセンターの気象条件が悪いと、周回してチャンスを待つ。あるいは、代替滑走路のあるカルフォルニア州・ドライデン基地(砂漠で滑走路が長い)に着陸するかだ。
シャトルにとって雨粒は、耐熱タイルに衝撃を与えるので、着陸は不可能だ。スペースシャトルのお腹は、耐熱タイルで保護されていて熱には強いが、雨粒のような粒子には弱い。発射時に、外部燃料タンクに付いた氷が剥げて、エンジンカバー付近の耐熱タイルを損傷させた例がいつかある。
耐熱タイルは、ブロック程度の大きさで非常に軽くできている。

実は、コロンビア号(STS-94)は、1997.7にスペースシャトルのNo.6の三重窓(天井?)に、スペースデブリが当たり、約1mm径の衝突痕と小さな無数のヒビが出来た。幸いミッション中は大事に至らなかったが、帰還後、窓ガラスを交換している。当たった物体は、シャトルのロケットエンジンから発生したガスとアルミによるものだったらしい。その他、塗料やチタンなど、宇宙船自体から発生したゴミの場合が多いようだ。

ここから、本題
1957年にスプートニク(ソ連)が打ち上げられてから、約40年。今や、地球周回軌道には、約2000トンの宇宙ゴミがある。という。今までは使い捨てのロケットを用いたため、ゴミがどんどん溜まって行く。低高度では、一日以内に地球に落下するが、下の表のように、スペースシャトル付近の高度では、20年以上も漂ってしまう。
宇宙船(スペースシャトルやISS)は、周回軌道に乗るため、秒速8Kmで地球の重力に釣り合って回っている。
ちなみに、静止衛星は、赤道上約3600Km、秒速3kmで、自転の速さと同じため、地上からは止まっているように見えるISSの高度400Kmの約90倍も高いところを回っている。

高度Km 秒速Km 時速Km   軌道寿命
0 0 7.905 28,458 地上すれすれ  
0.5 200 7.784 28,022   1〜4日
1 400 7.669 27,608 国際宇宙ステーション 20年〜
1.5 600 7.558 27,208   25〜30年
50 2000 6.898 24,832   20000年
90 35787 3.074 11,066 赤道上の静止衛星 ほぼ∞?

 静止衛星も、わずかながら地球に向かって落ちてくる。そのため、ロケットモーターにより。時折軌道を上げてやる必要がある。打ち上げ時に積み込まれた燃料が枯渇すると(寿命が尽きると)宇宙ゴミとなって漂う。(設計寿命)しかも、なかなか落ちてこない。軌道寿命は、ほぼ無限か? 溜まる一方である。そして、太陽からの光子の圧力によって、僅かずつ移動し、東経75度と225度付近に集まる。
(宇宙の墓場)
これは、地球が真球ではなく、赤道が自転により膨れ上がっていること。東経75度と225度の重力が大きい事に起因する。地球は南半球のおしりの方が大きく、洋梨のような形をしている。 「地球をはかる」岩波科学 古在由秀著に詳しい。

余談
ハッブル宇宙望遠鏡を修理した際、古い太陽電池パネルを畳んで持ち帰る予定であったが、変形していて、収納できず、宇宙に放棄した。(IMAXの映画で見られた。) 宇宙飛行士が古い太陽電池パネルを、一二の三で、地球に向かって投げた。パネルは、大きい鷲が飛ぶように、ゆらゆら揺れて地球に落ちて行った。すべてが燃え尽きず、これも宇宙ゴミになったであろう。
宇宙ゴミを追跡している機関のサイトを見ると、地球を取り巻くハエか蚊のように、ブンブン回っている。
特に目立つのは静止軌道上と、地球の低軌道を回るデブリだ。
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