今夜、米国上空で2つの衛星が衝突する可能性がある[更新:衝突は発生しなかった]

今夜、米国上空で2つの衛星が衝突する可能性がある[更新:衝突は発生しなかった]

最新情報:米宇宙司令部は、問題の廃止された衛星、NASAとオランダの共同赤外線天文衛星(IRAS)とGGSE-4が水曜日の夜(東部時間)に問題なく通過したことを確認した。

@18SPCSは、2機の休止衛星(IRSAとGGSE-4)が問題なく軌道を交差したことを確認しました。18SPCSは宇宙ゴミを24時間365日監視し、宇宙飛行の安全確保のため、各国に毎日接近通知を発行しています。#KeepSpaceSafe pic.twitter.com/vijr6KH7hC

— 米宇宙軍(@US_SpaceCom)2020年1月30日

その結果、新たな宇宙ゴミは生成されず、ケスラー症候群を引き起こす可能性のある連鎖反応は回避されました。

Gizmodoのオリジナル記事は以下の通りです。

元記事:本日中に廃止された2基の衛星が衝突する恐れがあり、数百、あるいは数千もの新たな宇宙ゴミが発生する可能性がある。しかし、結果がどうであれ、この事故は賢明な宇宙管理の必要性を痛感させる。

通常、地上の運用者は衝突の可能性に備えて衛星の軌道傾斜角を調整できますが、これらの衛星はどちらも機能していません。2基のうち1基はNASAとオランダの共同赤外線天文衛星(IRAS)で、重量は約1,073キログラム(2,366ポンド)で、1983年から宇宙空間に浮かんでいます。もう1基のGGSE-4(別名ポピー5B)は、1960年代後半に米国海軍研究所によって打ち上げられ、重量は83キログラム(183ポンド)です。

2/ 1月29日23時39分35秒(UTC)、これら2つの天体は相対速度14.7km/s(ペンシルベニア州ピッツバーグの真上900km)で接近します。この現象に関する最新の指標によると、接近距離は15~30メートルと予測されています。pic.twitter.com/Hlb1KeQ50U

— LeoLabs (@LeoLabs_Space) 2020年1月27日

相対速度が秒速14.7キロメートル(9.1マイル)の場合、これら2つの衛星が衝突すると膨大な量の宇宙ゴミが発生し、将来的に再び衝突する可能性が高まります。退役した衛星は、2020年1月29日(水)午後6時39分(東部時間)に北米東部上空で最接近しますが、心配はいりません。ゴミは低軌道(LEO)にとどまるからです。

この衝突の可能性は、低軌道上の衛星やデブリを追跡する民間企業、レオラボによって検知された。同社は米国に2つ、ニュージーランドに1つ、計3つのレーダー基地を運営しており、直径10センチメートル(3.9インチ)ほどの物体も追跡できる。

1/ 今朝の IRAS / GGSE 4 の最新アップデートでは、ミス距離が 12 メートルで、衝突確率 (Pc) が 100 分の 1 に戻りました。

以下は、このイベントの過去 5 日間のミス距離更新のグラフです: pic.twitter.com/FCN2k2NL3i

— LeoLabs (@LeoLabs_Space) 2020年1月29日

レオラボは最近のアップデートで、状況に関する最新の評価をツイートしました。衝突の確率は、本日早朝に一時的に1,000分の1と予測していましたが、現在は100分の1に戻っています。衛星は約12メートル(39.5フィート)の距離で互いをすり抜けることになります。これは、どの基準から見ても極めて危険な状況です。最接近は、地表から900キロメートル(560マイル)の高度で起こります。

LeoLabsによるさらに驚くべき計算では、GGSE-4に取り付けられた長さ18メートル(59フィート)のブームが考慮されています。LeoLabsによると、これらを考慮すると衝突確率は20分の1に跳ね上がります。

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長いブームを伸ばした、初期モデル「ポピー4D」の概念図。画像:(NRO/USN)

これらの確率は(比較的)低いように思えるかもしれませんが、衛星運用者は、確率が1万分の1に近づくと警鐘を鳴らします。衝突の可能性は低いように思えても、これは深刻な懸念事項です。ギズモードへのメールでマクドウェル氏は、2つの衛星がこれほど接近することは「まだまれ」だが、「低軌道の混雑が進むにつれて、より頻繁になっている」と述べています。

IRASとGGSE-4の現状は、これらの衛星が移動できないことに起因しているが、マクドウェル氏によると、この問題は最終的には運用中の衛星にも及ぶという。運用者は衝突を避けるために、ますます多くの衛星を移動させる必要があり、「予測の精度次第では」他の衛星の軌道上に衛星が入り込む可能性があるとマクドウェル氏は述べ、さらに1日先の衛星予測を行う能力も課題になると付け加えた。理想的には、衛星運用者が現在の100メートル(328フィート)レベルの精度ではなく、最終的には10メートル(33フィート)の解像度で運用するようになることを期待している。「そうなれば役立つだろうが、どうすれば実現できるのかはまだ分からない」とマクドウェル氏は述べた。

「宇宙では、偶発的な衝突はもちろんのこと、常に危機一髪の状況がありました。しかし、宇宙状況認識(SAS)によって宇宙空間の物体を識別・監視する能力が向上するにつれ、私たちはそうした状況への意識を高めています」と、プロジェクト・プラウシェアーズのプログラムオフィサーであり、同プロジェクトの宇宙安全保障指標の編集長を務めるジェシカ・ウェスト氏は、ギズモードへのメールで述べています。「稼働中の衛星にとっては、危機一髪の状況を回避するための操作の機会が増えることを意味します。しかし、故障した衛星については、私たちは依然として祈りを捧げながら見守るしかありません。」

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宇宙物体間の意図しない衝突を示す図。画像:(Space Security Index/Jessica West)

LEO(低軌道衛星)が過密状態にあることは周知の事実です。米国宇宙監視ネットワークのデータによると、現在LEOには10センチメートル(3.9インチ)を超える物体が約29,000個存在し、その多くは秒速10キロメートル(6マイル)に達する速度で周回しています。この数値は、宇宙への物体打ち上げコストの低下と衛星の小型化の傾向により、今後増加すると予想されています。SpaceXのStarlinkのようなメガコンステレーションの台頭により、数千基もの衛星が新たに打ち上げられることになります。

確かに低軌道は広大に見えますが、宇宙空間の広さは一種の幻想です。宇宙空間は途方もない速度で移動しているため、空間と時間は縮んでいます。宇宙交通は、速度が秒速ではなく時間当たりの距離で測定される地球上の交通とは異なります。宇宙における衛星の動きは、映画を早送りで見ているようなものです。

マクドウェル氏はこれをn乗問題に例えた。衛星の数が10倍に増えると、接近戦や実際の衝突の数は100倍に増加すると述べ、「そろそろ衝突が起こる頃だ」と付け加えた。

たとえ一度でも衝突すれば、深刻な事態を招くでしょう。IRASとGGSE-4が今夜衝突した場合、その運動エネルギーによってデブリが隣接する軌道に吹き飛ばされ、さらなる衝突の可能性が高まります。これは、ケスラー症候群と呼ばれる仮説上の連鎖反応を引き起こす可能性があり、宇宙デブリの雲がどんどん大きくなり、最終的に低軌道(LEO)へのアクセスが不可能になることを意味します。

この問題の技術的な解決策として、ウェスト氏は「耐用年数が尽きた衛星を軌道から外す能力と意図を持って設計する」ことで、軌道上の機能停止した衛星の数を減らすことができると述べています。低軌道(LEO)にある衛星、つまり高度600キロメートル(370マイル)以下の衛星は「自然に地球の大気圏に引きずり込まれ、25年以内に崩壊する」とウェスト氏はギズモードに語りましたが、「25年というのは長い期間です。この軌道の利用頻度や、今後打ち上げられる可能性のある数万基もの新しい衛星を考えると、長すぎるのです」と付け加えました。

とはいえ、IRASとGGSE-4は約800キロメートル(500マイル)とはるかに高く、その高度では物体は「意図的に軌道から外さない限り、何十年も軌道上に留まることになるが、それは通常ではない」とウェスト氏は述べた。

現在、低軌道(LEO)の乱雑化を解消するための取り組みがいくつか進められていますが、これらの解決策には、莫大なコストや多くの安全上の考慮事項など、それぞれに欠点があります。ウェスト氏は、今回の最新の事件は「宇宙における活動に対するより良いグローバルガバナンスの必要性を示唆している」と述べています。

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