2024年6月6日
地球表面から1,200マイル以内の低軌道は、軌道上のデブリが最も集中している領域である。（画像提供：NASA軌道デブリ対策プログラムオフィス）
低軌道への商業飛行が本格化し、毎年より多くの衛星が打ち上げられ（ 2023年には米国だけで2,166基）、軌道上でのロボット製造など、新たな宇宙技術が出現している。問題は必ずしも宇宙船の数にあるのではなく、それらが残すゴミの量にあるのだ。
宇宙ゴミは、いわば軌道上の轢死体だ。ナショナルジオグラフィック誌の最近の記事によると、数千もの運用を終えた宇宙船やロケットの残骸、そして数百万もの宇宙ゴミが、時速数千マイルで地球の周りを周回しているという。それは人工衛星を損傷させ、宇宙遊泳を脅かし、さらには地球上でも大混乱を引き起こしてきた。3月には、2021年に国際宇宙ステーションから廃棄された使用済みニッケル水素電池を積んだパレットが、フロリダ州の民家の屋根を突き破った。
宇宙産業の拡大に伴い成層圏上空の宇宙ゴミが増加する問題に対処するため、京都大学と住友林業は先週、世界初の木製人工衛星「リグノサット」の完成を発表した。
LignoSatは9月にフロリダ州のケネディ宇宙センターから国際宇宙ステーションに向けて打ち上げられ、その1か月後にはステーションの日本の実験棟「きぼう」から再び展開される予定だ。
プロジェクト開始当初、研究者たちはまず、モクレン、サクラ、カバノキなどの木材サンプルを宇宙に送り、試験を行った。その結果、住本林業の自社林から採取されたモクレンが、その安定性と軽さから最適な候補として選ばれた。
LignoSatは、アルミ製のフレームに厚さ1.2センチ以下の木製パネルを張った、コーヒーマグほどの大きさの箱です。この立方体は、釘を使わずに複雑な木接合部を用いて木製品を組み立てる、日本の伝統的な技法である「指物」を用いて組み立てられた。この方式により、部品が完璧に組み合わさることが保証され、また、この構造は、放送局での使用時に無線送信や機械設備に影響を与えることはありません。
「地球上で木材を使う場合、燃えたり、腐ったり、変形したりといった問題がありますが、宇宙ではそういった問題は起こりません」と、京都大学の研究者である村田浩二氏はCNNに語った。「宇宙には酸素がないので燃えないし、生物も生息していないので腐敗しない。」
LignoSatは機械的な寿命を迎えると、大気圏に降下して燃え尽き、生分解性の灰だけを残します。従来の金属製人工衛星は、大気圏再突入時に大気汚染のリスクを引き起こす可能性がある。これは、使用される材料の性能と環境への影響の両方を考慮した創造的な解決策を見出すための大きな突破口となる可能性がある。
この衛星は6年間のミッション期間中、木材の膨張、収縮、そして耐熱性について報告する予定だ。その設計は、木材が宇宙空間における構造材として使用できるかどうかを検証するものでもある。このデータは後に、京都大学の通信局によって、第二の衛星であるリグノサット2号の開発に利用される予定である。
「持続可能な資源としての木材の可能性を広げることは重要だ」と、京都大学教授で宇宙飛行士でもある土井隆夫氏はジャパンタイムズ紙に語った。「私たちは将来、月や火星といった宇宙空間に、木材を使った人間の居住施設を建設することを目指しています。」
一方、宇宙機関は、これ以上宇宙ゴミが発生しないように対策を講じるとともに、すでに軌道上にある数千トンもの宇宙ゴミを除去するための革新的な方法を見つけ出すべく取り組んでいる。
先月、 12か国が欧州宇宙機関（ESA）の「ゼロ・デブリ憲章」に署名した。これは軌道上のデブリの発生を制限するための拘束力のない協定である。4月、NASAは宇宙持続可能性戦略の第一部を発表した。この戦略には、宇宙ゴミ周辺での運用におけるリスクを感知・予測するための画期的な手法を特定すること、そして新たな宇宙ゴミの発生を費用対効果の高い方法で削減することなどが含まれている。
「宇宙は多忙を極めており、ますます忙しくなる一方だ」と、NASAの副長官であるパム・メルロイ氏は声明で述べた。「もし私たちが、宇宙の重要な部分を確実に保全し、私たちの子供や孫たちが人類の利益のためにそれらを利用し続けられるようにしたいのであれば、行動を起こすべき時は今だ。」