人類はこのまま宇宙開発を続けられるのか？| 九州大学花田俊也教授

九州大学工学部機械航空工学科航空宇宙工学コース花田俊也教授

人類はこのまま宇宙開発を続けられるのか？

九州大学
工学部機械航空工学科航空宇宙工学コース

花田俊也教授

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30分のミニ講義を聴講しよう！人類はこのまま宇宙開発を続けられるのか？

幸村誠原作のSF漫画『プラテネス』では、長年の宇宙開発で廃棄された人工衛星などの「スペースデブリ(宇宙ごみ)」を拾い集める回収員の日々を描いています。近い将来、宇宙ごみを拾い集めなければ、人類の宇宙活動は続けられなくなるのでしょうか？

先生からのメッセージ

高校では「なぜそうなのか」と疑問を持ち、自分なりに答えを考えてみてください。大学の研究は、その繰り返しです。出てきた結果を見て満足するのではなく、その意味を考えてください。計算しても、うまくいかないこともありますが、なぜうまくいかないか考えてほしいのです。コンピュータの普及で答えを出すのは簡単になりましたが、大切なのは答えを出すための過程なのです。受験勉強で大変だと思いますが、時間を惜しまずに「考えること」を実践していくと大学に入ってからの研究が楽しくなります。

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夢ナビ講義も読んでみよう宇宙ゴミの危険性を把握せよ！

宇宙ゴミの危険性は何によって決まるか宇宙ゴミは、10km/秒のスピードで飛んでいるので、1cm程度の大きさでも衝突すると人工衛星を破壊する力があります。このような宇宙ゴミが存在していると、大変危険です。特に問題なのは、互いに衝突することで急速に宇宙ゴミの数が増えていくことです。危険な大きさの宇宙ゴミが増えれば、人工衛星が破壊される確率は高まります。そこで、宇宙ゴミが自己増殖する中で危険性がどのように変化するかをシミュレーションする必要があります。ケスラーシンドロームを左右する太陽の黒点宇宙ゴミによる危険性を考えるシミュレーションでは、次々と新しい人工衛星が打ち上げられているので、それも考慮する必要があります。また、場所によっても危険性は異なります。稼働している人工衛星の半分以上は静止衛星で、これらは高度3万6000kmに集まっていて、ここは過密なので危険性が高いエリアということになります。宇宙ゴミの増殖によって危険性が高まることを「ケスラーシンドローム」と呼んでいます。
実は、ケスラーシンドロームは、大気抵抗による自然浄化（大気によって燃え尽きてしまうこと）と増殖するスピードのバランスで決まります。大気抵抗は、大気の密度に依存しますが、これは11年周期で変化する太陽の黒点の数が影響します。この自然浄化を加味すると、ケスラーシンドロームは起こらないという研究もあります。宇宙ゴミ観測用衛星の打ち上げを計画中ただ、いまのところ、確立された宇宙ゴミの観測システムはありません。そのため、地上からの人工衛星破壊や人工衛星同士の衝突が起こった時に、環境がどのように変化するかをリアルタイムには把握できません。
そこで、宇宙ゴミを感知できるセンサーを搭載した「イデア」と呼ばれる人工衛星を打ち上げ、そのデータでより精度の高い宇宙ゴミの環境を把握しようという研究が行われています。これが稼働すれば、宇宙ゴミの環境が変動した時にどこで何が起こったかを推定できると期待されています。