あなたの街では、ポイ捨てが面倒です。 しかし、宇宙では致命的かもしれません。 過去のミッション、死んだ衛星、古いロケットブースターからのジャンクのビットは、失われたナットとボルトから完全に機能しない衛星に至るまで、軌道上で約30, 000トンの破片になります。 これは宇宙飛行士や宇宙飛行士にとっては問題です。なぜなら、軌道サイズで動くBBサイズの材料でさえパンチを詰め込むことができるからです。 NASAによると、小さな破片は時速17, 500マイルという速さで移動できます。これは、軍用ライフルから発射される弾丸のほぼ8倍の速度です。
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スペースジャンクを取り除くための提案には、宇宙のネットとソーラーセールが含まれます。 これらの概念の問題は、軌道をデブリと一致させる必要があることです。そのためには、大量の燃料が必要です。ソーラーセールの場合は、宇宙にたくさんのピルエットが必要です。 そのため、一部の科学者やエンジニアは、もっとシンプルなものを提案しています。
今週、日本の理化学研究所のE崎敏和率いるチームは、望遠鏡を目的とした宇宙ベースの紫外線レーザーの使用を提案しました。 コンセプトを実証するために、彼らは国際宇宙ステーションに光ファイバーレーザーを発射し、ISSに搭載され予定されている既に予算化され承認された望遠鏡であるExtreme Universe Space Observatory（EUSO）とペアリングしたいと考えています2017年に発売。
「ISSをプラットフォームとテストベッドとして使用したい」と、恵比寿崎は先月、 Acta Astronauticaでアイデアを説明しました。 EUSOはもともと宇宙線検出器として設計されました。 高エネルギー光線が地球の大気に当たると、それらは紫外線を発し、望遠鏡はそのようなバーストを拾うことができます。 恵比寿崎のチームは、楽器の視野が広いため、一種の二重の義務を果たすことができると考えています。
計画は、ISSが地球の夜側にあるときに望遠鏡が残骸を探すことですが、それでも太陽に照らされたもので地平線を見渡すことができます。 これは、90分の軌道ごとに約5分間発生します。 望遠鏡が何かを見ると、比較的弱いレーザーパルスを発射して物体を照らすことができます。 ビームはそれで反射し、システムがそれがどれだけ離れているか、そしてどれだけ速く動いているかをより良く読み取ることができます。
その時点で、光ファイバーレーザーはより多くのパルスを発射できますが、今回はより多くのパワーとよりタイトなビームを使用します。 各パルスは約10分の1ナノ秒しか持続しませんが、数千が発射されます。 レーザーは破片を完全に分解しませんが、代わりにそのごく一部を蒸発させます。 蒸気は小さなスラスターの燃焼のように働き、破片が十分に減速して大気中に落ちて燃え尽きます。
ISSに搭載されたレーザーがその可能性を証明しても、チームは生意気になりません。 彼らの次のステップは、コンセプトをさらにテストするために、同様の設定で小さな独立した衛星を打ち上げることです。 この「ミニEUSO」は、恵比寿崎が言うように、ISSとほぼ同じ高度で周回し、より「現実世界」のデモンストレーションとして機能します。 その段階が成功した場合、チームは最終的にフルサイズのデブリ除去衛星を送信します。これは、ISSよりも約500マイル高く、デブリ密度がピークになる傾向がある場所のすぐ上になります。
しかし、一部の科学者は、恵比寿崎の計画の詳細について懐疑的だ。 レーザー推進を研究するサンタフェの会社であるPhotonics AssociatesのマネージングパートナーであるClaude Phippsは、2014年にL'ADROITと呼ばれる同様のシステムを提案しました。Phippsの提案には、極軌道（赤道に垂直に移動する可視光望遠鏡が含まれます） ）、ほとんどの破片が存在する傾向があるためです。
EUSO計画の問題のいくつかは、ISSの軌道の物理学に関係しており、これがプロジェクトの有効性を制限します、とフィップスは言います。 ISSは問題のあるデブリの多くの下にあり、望遠鏡は地球に向けて設計されているため、正しい角度でターゲットを捕捉するのは困難です。 また、気化によるプッシュは、スペースジャンクを効率的に軌道から外すために間違った方向に向かう可能性があります。ビームは常に正面から衝突するわけではありません。
もう1つの問題は、光ファイバーレーザーがラボの外でどれだけうまく機能するかです。 このようなレーザーは、複数のファイバーを束ねて作られており、ファイバーを通過する光のタイミングを正確に合わせる必要があります。 「10本のファイバー、または1万本の何らかの円形アレイがある場合、波面は同時に出なければなりません」とフィップスは言います。 それには多くの微調整が必要です。 Phippsのアイデアは、従来のシングルビームレーザーを使用することですが、恵比寿崎によると、光ファイバーシステムにより放熱性が向上します。
それでも、恵比寿崎のアイデアの大部分は段階的なアプローチであり、スケールアップ時にどのような効果があるかを見せることができます、とフィップスは言います。 「[恵比寿崎]は望遠鏡のためのかなり巧妙なデザインも持っています」と彼は付け加えます。
このようなシステムでスペースデブリを除去することは、より多くの関心を集めています。Phippsは、来週フランスで専門家の会議に出席して、そのトピックについて議論します。 宇宙飛行士への危険を軽減することに加えて、貴重な軌道上の不動産から古い衛星を撤去することは、それらの機能しない船体が邪魔になるので、経済的な恩恵になります。 また、GPSシステムにあるような低地球軌道衛星が、金属の浮遊塊または別の衛星によって粉砕される危険性は非常に現実的です。 2009年にイリジウム通信衛星と古いロシアの探査機が衝突し、さらに多くの破片が遠くに広がったときに一度起こりました。
フィップスは、アイデアや提案が積み重なっているため、宇宙ジャンクが致命的な犠牲者になる前に、宇宙機関がより早く動き始め、計画を実行し始めることを期待しています。 「死に至るのではないかと心配しています」とフィップスは言います。 「しかし、そうではないことを願っています。」
