今、あなたの力が必要な理由

vol.6

危険なデブリを回収する宇宙の掃除人~宇宙ゴミをなくすために挑み続ける~

伊藤美樹

伊藤美樹さん- Miki Ito -

ASTROSCALE 代表取締役社長

大学卒業後、内閣府最先端研究開発支援プログラム「(通称)ほどよし超小型衛星プロジェクト」に参加し、人工衛星の開発に従事。
その後、外国人留学生への衛星製造の指導や開発サポート業務を経て、2015年4月よりアストロスケールに所属すると共に同社の代表取締役社長に就任。エンジニア業務も兼任し、IDEA OSG 1やADRASの開発に関わる。
宇宙が多くの人にとってより身近な存在となる世の中にしたい。

ASTROSCALE はどのような会社でしょうか?

ASTROSCALE(アストロスケール)は宇宙開発を持続可能にするため、今宇宙で問題となっている、宇宙ゴミ(通称 デブリ)の問題解決を目指すベンチャー企業です。
本社は2013年にシンガポールで創設され、2年後の2015年にここ日本の錦糸町に研究開発拠点が設立されました。「宇宙ごみ問題の解決」のミッションは私たちのような小さいベンチャー会社だけで到底解決出来る事ではありません。大学、高専、50社以上の企業、そして投資家といった方々に参加していただいて成り立っています。私たちのミッションと共に取り組んで下さるチームの皆様のことをSpace sweepers(スペーススウィーパーズ)と呼んでいます。

今回は社長、エンジニア、ブランドマネージャーの3人にお話を伺います。

デブリ(宇宙ゴミ)について

デブリの実際の状況を教えてください

伊藤氏 / 社長 現在、宇宙空間には微細なデブリから大きいデブリまで多数浮遊しています。これから浮遊しているデブリは、国際宇宙ステーションやGPS、静止衛星などの人工衛星が回っている地球周回軌道と同じところで、人工衛星と同じスピードで回っています。それは秒速3km〜8kmというすごいスピードです。特に1センチ以上のものは一億個以上地球の周りを回っていると推測されますが、正確な数は判っていません。

どのようなモノがデブリになるかというと、まず、運用終了や故障により廃棄された人工衛星やロケット上段(纏めて宇宙機といいます)がデブリになります。ロケット上段機体は最も大きなデブリの部類で、直径4mほどの大きさを有しています。その他に、運用中に宇宙機から切り離された部品、更には宇宙飛行士が船外活動中に落とした、ネジ、工具、グローブなどもデブリとして浮遊します。そして、デブリの大半を占めるのは宇宙機の爆発や衝突で生まれた破片です。

過去には実際に、人工衛星同士が衝突した事故も起きています。片方は稼働中の人工衛星でした。衝突した2機の人工衛星は大破して大量の破片となり、軌道上にデブリが一気に増えてしまいました。宇宙は確かに広大ですが、しかし、デブリとの衝突の脅威は存在します。

数多くの人工衛星が飛行する高度400キロから1000キロ、この空間にデブリが溢れていると聞きました。

伊藤氏 はい、そうです。この高度は人工衛星を打ち上げるのに丁度よい高度でもあります。この領域はいわゆる低軌道に属するのですが、人工衛星を打ち上げるのに丁度よい高度です。高く飛べば飛ぶほど、ロケットの能力が必要になりますよね。地球を撮影する衛星もあるので、あまり高度が高くなってしまうと、被写体が遠くなってしまいます。また、より鮮明な画像が求められるため、衛星に乗せるカメラの性能を考えると丁度よい高度なのです。他にも、低軌道だと地球を1日に13〜15周できるので、地球全体をくまなく観測出来るという利点もあります。

でも、おかげでその空間にはどんどん衛星が打ち上がって過密になり衝突する確率も高いデブリ密集エリアになってしまいました。1センチ以上のデブリだと1億個以上あると推測されていると先ほど申し上げましたが、人類が実際に観測して1つ1つのデブリを把握できているのは約10センチ以上のものに限られており、約2万3千個になります。これら2万3千個のデブリは、主に地上のレーダーや望遠鏡により常時監視されています。しかし数センチ以下の小さい破片だとレーダーでは認識出来ず、正確な数がわからない状況です。

伊藤美樹

伊藤美樹さん / 社長

地球から約400キロ地点。人工衛星を取り巻くデブリの様子。

小さなデブリとそのポイ捨て

小さなデブリが危険

山崎氏 / ブランドマネジャー NASAも大きなデブリより目に見えない微小なデブリに脅威を抱いています。大きなデブリは見えるので避ける事ができます。先ほど伊藤が申し上げましたが、10センチ以上のデブリは地球から常時モニタリングされ、1つ1つカタログ化されています。運用中の衛星に大きなデブリが衝突しそうになると、その衛星の運用者に「ぶつかりそうなので避けたほうがよい」と最大で1週間前に警報が出ます。だから比較的避ける事が出来ます。

でも微小なデブリは地上からモニタリングできないので、いつ衝突してくるかわからない。秒速8キロメートルの高速で飛んでいるため、気が付いた時は衝突している。微小なデブリは1億個以上飛んでいるため当たる確率が高い。この問題を宇宙機関の方と話す機会があると、やはり大きなデブリより、微小なデブリを問題視している話になります。

デブリの発生元はそもそも宇宙ゴミがポイ捨てされているという事ですか?

山崎氏 はい、ポイ捨てされています。確信犯です。宇宙機を推進させるために必要なエネルギーがなくなったため仕方がなく航路に置き去りにしたのではなく、ゴミになると判っていながらポイ捨てをしています。対処する方法があるにも関わらず、デブリの処分にはお金がかかる事と、宇宙空間上ではポイ捨ての現場が直接誰にも目撃されないので「ポイ」としちゃうんです。

1957年、人類が初めて打ち上げたロシアの人工衛星スプートニク1号から宇宙でのポイ捨ての歴史が始まりました。でもロシアだけではなく日本もアメリカもポイ捨てしていますし、環境に優しいイメージのヨーロッパもポイ捨てしています。その事実を宇宙業界は黙認してきた訳です。

しかしさすがに60年間ポイ捨てを続けると広い地球軌道上も段々ゴミで一杯になってきています。これは地球の海も同じで、広いと思っていた海も気がついたら汚染がとんでもない事になっていた状況とまったく同じです。

地球と一緒ですね

山崎氏 そうだと思いますよ。宇宙は広大だと思われますが、実は非常に狭い、数百キロの高度の幅の中でデブリが密集しています。

そのような状況でどのようにしてデブリ問題を解決するのでしょうか?

伊藤氏 私たちは二つのアプローチを考えています。それは計測と除去です。微小デブリを計測する衛星と大きなデブリを除去する衛星をそれぞれ1機ずつ、現在2機の衛星を開発しています。
まず1機目の微小デブリ計測衛星について紹介したいと思います。名前はIDEA OSG 1と言います。地上からは直接計測できない微小なデブリが、軌道上のどこにどれくらいのサイズでどれくらい漂っているのかというデブリマップを構築するためのサンプルデータを収集することを目的としています。

次に2機目はデブリ除去衛星ADRASです。大きいデブリについては予め位置を把握することができますので、そのデブリまで近づくことが可能です。あとはそのデブリを捕まえて、デブリと共に大気圏まで落ちてもろとも燃え尽きるという仕組みです。

2機の衛星が対象とするデブリの特徴を比較するとどうなるのでしょう?

伊藤氏 デブリ除去衛星ADRASが対象とするのは人工衛星やロケット上段機体などの、比較的大きなデブリです。これら大きなデブリは、ひとたび衝突や爆発を起こすと大量のデブリを生んでしまうため、そのようなことが起こる前の除去が必要です。一方でIDEA OSG 1が対象とするのは、地上からは観測できない微小なデブリ。このような微小デブリは衛星の船体で防御する対処方法しかありません。

問題なのは微小デブリが軌道上のどこにどれくらい分布しているか不明なことです。これではいつどんな微小デブリが当たって来るのか判らない。船体のボディーの厚さにもよりますが、当たりどころが悪ければ大きなダメージを受けてしまう、一か八の「運頼み」みたいなことはあります。その現状を改善するために、まずはデブリマップを作りたいのです。

山崎泰教

山崎泰教さん / ブランドマネジャー

デブリの数は1958年ではほぼ0でしたが、
年々増え続けています

最もデブリが密集している高度は600km~1000km

「デブリ探査機IDEA OSG1」
デブリの分布を観測して宇宙ゴミマップを作る

微小デブリ計測衛星「IDEA OSG 1」

壮大な1機目(IDEA OSG 1)のミッション開始はもう間近?

山崎氏 まずは微小デブリ計測衛星のIDEA OSG 1を今年の年末から年頭にかけて打ち上げ予定です。この実施は本当にすごい事です。たった3年前に作った会社が,実際にデブリ問題に取り組むための人工衛星を開発して間もなく打ち上げることは、宇宙業界からすると、とても早い事です。このデブリ問題について何かをやらなければならないと思う人はたくさんいます。でも実際のアクションに移すのはとても難しいことです。デブリはここ10数年で急増しているのですが、その問題解決のための研究はなされているものの、急増を如何に食い止めるかという次のアクションが起きていないのが現状なんです。

そしてやはり重要な事は、IDEA OSG 1が取り組む微小デブリの分布状況を明らかにすることです。それは我々が思っているより少ないかもしれない、でも想像を遥かにこえた量があるかもしれない。その事実がわかる事によって世の中に自信を持って訴える事ができると思っています。今は「危ない」と訴えるのですが、残念ながら事実が証明できない。自分たちが訴える事の信憑性に欠けるんです。そして微小デブリのリアルな状況を明らかにすることで、より多くの方々がデブリ問題に興味を持っていただけると良いなと思っています。

IDEA OSG 1はどれくらいの期間、微小デブリを探査してくれるのでしょうか?

山崎氏 2年間と計画しています。この2年という数字は衛星を設計する際に、衛星が宇宙で浴びる放射線などによる機能・性能の劣化を想定して設定したものです。しかし想定を越えて動き続ける事があるので、動き続ける限り微小デブリのサンプルデータを取り続けます。
IDEA OSG 1のミッションについて、エンジニアの上津原正彦博士に詳しく説明してもらいましょう。

デブリ除去衛星「IDEA OSG 1」の展望と「ADRAS」

上津原先生、よろしくお願いいたします

上津原氏 / エンジニア 私は微小デブリ計測衛星IDEA OSG 1の開発を担当しています。IDEA OSG 1が計測するデブリサイズはどのくらいだと思いますか?
0.1mm〜数mmの、まさに砂粒みたいなものです。そしてその砂粒サイズの微小デブリが、現在どこにどれくらい密集しているかわかっていません。このような砂粒サイズの微小デブリでも1発当たったら甚大な被害が出る恐れがあります。例えば、スペースシャトルは今までの130数回のフライトの中で、砂粒サイズのデブリが衝突した累計数が一万五千個にもなるという調査結果があります。その影響は深刻で、スペースシャトルが地球に帰還する毎に、微小デブリの衝突で損傷した窓ガラスや各種部品を交換しています。

これから宇宙旅行の機会が増えてきます。宇宙旅行の安全を考えると、一番避けなくてはならない問題は微小デブリです。だから安全な宇宙旅行を実現するためにも微小デブリの環境モニターの整備は必要です。例えば「今」の微小デブリの密集度が事前に解るようになると、宇宙船の安全な打ち上げタイミングや安全な航路を計算出来るようになります。このように有人の宇宙活動を守っていくためにも、今から取り組んでいかなければなりません。

間近に打ち上げる微小デブリ計測衛星IDEA OSG 1ですが、今後2号機、3号機と打ち上げて計測ポイントを増やしていくことで、より正確に、広範囲に微小デブリのモニタリングが出来るようにしたいです。それがこのプロジェクトの最終形態と考えています。

このプロジェクトの構想は、私が大学生時代に在籍していた九州大学 花田研究室で生まれました。その構想が生まれる過程に実際に私も携わった経緯もあり、なんとしても実現・成功させるため、日々プロジェクトの進行に邁進しています。

捕まえる方(ADRAS)について、実際に開発を担当されている社長兼エンジニアの伊藤美樹さんから判りやすく説明してもらいましょう。お願いします。

伊藤氏 ADRASはデブリ除去衛星です。捕まえるのは10cm以上のサイズのデブリです。これらは地上からの観測によって位置を特定できるので、ADRASは宇宙に打ち上げられてロケットから切り離された後、その位置情報を用いてデブリまで近づきます。近づいたら、ADRAS自身がデブリを捕まえます。ADRASにはガスジェットのような推進ロケットが搭載されていますので、デブリを捕まえた後は推進ロケットを使って速やかに高度を落とし、最後はデブリもろとも大気圏に突入させ、燃え尽きるという流れでデブリを除去します。

上津原正彦

上津原正彦さん / エンジニア

浮遊しているデブリの大きさとその数

宇宙に飛び出す時代のために

とてもシンプルな質問ですが、これから宇宙が綺麗になるには何個くらいのデブリの除去が必要になると思いますか?

山崎氏 今、23,000個の大きなデブリが存在していますが、民間の企業として出来る事は、今あるデブリを全部取り除く事ではないと思っています。これからたくさん出てくるデブリをなるべく軽減する、と言う事だと思います。なぜなら宇宙はこれからもっと汚れる可能性があるからです。これからより多くの国や民間企業がより多くの衛星を打ち上げる機会が増えてきています。
現在は1,300機の衛星が運用されていますが今後、民間企業だけで現在ある1300機に匹敵、もしくは超える莫大な数の人工衛星を打ち上げる予定になっています。その打ち上げで発生しうるデブリを発生させない事が、今取り組める最善の策だと思っています。

だから今ある23,000個を一個一個取りに行くというイメージではなく、これから出てくるデブリを処理していくとう考え方が正しいと思います。地球の海岸でも、既にたくさん落ちているゴミも拾わなくてはなりませんが、これから人が出すゴミのポイ捨てを阻止できれば今以上に汚くならないのと同じ事です。

私たちも海ゴミは七割が川からくるので川の流域の方々に現状をお伝えしています

山崎氏 デブリを出さない方向に持って行くには、一人でも多くの世界中の人々に、デブリのポイ捨ての事実があると事を知ってもらう事でしょう。

このままデブリのポイ捨てが続くとどうなりますか?

山崎氏 NASAのある学者が発表した仮設があります。「ケスラーシンドローム」
デブリが増えすぎるとある一定のポイントから、それぞれのデブリがぶつかり始め、その衝突が止まらなくなり全部なくなるまでぶつかり続ける。つまり地球の軌道が使えなくなるという仮説を立てています。その仮説がいつ現実に起きるのか、誰にも判らない状況です。

カーナビも携帯電話も駄目になり、大変な事になってしまいますね

山崎氏 日本の食料自給率って確か40%くらいでしょうか。残りは輸入に頼っていることになります。
食料の輸入を担ってくれる飛行機や船はGPSで運航しています。もしGPSがデブリで破壊されてしまうと、GPSで運航している飛行機や船は航行できなくなってしまいます。

日本国内にどれくらいの食料の備蓄があるのか正確な数量はわかりませんが、流通がストップしたら国内の食料はすぐに底を尽き、それが国全体・世界全体で起きたらどうなるか、とても恐ろしい事です。一般の方が考えるより、宇宙は我々のこの便利な生活に密着しているのです。

宇宙に飛び出す時代だからこそ

山崎氏 今までデブリの問題が、当たり前のゴミ問題として世間に露わにならなかった理由としては、あまり身近な問題として考えてこられなかった事が挙げられます。

しかし近い将来宇宙空間に人がどんどん飛び出す時代になる。それはある意味、デブリ問題を解決する大きなチャンスかもしれないのです。例えば10年後スペースプレーンを開発しても、デブリで汚れていたら危なくて飛べません。だから宇宙旅行が実現する時こそが、デブリ問題を一般の人達に深く問いかけるチャンスなのかなと思っています。しかし今から、デブリ問題解決のためにアクションしないといけないと思っています。「宇宙に行く技術ができました。でもデブリの影響で飛べません」では悲しいじゃないですか。だから我々のプロジェクトはとても意義があるのです。

でもたった一人で出来る訳ではありません。カリスマ的なリーダーや、天才エンジニアがいても出来ません。いろんな人がいてチームで達成するものなのです。

このサイトの読者の皆さんは環境意識が高い方が多いと思いますので、もしかしたらその中に将来的にアストロスケールにチームのメンバーとして活躍していただける方もいらっしゃるのではないかという期待も抱いています。

我々に出来ることは?(あなたの力が必要な理由)

山崎氏 実はその事を伝えるためにこの場にきました。それはデブリの認知度を上げたいという事です。

そして今すぐ皆さんに出来る事はというと、もしこの問題に共感してくれるのであれば、自分の回りにいる十人にデブリ問題について話していただくことです。その十人もまた次の十人に伝えていただければ、十人が百人になり千人になり、少しずつ増えていくでしょう。デブリに対して問題意識を持つ人が増えることで、政治課題として真剣に取り組むべきという姿勢が大衆に自然と形成され、デブリ問題解決のためには政府が今すぐアクションを取らなければならないという方向に民意が進んでいくのかなと思っています。

本当にデブリは大変な問題で、創業3年目、たった25人の社員の会社が解決できる事ではないのです。共感してくれる大勢の仲間の力が必要です。

アストロスケールの想い

社長 / 伊藤美樹さん
宇宙はもっともっと使われるようになります。今、宇宙に関わりがない人でも身近なものになるでしょう。その弊害となる宇宙ゴミを除去すると言う事は非常に大事な事だと思います。

エンジニア / 上津原正彦さん
自分の夢でもあるのですが、遊ぶなら綺麗な海で遊びたい。それと同じで、遊ぶなら綺麗な宇宙で遊びたいです。楽しく過ごせる宇宙空間を目指すのなら安全にしなければなりません。それは地球の海と繋がる事もあるのかなと思います。年齢を考えると20年後までには宇宙で遊びたいです(笑)

ブランドマネージャー / 山崎泰教さん
宇宙に限らず環境問題に興味を持っています。なぜならば私はアウトドアが好きだからです。子供のころからサーフィンを楽しんでいました。だから小さい頃から環境に意識が高かった。大人になり宇宙に関わりだして、今の宇宙の環境問題を無視できない想いがあります。宇宙は我々がまだ開拓できていない、神秘な世界にもかかわらず、すでに人類が汚している悲しい現実があります。私は人類以外にも宇宙には生命体がいると思っています。その生命体に対して地球人が存在するところはすべてゴミだらけと思われたくありません。

今回はデブリのお話でした。
このページだけでは難しい宇宙のお話をすべてご紹介できないので詳しくはASTROSCALEのサイトでご覧ください。http://www.astroscale.com/

・山崎泰教:アストロスケールシンガポール本社にてブランドマネジメントを担当。人類が宇宙を自由に活用できるように、宇宙機が安全に飛べるようにしたい。

・上津原正彦:微小デブリ計測衛星IDEA OSG 1の開発プロジェクトを担当するエンジニア。将来の夢は、宇宙を、世界中の人々が安全・安心に遊べる場所として整えること。

・伊藤美樹:大学卒業後、内閣府最先端研究開発支援プログラム「(通称)ほどよし超小型衛星プロジェクト」に参加し、人工衛星の開発に従事。その後、外国人留学生への衛星製造の指導や開発サポート業務を経て、2015年4月よりアストロスケールに所属すると共に同社の代表取締役社長に就任。エンジニア業務も兼任し、IDEA OSG 1やADRASの開発に関わる。宇宙が多くの人にとってより身近な存在となる世の中にしたい。

取材・写真:上重 泰秀(じょうじゅう やすひで)http://jojucamera.com