■脅威が増すスペース・デブリ - 宇宙のゴミ問題のいま

地球のまわりを回る、無数の「スペース・デブリ」(宇宙ゴミ)。
日本ではSF作品『プラネテス』や映画『ゼロ・グラビティ』の影響もあっておなじみのこの問題は、最悪の場合、人類が宇宙に出ていくことすらできなくなる危険性をはらんでいる。

この脅威に対して、少しずつではあるものの対策が進みつつある。
そして、その大きな有効打となりうる「デブリ除去」も実現のきざしが見えつつあり、2018年4月には欧州が開発した試験衛星「リムーヴデブリ」が打ち上げられた。
しかし、この宇宙のゴミ問題を解決するためには、まだ課題もある。

■スペース・デブリ問題のいま

1957年に世界初の人工衛星「スプートニク」が打ち上げられて以来、人類はこれまでに約8000機の衛星を打ち上げてきた。
そのうち、現在も稼働している衛星は1500機ほどとされる。

しかし、これは現在軌道上にある衛星が1500機、という意味ではない。
古くなって大気圏に落下したり、宇宙船のように地球に返ってきた衛星はあるものの、機能を停止したものも含めると、5000機近い衛星が地球を回っている。

そして、地球を回っている物体はそれだけではない。人工衛星を打ち上げるときには、ロケットの機体や搭載機器のカバーなど、余計なものも軌道に乗ってしまう。また、衛星が爆発・分解したり、衛星同士が衝突したり、衛星を破壊する実験をおこなったりしたことで、数多くの破片も生み出されている。

こうした機能を停止した衛星や、打ち上げ時に発生した部品、新たに発生した破片などのゴミのことを、文字どおり宇宙ゴミ、「スペース・デブリ」と呼ぶ。

現在、軌道上にある物体の多くは、米空軍の18 SPCS(18 Space Control Squadron)という組織が、世界各地に設置したレーダーや望遠鏡を使って追跡している。同隊によると、2018年4月現在、約1万8922個の物体を追跡している。

約2万個という数でも驚きだが、しかしこの数はあくまで、追跡できるものに限ったものである。
18 SPCSは低軌道で約10cm以上、静止軌道で約1m以上の物体を追跡することができるが、当然それよりも小さな物体も数多く存在する。米国航空宇宙局(NASA)などの推計によれば、1cm以上の物体は50～70万個、
1mm以上のものだと1億個以上存在すると考えられている。

こうした小さなデブリも、それぞれ地球のまわりを秒速数kmという高速で飛んでいる。
もし衛星と衝突すれば、機能停止どころか、新たに破片を生み出すことになり、あるいはデブリ同士が衝突しても、やはり新たに細かな破片が生まれる。

もちろんデブリの中には大気圏に落下していくものもあるが、長い間残り続けるものも多く、その間になにかと衝突するなどし、新たなデブリを生み出す発生源にもなる。ある研究では、大気圏に落ちて軌道からなくなるデブリの数よりも、新たに生み出されるデブリのほうが多いとされ、今後もその数は増加していくと予測されている。

さらにある研究では、デブリが衝突して新たにデブリが生まれ、さらにそのデブリがまた別のデブリに衝突し……と、デブリが"自己増殖"し続ける可能性も指摘されている。これを「ケスラー・シンドローム」と呼ぶ。
これはあくまで最悪のケースを考えた場合であり、計算に使うモデルや、そもそもの前提となるデブリの推定数などによって、こうしたことは起きない、起こる可能性は低い、とする研究結果もある。

続きはソースで

欧州が打ち上げたデブリ除去の試験衛星「リムーヴデブリ」の想像図
https://news.mynavi.jp/article/20180706-659876/images/001.jpg
地球低軌道にあるデブリの想像図。
https://news.mynavi.jp/article/20180706-659876/images/002.jpg
静止軌道やその周辺にあるデブリの想像図
https://news.mynavi.jp/article/20180706-659876/images/003.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180706-659876/

中性子星-白色矮星-白色矮星の三重星系を分析する研究が実施され、「外部の重力場の中で自由落下する物体の加速度は、物体自体の重力にかかわらず一定である」という原理が、これまでで最も厳密な試験に合格した。この原理は、アインシュタインの一般相対性理論における重要な予測であり、今回の研究知見によって裏付けられたことを報告する論文が、今週掲載される。

一般相対性理論は、他の重力論と異なり、自由落下する物体の加速度は一定という前提に基づいている。この原理は、強い重力場を持つ中性子星のような天体にも当てはまると考えられており、「強い等価原理」として知られる。ただし、強い重力場の領域で、この原理の検証が行われたことはなかった。

続きはソースで

https://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/12584

「六分儀」とは、天体や物体の高度や水平方向の角度を測るための道具であり、天体の高度測定や自身の位置を割り出すことができます。小型で持ち運び可能な六分儀は、海を航海する船舶にのせられて航海時のナビゲーションツールとしても使用されてきました。
そんな六分儀を、「宇宙船の操縦に使うかもしれない」とNASAは表明しています。

Deep space navigation: tool tested as emergency navigation device
http://www.spacedaily.com/reports/Deep_space_navigation_tool_tested_as_emergency_navigation_device_999.html

六分儀は1757年に発明されてからというもの、島や大陸といった道しるべを得ることができない外洋を航海する船舶が、自身の位置や向かうべき方角を知るために使用されてきました。六分儀には小さな光学望遠鏡が搭載されており、コンピューターなしでも空に光る星の間の正確な角度を測定することができます。

数世紀にわたって海上を航海する船乗りたちを助けてきた六分儀ですが、1961年から1966年にかけてアメリカが行った有人宇宙飛行計画である、「ジェミニ計画」においては、宇宙船に搭乗した宇宙飛行士が「宇宙空間で六分儀を使用する」という実験を行っていたとのこと。
ジェミニ計画における六分儀の使用は、後に行われるアポロ計画を念頭に置いたものだったそうです。

人類初の月面到達に成功したアポロ計画において、「搭乗員が地球との通信が不能な状態に追い込まれてしまった場合、どのように地球へ帰還するのか」という懸念は避けて通れないものでした。
そこで、NASAの研究者らは六分儀を使って宇宙船の位置を割り出し、地球までのナビゲーションに使用するというアイデアを思いつきました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/06/26/sixtant-use-space-navigation/02_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/06/26/sixtant-use-space-navigation/00_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/06/26/sixtant-use-space-navigation/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180626-sixtant-use-space-navigation/

■カーリングのストーンはなぜあのように曲がるのか。
他の物体と違うことはわかっているが、理由はまだわからない

ピョンチャン（平昌）冬季オリンピックのカーリング男子の表彰式では、優勝したアメリカ代表チームが表彰式で「女子カーリング」と書かれた金メダルを手渡される、という手違いがあった。だがカーリングにははるかに大きな驚きが秘められている。
科学者さえ解明できない謎だ。

カーリングをよく知らない人のためにルールを簡単に説明すると、カーリングは1チーム4人で対戦し、両チームの選手が交互に長方形の氷上にストーン（石）を滑らせる。
約40メートル先の「ハウス」と呼ばれる同心円の中心のより近くへ、より多く石を入れることができたチームが勝利する。
カーリングという名称は、ストーンが氷上を滑る時、ボウリングの球がレーンを転がる時のように回転（カール）するのに由来する。

一体なぜ、大きさ直径約30センチ、重さ約20キロのストーンが、選手がブラシで氷の表面をこすることで狙った方向に曲がるのか。いまだに謎のままだ。

「異質なものほど人は興奮する。ストーンはその典型だ」と、カナダのバンクーバーアイランド大学の天文物理学者でスポーツ物理学を研究したレイ・ペナー教授は、米紙ウォール・ストリート・ジャーナルに語った。

ストーンが他の物体と決定的に違うのは、回転と同じ方向に曲がることだ。
例えばボウリングの球は、反時計回りに回転をかけて滑らせると右に曲がる。
だがストーンは反時計回り（左回転）に回転をかけると左に、時計回りなら右に曲がる。なぜか。
説明を試みた理論は多数存在する。

■中世からの謎

そのうちの1つ、「スティックスリップ摩擦論」は、氷上に広がる無数のペブル（氷の粒）に注目した。

続きはソースで

画像：イギリスとの3位決定戦でストーンを投げる日本代表の藤沢五月
https://www.newsweekjapan.jp/stories/assets_c/2018/02/curling180226-thumb-720xauto.jpg

関連動画
Curling — The Most Mysterious Olympic Sport https://youtu.be/3kpZ_EWL1wA



ニューズウィーク日本版
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/02/post-9609.php