大量の衛星打ち上げは、地球の大気圏とオゾン層に潜在的な影響を与えますか?

秀云 蒋
秀云 蒋
Technology policy analyst focusing on space.

この質問は非常に良いですね。多くの方が関心を持っています。簡単に言うと、答えは「潜在的な影響があり、まさに科学者たちが現在非常に注目し、研究している分野です。

この問題は、衛星がどのように打ち上げられ、どのように戻ってくるかの二つの側面から見る必要があります。


1. 打ち上げ段階:ロケットは何を「噴き出す」のか?

衛星を宇宙に送るには強力なロケットが必要です。ロケット燃料の燃焼は、車の排気ガスのように様々な排気ガスを発生させますが、その成分はより複雑で、影響もより直接的です。

  • 煤(Soot):特に固体燃料を使用するロケットは、大量の微細な黒い炭素粒子を生成します。これらの粒子は、数十キロメートル上空の成層圏(オゾン層がある場所)に直接送り込まれます。地上の塵のように簡単に落下せず、高空を漂い続けます。

    • 悪影響1:大気の加熱。黒いものは熱を吸収するため、これらの煤粒子は太陽光を吸収し、成層圏の一部を「加熱」し、大気循環を乱す可能性があります。
    • 悪影響2:オゾンの破壊。さらに重要なのは、これらの粒子の表面が化学反応の絶好の「温床」となり、オゾンを消費する化学反応を加速させることです。
  • 塩素(Chlorine):同様に、一部の固体燃料(スペースシャトルで使用されたものなど)には塩素が含まれています。これが成層圏に放出されると、オゾンにとっては「大量破壊兵器」となり、1つの塩素原子が何千ものオゾン分子を破壊する可能性があります。

  • 酸化アルミニウム(Alumina):固体ロケットブースターの燃焼後には、大量の酸化アルミニウム粒子が発生します。煤と同様に、これらの微粒子もオゾンを破壊する化学反応の場を提供します。

以前は打ち上げ頻度が低く、年間数十回程度だったため、大気圏には「自己回復」する十分な時間がありました。しかし、現在ではスターリンクのようなプロジェクトが一度に数十機の衛星を打ち上げ、年間数十回から数百回も打ち上げを行うため、これは「傷口」がまだ癒えないうちに新たな「傷口」ができるようなものであり、累積的な影響が懸念されます。

2. 再突入段階:衛星は何を「燃やし尽くす」のか?

衛星にも寿命があり、通常は5年から7年です。寿命が来ると、ほとんどの低軌道衛星は制御されて大気圏に突入し、燃え尽きて流星のように見えます。

以前は、燃え尽きれば何も残らない、万事解決だと考えられていました。しかし、最近の研究では、事態はそれほど単純ではないことが分かっています。

  • 金属粒子:衛星は主にアルミニウム合金などの金属でできています。高度80〜120キロメートルの大気圏で燃焼する際、これらの金属は「消滅」するわけではなく、非常に微細な金属酸化物粒子(例えば酸化アルミニウム)に変化し、塵のように高層大気中に長期間留まり続けます。

  • 潜在的なリスク:科学者たちはすでに、成層圏におけるこれらの金属粒子の濃度が増加していることを検出しています。これらの空から降る「人工流星群」の残骸は、ロケット打ち上げ時に発生する粒子と同様に、オゾン破壊の触媒となる可能性があります。将来、何万もの衛星が同時に運用され、毎年何千もの衛星が寿命を迎えて燃え尽きることを想像してみてください。これは、オゾン層に継続的に「金属粉末を撒き散らす」ことに等しいのです。

まとめると

例えるなら:

  • 打ち上げは、大型トラックが「小さなゴミ」(煤、酸化アルミニウム粒子)を上階(成層圏)に運び込むようなものです。
  • 再突入は、上階の住人が使い古した電化製品(廃止された衛星)を窓から投げ捨て、それらが空中で砕けてさらに細かい「粉塵」になるようなものです。

「運び上げる」にしても「落ちてくる」にしても、本来きれいであるべき成層圏という「部屋」に、そこに属さないものを増やしているのです。

核心的な問題は「量」です。1回の打ち上げ、1機の衛星の落下による影響はごくわずかです。しかし、何千何万もの衛星がコンステレーションを形成し、数年ごとに急速に更新されるようになると、この継続的な「汚染」がもたらす累積的な影響は、私たちの脆弱なオゾン層と高層大気環境に無視できない影響を与える可能性があります。

現在、これはまだ最先端の科学的問題であり、具体的な影響の大きさを科学者たちは緊急に「追いつく」ように研究しています。しかし、これは私たちに警鐘を鳴らしています。衛星インターネットがもたらす利便性を享受する一方で、その裏にある環境コストも考慮しなければなりません。