はい、スターリンク衛星が引退後に大気圏に再突入する際に汚染を引き起こすかどうかという問題について、ご説明します。
これは確かに多くの人が懸念している点です。何万もの衛星が一度に打ち上げられ、引退後にすべて落下すると考えると、心配になるのも無理はありません。
結論から言うと
簡単に言えば、汚染は発生します。ただし、その影響の大きさについてはまだ研究中です。
これは、私たちが普段言う工場の排気ガスや自動車の排気ガスのような汚染とは異なり、高層大気に対する長期的で潜在的な化学的汚染です。
衛星はどのように「燃え尽きる」のか？
まず、衛星が薪のように「燃焼」するわけではないことを理解する必要があります。衛星が高度を下げ、非常に速い速度（秒速数キロメートル）で大気圏に突入すると、空気との間に激しい摩擦が生じます。この摩擦により、数千度にも達する莫大な熱が発生し、衛星の大部分を構成する金属（主にアルミニウム合金）が溶融、蒸発、分解して、非常に微細な粒子やガスになります。
このプロセスは、皆さんが見る流星群とよく似ています。流星は、宇宙の小さな石が大気圏に突入して燃え尽きる現象です。スターリンク衛星の「自己破壊」プロセスは、本質的に人工の流星なのです。
汚染はどこから来るのか？
すべて灰になってしまうなら、汚染とは何でしょうか？
主な問題は、これらの「灰」、つまり衛星が蒸発した後に生成される金属酸化物の微粒子にあります。
- 酸化アルミニウムが「主犯」：スターリンク衛星の主要な材料はアルミニウムです。アルミニウムは高温で燃焼すると、**酸化アルミニウム（Al₂O₃）**になります。これらの酸化アルミニウム粒子は非常に小さく、地上から数十キロメートルから数百キロメートル離れた高層大気中に長時間浮遊します。
- 潜在的な化学反応：これらの余分な酸化アルミニウム粒子が「悪さ」をする可能性があります。科学者たちは、これらが触媒のように働き、オゾン層の破壊を加速させるのではないかと懸念しています。オゾン層は地球の「日焼け止め」のようなもので、それが少なくなると、地表の紫外線放射が大幅に増加します。
- 空の明るさの変化：これらの微細な金属粒子が高層大気中に蓄積されると、太陽光を散乱させ、夜空を「明るく」する可能性があります。これは天体観測にとっては悪いニュースであり、地上の望遠鏡の観測効果に影響を与えます。
- その他の希少金属：衛星にはアルミニウムの他に、回路基板や太陽電池など、銅、金、銀などの様々な元素が含まれています。これらが燃え尽きた後にどうなるのか、大気にどのような長期的な影響を与えるのかについては、現在のところ十分に研究されていません。
自然現象と比較して、この量は多いのか？
地球には毎日、数十トンから数百トンもの宇宙塵や流星体が降り注ぎ、それらも大気圏で燃焼し、同様の金属粒子を残します。
そのため、反対派は、自然が毎日「投棄」する量と比較すれば、現在毎年引退する数百個の衛星から発生するこの程度の「人工の灰」は取るに足らないものだと主張します。
しかし、賛成派は、これを現在の状況だけで見てはいけないと考えています。イーロン・マスクのスターリンク計画は最終的に42,000個の衛星を打ち上げる予定であり、さらに他の企業（例えばアマゾンのカイパー計画）との競争も加わると、将来的に空には5万から10万個の小型衛星が存在する可能性があります。これらの衛星の寿命は長くなく（約5年）、これは毎年何千もの衛星が集中して引退し、大気圏に突入することを意味します。
このような「集中投下」の規模は前例がなく、ある臨界点に達したときに、大気環境に不可逆的な影響を与えるのではないか？――これこそが、科学者たちが現在最も懸念し、研究の焦点としている点なのです。
SpaceXは何をしたのか？
特筆すべきは、SpaceXがスターリンク衛星を設計する際に、「デミサビリティ（Demisability）」、つまり「きれいに燃え尽きる」という問題を考慮していることです。彼らは、衛星の設計目標が大気圏で100%燃え尽きることであり、大きな残骸が地上に落下しないように最大限努力していると主張しています。彼らが選んだ材料も、大気圏再突入時にできるだけ分解しやすいものです。
まとめ
- 汚染は発生する：主に高層大気への金属微粒子汚染、特に酸化アルミニウムによるものです。
- 主なリスク：オゾン層を破壊する可能性、天体観測への影響、気候への長期的な影響は不明です。
- 現在の影響は小さい：自然界の流星塵と比較すると、現在の引退衛星による影響はまだ小さいです。
- 未来が鍵：真のリスクは、将来的に数万個の衛星が大規模かつ常態的に引退することによる累積的な影響にあります。
したがって、これを次のように理解することができます。私たちは、その仕組みをまだよく理解していない巨大な「プール」（高層大気）に、新しい「添加物」を継続的に投入しているのです。今はまだ投入量が少ないので問題は見えませんが、将来的に投入量が増えたときに、プール全体の水が変質するかどうかは誰にも分かりません。この問題は、世界中の科学者たちが注目しています。