じじぃの「宇宙船に隕石はぶつからないの?宇宙飛行士の秘密」

Real-time Satellites in Google Earth 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=ydbbd-4oEds&feature=related
NASA/ESA - SPACE DEBRIS 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=43ac9gmR3fA&feature=fvwrel
GPS衛星の軌道アニメーション 画像
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:ConstellationGPS.gif
スペースデブリ 画像
高度2,000km以下の軌道を周回するスペースデブリの分布
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Debris-LEO1280.jpg
スペースデブリ Google 検索
http://www.google.co.jp/images?q=%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%83%87%E3%83%96%E3%83%AA&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&sourceid=navclient&hl=ja&rlz=1T4GZAZ_jaJP276JP276&oi=image_result_group&sa=X&oq=%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%83%87%E3%83%96%E3%83%AA&aq=f&aqi=&aql=&gs_sm=s&gs_upl=0l0l0l28801l0l0l0l0l0l0l0l0ll0l0
宇宙にいる野口宇宙飛行士とおもいっきり生交信 釧路市こども遊学館
小学生からの質問 国際宇宙ステーションに、隕石はぶつからないのですか?
野口聡一さん 皆さん心配してくださるんですが、人工衛星の軌道には、確かにいろいろなものがあります。たとえば、人工衛星の残骸など。もしかすると当たるかもしれません!大きなものは、ぶつからないように地上から見張っています。細かくて地上から見えないようなものは、当たっても大丈夫なように、宇宙ステーションの壁が二重になっています。
http://kodomoyugakukan.jp/iss_noguchi.html
スペースデブリ ウィキペディアWikipedia)』より
スペースデブリ(英語:space debris、デブリ)または宇宙ゴミとは、なんらかの意味がある活動を行うことなく地球の衛星軌道上〔低・中・高軌道〕を周回している人工物体のことである。宇宙開発に伴ってその数は年々増え続け、対策が必要となっている。
【概要】
これらスペースデブリの総数は増加の一途を辿っているうえ、それぞれ異なる軌道を周回しているため、回収及び制御が難しい状態である。これらが活動中の人工衛星や有人宇宙船、国際宇宙ステーションISS)などに衝突すれば、設備が破壊されたり乗員の生命に危険が及ぶ恐れがあるため、国際問題となっている。現にニアミスや微小デブリとの衝突などは頻繁に起こっており、1996年にスペースシャトルエンデバーのミッション(STS-72)で若田光一宇宙飛行士が回収した日本の宇宙実験室(SFU)には、微細なものを含めると500箇所近い衝突痕が確認された。
スペースデブリは、地表から300 - 450kmの低軌道では秒速で7 - 8km/s、36,000kmの静止軌道では秒速3km/sと非常に高速で移動している。さらに軌道傾斜角によっては相対的に秒速10km/s以上で衝突する場合もありえる。運動エネルギーは速度の2乗に比例するため、スペースデブリの破壊力はすさまじく、直径が10cmほどあれば宇宙船は完全に破壊されてしまう。数cmでも致命的な損傷は免れない。さらに数mmのものであっても場合によっては宇宙船の任務遂行能力を奪う。5 - 10mmのデブリと衝突するのは大砲で撃たれるのと等しい。
人工衛星 ウィキペディアWikipedia)』より
世界初の人工衛星スプートニク1号は地球周回軌道に打ち上げられた。現在、この種類の軌道が最も一般的なので、軌道名に地球を省略することが多い。地球周回軌道はさらに、高度、軌道傾斜角、軌道離心率によって分類される。
【高度による分類】
・低軌道 (LEO): 高度2,000km以下の地球周回軌道。国際宇宙ステーションなどはこの軌道に存在する。
・中軌道 (MEO): 高度2,000kmから地球同期軌道(35,786km)までの地球周回軌道。
・高軌道 (HEO): 地球同期軌道より外の地球周回軌道。
自国による人工衛星の打ち上げ
順位 国       年  ロケット       人工衛星

                                                                                                      • -

1   ソビエト連邦 1957  スプートニク-PS   スプートニク1号
2   アメリカ    1958  ジュノーI       エクスプローラー1号
3   フランス    1965  ディアマン      アステリックス
4   日本      1970  ラムダ-4S      おおすみ
5   中国      1970  長征1号       東方紅1号
6   イギリス    1971  ブラック・アロー   プロスペロ
7   インド      1980  SLV          ロヒニ
8   イスラエル   1988  シャヴィト       オフェク1号
−  ロシア     1992  ソユーズ-U     コスモス2175号(英語)
−  ウクライナ   1992  ツィクロン3(英語) ストレラ(x3, ロシア製)
9   イラン     2009  サフィール-2     オミド

                                      • -

『宇宙飛行士85の秘密』 株式会社レッカ社/編集、岩田勉/監修 PHP文庫 2011年発行
宇宙船に隕石はぶつからないの? (一部抜粋しています)
実は、宇宙から数多くの隕石が日常的に飛来している。ただ、ほとんどの隕石は大気圏に突入したあと燃え尽きてしまうので、地上まで到達するケースは非常に少なく、そのため隕石の落下を気にする人はほとんどいない。
たしかに、日本でも屋根を突き破って隕石が落ちてきたという事件があり、他国でも落ちてきた隕石に当たって人が亡くなったというケースもあるが、確率でいえば無視してさしつかえない。
地上に落ちてくる隕石は燃え尽きる可能性があるが、その手前の軌道を周回している人工衛星に隕石が当たる確率は、確かにもう少し高いと言える。ただし、これまで人類は地球から数多くの人工衛星を打ち上げてきたが、現在のところ人工衛星1基を丸ごと破壊するような事態は起きていない。
ただ、打ち上げられた人工衛星にごく小さな隕石が衝突し、太陽電池パネルに傷をつけたりするケースはある。よって、こうしたケースも含めて宇宙船に隕石が衝突する可能性があるのかどうかと聞かれれば、「可能性はかなり低いがゼロではない」という答えになるだろう。
ただ、宇宙飛行士の立場からいえば、無事に打ち上げられた宇宙船に隕石が衝突して大事故になる確率より、打ち上げや大気圏突入時の大事故の確率のほうが気になるところだろう。
少なくとも、これまで打ち上げてきた有人宇宙船の打ち上げ失敗率の平均より、宇宙船が破壊されるほどの隕石に遭遇する確率のほうが低いのは間違いない。
さて、隕石と衝突する確率はほとんどないに等しいわけだが、では宇宙に浮いているゴミ(スペースデブリ)や、ほかの人工衛星とぶつかってしまう可能性はあるのだろうか?
高度1900キロ以内の空間には、およそ2000トンもの人工物が漂っているという。
アメリカでは、こうしたスペースデブリのうち約8000個について、空軍がレーダーで追跡を行っているが、レーダーで把握しきれないくらい小さなものは無数にあるのが現状だ。
そういった物体同士が正面から衝突した場合、例えば高度300キロ付近のスペースシャトルが活動するような低い軌道でも、時速約2万8000キロの倍となる5万6000キロの衝撃が発生するわけだ。
宇宙船がこんな衝撃を受けたら、文字通りひとたまりもないだろうが、宇宙飛行士たちはまったく心配していない。
なぜなら、こうした物体に衝突する確率もまた、隕石とぶつかる確率と同様にかぎりなく低いからである。
仮に、衝突するとスペースシャトルが破壊されるほど危険な物体が1万個あるとして、それがすべて高度300キロにあったとする。このとき、物体の平均密度がどの程度なのかを計算してみよう。
まず、高度300キロの軌道上がどれくらい広いのかというと、少なく見積もっても約5億6000万平方キロになる。ここに1万個の物体が行きかっていたとしても、5万6000平方キロにひとつという割合だ。
これが、どの程度の密度なのかというと、日本列島の本州北部にある青森、秋田、岩手、山形、宮城までの5県を合わせた広さに、ひとつの物体が飛んでいるというイメージになる。

                                      • -

どうでもいい、じじぃの日記。
古川聡さんは、6月8日にロシアのロケット、ソユーズに搭乗し約5ヵ月半のISS国際宇宙ステーション)長期滞在を開始した。あと約1ヵ月の滞在になる。
ときどき、テレビにISSにいる古川さんの映像が出てくる。元気そうなので、ほっとしたりする。
1961年、当時ソ連のロシアからガガーリンが人類最初の宇宙飛行を行ってから、今年で50年になる。
1957年にソ連が初めて世界初の人工衛星スプートニク1号を打ち上げてから、今年で54年になった。
世界初の人工衛星スプートニク1号から50年以上経ているのに、自国による人工衛星の打ち上げの国はわずか数ヵ国しかない。韓国はロシアの指導のもとに去年、韓国初の人工衛星が打ち上げを行った。打ち上げには成功したものの正常軌道に乗らず失敗に終わった。北朝鮮も去年、人工衛星の打ち上げを行った。例のごとく成功、と報道したが、正常軌道に乗らず失敗した。
7/30、NHK 地球ドラマチック 「人類は火星に行けるか!?」を観た。
こんなことを言っていた。
「火星は数億年前まで、地球とほぼ同じだった。二酸化炭素を大量に含んでいるが、地球と同じように大気がある。エベレストの3倍もあるオリンポス山がある。生きた火山なのかもしれない。地表には水が流れたと思われる痕跡が残っている。生命が火星に生れ、地球に飛んできたのかもしれない。そうであれば、我々は火星人になるのだ。火星に行くということがいかに困難なことか。まず、微小隕石や宇宙塵が機関銃の弾丸の10倍ぐらいのスピードで宇宙船にぶつかってくる。過去には宇宙船の太陽パネルに衝突し、穴があいたことがあった。そして、太陽からのX線などの高い放射線からどうやって身体を守るか。地球には磁場があり、我々を放射線から守ってくれているが、宇宙船の中はずっと放射線を浴び続けるのだ。火星の旅は2年ぐらいになる。その間、ずっと放射線を浴び続けることになる。宇宙空間は無重力の世界だ。大体エベレスト山頂の気圧ぐらいまでなら、宇宙でも地球と似た環境で生活できるが、身体の骨がもろくなるので宇宙船を回転させて、重力を作り出さないといけない。それでも骨はもろくなる」
ISSから見た地球は、周りを薄い大気の膜に囲まれている。そして無数の宇宙ゴミスペースデブリ)もまた、大気の膜のように地球上空を回っている。
「微小隕石や宇宙塵が機関銃の弾丸の10倍ぐらいのスピードで宇宙船にぶつかってくる」
『宇宙飛行士85の秘密』の本の中に「宇宙船に隕石はぶつからないの?」があった。
「これが、どの程度の密度なのかというと、日本列島の本州北部にある青森、秋田、岩手、山形、宮城までの5県を合わせた広さに、ひとつの物体が飛んでいるというイメージになる」
スペースデブリの1個の密度は東北5県合わせた広さに1個の割合なんだそうだ。
すこし、安心した。