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2026-02-19 16:00:00
2025年2月19日にドイツのベルリン上空で大気圏に再突入するファルコン9上段を映す30秒間の露出写真
ゲルト・バウムガルテン
大気圏に再突入した後に燃え尽きたスペースXのロケットは、蒸発した金属のプルームをヨーロッパ上空に放出したが、この種の汚染は宇宙船や人工衛星の数が増加するにつれて増加すると予想されている。
ファルコン9の上段は、再使用の可能性を考慮して太平洋に着水するように設計されているが、エンジン故障により制御を失い、2025年2月に北大西洋上の軌道から落下した。
ヨーロッパ中の人々は、燃えるような破片が空に縞模様を描き、その一部はポーランドの倉庫の後ろに墜落したのを目撃しました。このニュースを見て、ドイツのライプニッツ大気物理学研究所のロビン・ウィング氏と同僚は、大気感知用の機器であるライダーの電源を入れた。 20時間後、蒸発した金属のプルームが大気上空を漂い、ロケットの船体の主要成分であるリチウムが10倍に急増していることを検出した。
大気モデルによると、このプルームはファルコン9が大気圏に再突入した地域から1600キロメートル離れたところに漂流したことが示唆された。この研究は、特定の宇宙船再突入による高高度汚染を追跡した最初の研究である。
小さな金属粒子は「オゾン破壊を触媒し、成層圏や中間圏に雲を生み出し、太陽光が大気中を伝わる方法に影響を与えている可能性がある」とウィング氏は言う。 「しかし、これらすべては十分に研究されていません。」
商業宇宙への打ち上げが急増し、企業がスペースXのスターリンクやアマゾンのレオなどの巨大衛星群を拡張するにつれて、この種の汚染に対する懸念が高まっている。すでに約1万4500基の衛星が軌道上にあり、先月スペースXは、人工知能を強化する軌道上データセンターを構築するというイーロン・マスク氏の目標のために、さらに100万基の衛星の打ち上げを申請した。
さらなるスペースデブリを生み出す衝突の暴走サイクルを避けるために、衛星は通常、落下して寿命の終わりに燃え尽きることが許されています。専門家らは、宇宙ゴミの量は今後10年で50倍に増加し、現在隕石が大気中に持ち込む質量の40％を超える可能性があるとしている。
インディアナ州パデュー大学のダニエル・チッツォ氏は、宇宙ゴミは大気中で燃えて消えるという誤解があるが、この研究には関与していない、と語る。 「ここでブレーキを踏んで、この素材がどのような影響を与える可能性があるかを徹底的に分析してみましょう。」
ファルコン9号のプルームには推定30キログラムのリチウムが含まれていた。しかし、ロケットの船体の合金の組成を考えると、はるかに多量のアルミニウムが含まれていたであろう。
蒸発したアルミニウムは大気中の酸素と反応して酸化アルミニウムの粒子を形成し、塩素化合物がより容易に分解できる表面を提供します。このプロセスによって解放された塩素ラジカルは、成層圏のオゾン分子と反応して破壊します。
研究者らは、宇宙船の燃焼により、毎年1000トンの酸化アルミニウムが大気中に放出され、増加していると推定している。これにより、各国がオゾン層を破壊する冷媒ガスを段階的に廃止するにつれて縮小している南半球のオゾンホールが拡大する恐れがある。オゾンが失われると、皮膚がんの原因となる太陽の紫外線がさらに多く侵入する可能性があります。
「金属に関して言えば、私たちはこの新しいパラダイムに移行しつつあります。そこでは、上層大気は自然発生源よりも人為的汚染の影響をますます強く受けています」とユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのエロイーズ・マレ氏は言う。 「スペースデブリは、オゾンホールの進行を元に戻し始めています。」
金属酸化物粒子は、水蒸気が液滴に凝縮する核としても機能し、対流圏上部に熱を閉じ込める傾向のある巻雲を形成します。
科学者たちは、巻雲の中で燃え尽きた宇宙船からの粒子を測定しました。巻雲の形成を促進している場合、地球温暖化が悪化する可能性がありますが、その影響は二酸化炭素などの温室効果ガスに比べればまだ小さいでしょう。
「この物質が大気に悪影響を及ぼしている可能性があることを示す科学的証拠は数多くあります。現在、科学者として、そのような影響が起こっているかどうか、そしてその影響がどの程度悪影響を及ぼしているかを解明するのが私たちの責任です」とチッツォ氏は言う。
木のような素材で人工衛星を作ること（ただし、大気圏再突入時に黒色炭素のすすが放出される可能性がある）や、より多くの人工衛星を高高度の「墓場軌道」に退避させることなどの解決策があるかもしれない。
「実行する前に、少し時間をかけて、何をしようとしているのかを考える必要があります」とウィング氏は言います。 「今回の衛星の爆発は…非常に速いので、その結果はわかりません。」
トピック:
#宇宙ゴミによる大気汚染は大きな問題になる可能性がある