宇宙ゴミまたはスペースデブリとは、宇宙空間で使用されなくなった人工物を指します。主に、使用済み、墜落、あるいは意図的に破壊された古い衛星、宇宙船、ロケットから生じたものです。これらのデブリは大きさが様々で、稼働中の宇宙船や国際宇宙ステーション（ISS）への衝突の危険性があります。
宇宙ゴミ問題に対処するため、オーストラリアのEOSスペースと日本のEX-Fusionは、低軌道からゴミを除去するレーザーシステムを開発する。（イラスト：エミリー・チョー）
数ミリメートル程度の小さなデブリであっても、稼働中の衛星や宇宙船に衝突すると問題を引き起こす可能性があります。そのため、宇宙探査関連活動がよりグローバル化するにつれて、より小さなスペースデブリを追跡・除去する必要性は高まっています。
日経アジアは以前、東京に拠点を置くスタートアップ企業アストロスケールホールディングスが、比較的大型の宇宙ゴミ（デブリ）除去に特化した衛星の打ち上げを計画していると報じた。また、日本のスカパーJSATは理化学研究所などのパートナーと協力し、宇宙ゴミを制御ゾーンに誘導して燃焼させる衛星搭載型レーザーの開発を進めている。
最新の動きとして、大阪に拠点を置くスタートアップ企業EX-Fusionは、低軌道から宇宙ゴミを除去するための地上設置型レーザーシステムの開発計画を発表しました。この革新的なアプローチが成功すれば、ますます高密度化する宇宙ゴミを除去するための有効な手段となる可能性があります。
EX-Fusionの技術は、地上からのアプローチを採用している点で、従来の類似技術とは一線を画しています。2023年10月、EX-Fusionは、宇宙デブリ検出技術を専門とするオーストラリアの請負業者であるEOS Space Systemsと覚書を締結しました。また、EX-Fusionは、キャンベラ近郊のEOS宇宙観測所に強力なレーザーシステムを設置する計画も発表しています。
このプロジェクトの第一段階では、10cm未満の宇宙ゴミを追跡するためのレーザー技術の構築を行います。第二段階では、EX-FusionとEOS Spaceが地上からレーザービームを発射し、宇宙ゴミを除去します。
この方法では、デブリの進行方向と反対方向にレーザー光線を断続的に照射し、デブリの速度を低下させます。理論的には、低軌道からの急激な速度低下により、デブリは燃え尽きやすくなると考えられます。
EOS Spaceは現在、ドローン破壊用のレーザー兵器システムを提供していますが、高出力レーザーは他の用途にも活用されています。EOS Spaceのエグゼクティブバイスプレジデントであるジェームズ・ベネット氏は、「宇宙ゴミ除去用に設計されたレーザーは、兵器級のレーザーではありません」と述べています。現在の兵器用レーザーは、一般的にファイバーレーザーを用いて金属を切断・溶接し、持続的な熱によってドローンを破壊しています。
一方、EX-Fusionの新たなアプローチでは、ダイオード励起固体（DPSS）レーザーを使用します。これらのレーザーは超強力なパルスを生成し、高速で移動するデブリに力を加え、ブレーキのように停止させることができます。
EX-Fusionの松尾一樹CEOは、このプロジェクトにはまだ多くの課題があると述べた。地上から宇宙ゴミを撃墜するというEX-Fusionの計画は、精度と出力に関する開発上のハードルに直面しているものの、地球上での技術改良やメンテナンスが容易になるという利点があると松尾氏は述べた。
HUYNH DUNG （出典：Interestingengineering）
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