何が我々の頭上を“宇宙ゴミ”まみれにしたのか。スペースデブリ問題の解決が難しい根本的な理由【フォーカス】

秒速約8km。

ライフル弾の10倍前後の速度で地球を周回する無数の人工物、スペースデブリ（宇宙ゴミ）。その数は、1cm以上の破片で推定120万個以上、地上から追跡可能な10cm以上のものだけでも5万個以上に達するとされます（※1）。

想像を絶する運動エネルギーで飛び交う宇宙ゴミは、なぜこれほど増えてしまったのか。素朴な疑問に対し

「『宇宙は思ったより狭かった』というのが、正直なところではないでしょうか」

と語るのは、長年日本のスペースデブリ研究をけん引し、JAXAと共同でデブリ推移モデルの開発を手がけてきた、花田俊也教授（九州大学大学院工学研究院航空宇宙工学部門）です。

問題は、なぜ深刻化したのか。そして、そんなに深刻視されているのならば、なぜ、なかなか「解決」に向かわないのでしょうか。そこには宇宙開発をとりまく、あまりに根深い「構造的な障壁」が潜んでいるようです。花田さんに、詳しい話を聞きました。

（※1）：欧州宇宙機関（ESA）が発行した「宇宙環境報告2025（Space Environment Report 2025）」より。

• keyboard_arrow_down 「宇宙は、狭かった」
• keyboard_arrow_down もはや打ち上げを止めてもデブリが“自己増殖”する段階？
• keyboard_arrow_down では、誰が金を出すのか
• keyboard_arrow_down それでも現実解が欲しくて

――恐縮ながら、スペースデブリ問題についてはまだ漠然としたイメージしかなく……。まず、デブリが増え続けることで我々にとってどのような不都合が生じるのかを率直にお教えください。

花田：「私たちの生活がいかに人工衛星に支えられているか」を想像していただくといいかもしれません。

知っての通り、天気予報は、気象衛星が雲の動きを観測することで成立しています。カーナビやスマートフォンの地図アプリは測位衛星が、地上インフラの整備が難しい離島や山間部での高速通信は米SpaceX社の「スターリンク」のような衛星ブロードバンド通信網が支えています。大谷翔平選手の活躍をほぼリアルタイムで観戦できるのも、国際通信衛星のおかげです。

実のところ、こうした社会インフラを支える衛星ひとつひとつが、スペースデブリと衝突することにより、いつ機能停止に追い込まれてもおかしくない、という状況に我々は置かれています。

これは決して「将来起こりえる潜在的脅威」としてお話しているのではありません。「運用中の衛星がデブリの衝突を受け、大破する」という事故は、すでに現実に何度か発生しています。

――「スペースデブリにより、将来的な宇宙開発に影響が出る」といった遠い話かと思っていましたが、すでに私たちの日常そのものが危機に瀕しているということでしょうか。

花田：はい。その状況はここ数年でさらに悪化しています。最近にも「JAXAの衛星において、衝突回避マヌーバ（※2）を行うか検討する会議の開催回数が、2022年度中には34回だったところ、2024年度には60回に増えた」という報道がありました。衛星打ち上げの増加を背景として、衝突の危ぶまれる事例が2年で2倍近く増えたわけです。これはあくまでJAXAの衛星だけの数字ですから、世界中の衛星を合計すると相当な数に上っていることでしょう。

（※2）：デブリとの衝突が予測された際に、人工衛星のエンジンを噴射して軌道を変更すること

――そもそも、デブリ問題はなぜ発生し、深刻化したのでしょうか。

花田：ありていに言えば、「宇宙が思ったより狭かった」……というのが正直なところではないでしょうか。

もちろん宇宙空間そのものは広大です。しかし、地球に近い「低軌道」をはじめとして、実際に人工衛星が利用する軌道の広さは、想像以上に限られていた。人類はその有限性を正しく認識しないまま、宇宙開発を始めてしまったのです。

――ここまで宇宙開発が急速に伸展し、衛星やロケットの残骸などによって利用可能な軌道が過密化するとは、当初誰も予見できなかったということでしょうか？

花田：そうですね。振り返ると、宇宙開発の歴史ではいくつかの「想定外」が繰り返されてきました。

まず、1957年にソ連が世界初の人工衛星「スプートニク」を打ち上げたのを皮切りに、米ソを中心とした熾烈な宇宙開発競争が巻き起こりましたが、当初は各国においてデブリへの問題意識は皆無に等しく、ミッションを終えた衛星やロケットはそのまま軌道上に放置されました。

やがて、予想外の事故が続出します。例えば、ロケットに残っていた推進剤（燃料や酸化剤）が内部で意図せず混ざり合って発火・爆発したり、衛星のバッテリーが過充電による加熱で破裂したり、といったケースが相次いだのです。

もちろん事故のたびに、より安全な設計手法や運用法が策定されていったのですが、どうしても各国の対応が「後手に回り続けてしまった」との印象は否めません。こうしたブレークアップ（衛星やロケットの破砕）は1961年に最初に記録され、以来衛星やロケットの増加に伴い、本日に至るまで300件以上も発生しています。

花田：特にデブリの数を急増させた代表的な事例が、ふたつあります。

ひとつが、2007年に中国が行った「対衛星兵器（ASAT）」の実験です。高度約865kmにあった気象衛星「風雲1号C」をミサイルで破壊するという実験だったのですが、追跡可能なものだけで3000個近い破片が発生しました。

もうひとつが2009年、すでに機能を停止していたロシアの軍事衛星「コスモス2251」と、米国の民間通信衛星「イリジウム33」が衝突した事故です。これは人工衛星と人工衛星が意図せずに激突した史上初のできごとでもあり、多くの研究者が「デブリをめぐる問題は、とうとうここまできたか……」と震撼させられた、極めて衝撃的な事故でした。

――デブリ問題の長年の歴史をお話いただきましたが、この間、人類は何も対策を講じてこなかったのでしょうか？

花田：もちろん、各国はさまざまな対策を講じるようになりましたし、次第に国際的な協力の必要性も叫ばれるようになりました。

例えば、2007年には国際連合の「国連宇宙空間平和利用委員会（COPUOS）」が、7つのガイドラインから構成される「スペースデブリ低減ガイドライン」を採択しました。これは、2002年に世界の主要な宇宙機関が参加する「国際機関間スペースデブリ調整委員会（IADC）」が策定した、「スペースデブリ低減ガイドライン」の内容を技術的な根拠としています。具体的には「運用中に部品を意図的に放出しないこと」「衛星やロケットの運用終了時には爆発しないよう残存燃料を排出する『パッシベーション』措置を行うこと」といった内容が細かく定められています。

これらのガイドラインで特に有名なのが「25年ルール」です。高度2,000km以下の低軌道で運用を終えた衛星は、その後25年以内に大気圏に再突入させて燃やし尽くすか、他の衛星の邪魔にならない高度にある「墓場軌道」に移動させるべき、というものです。

――2002年や2007年においてそれぞれデブリ低減に向けた国際的なガイドラインも生まれたのですよね。しかし資料を拝見する限り、軌道上に存在する物体の数は、その後も増加の一途をたどっているように見えます。

花田：いくつか理由があります。まず、そもそもの観測技術が向上し、より小さなデブリまで正確に観測できるようになったことも、カタログ上の数が増えている一因であるということは先にお伝えしておきます。

また近年では「スターリンク」に代表される、数千から数万基の衛星で構成する「ラージコンステレーション」計画（複数の人工衛星を連携させて運用するシステム）が急速に進んでいるというのも、大きな理由です。軌道上の衛星の密度がさらに高まりつつあり、デブリ問題は新たな局面を迎えているといえるでしょう。

――各国同士で連携して「さすがにこれ以上は……」と、打ち上げそのものを規制する動きになったりはしないのでしょうか。

花田：それは、難しいですね。

まず、国際的なガイドラインに現状法的な拘束力はなく、その遵守については各国の自主的な努力に委ねられています。

そして問題をさらに複雑にしているのが、各国の立場の違いです。宇宙開発において長い歴史を有する国々は、比較的ガイドラインの遵守や、国内での法整備に前向きです。最も厳しいのはフランスで、デブリの発生を強く制限する国内法を整備しています。また米国では2023年、国内の規則に反して静止軌道（高度約3万6,000km）で運用を終えた衛星を適切に墓場軌道へ移動させなかった事業者に対し、連邦通信委員会（FCC）が初めて罰金を科すとの事例が出てきました。

一方、これから宇宙開発に本格参入したい国々からすれば「なぜ我々まで、過去にデブリをまき散らした国々と同じ厳しいルールに従わなければならないのか」という不満も生じます。

このような背景から、国際社会で完全に足並みをそろえるのが非常に難しい状況です。

――では仮にですが、全世界がガイドラインを遵守した上で、衛星の新規打ち上げを厳しく規制できたら、問題は解決に向かいますか？

花田：残念ながら、そうとも言いきれません。この問題は「ケスラーシンドローム」という新たなフェーズに突入している可能性があるからです。

これはNASA（アメリカ航空宇宙局）の科学者ドナルド・ケスラー氏が提唱した理論で、「軌道上のデブリの密度がある臨界点を超えると、デブリ同士の衝突が連鎖的に発生し、自己増殖的にデブリが増え続ける」というシナリオを指します。

我々のシミュレーション結果をまとめた図をご覧ください。

花田：これは「新たな衛星の打ち上げや爆発が一切起きない」という条件のもと、2006年時点から200年間のスペースデブリの数の推移を予測したものです。

青い線（Intacts + mission related debris）は、運用を終えた衛星やロケット本体など、意図的に軌道に残された物体の数です。オレンジ色の線（Explosion fragments）は、主に過去の打ち上げで発生した、ロケット本体や衛星の爆発による破片の数を示しています。これは、自然に落下するため時間とともに減少します。

問題は、緑色の線（Collision fragments）です。デブリ同士の衝突によって発生する破片の数を示しています。これは時間とともに右肩上がりに増え続けるため、結果として全体のデブリ数（赤い線）も増加の一途を辿っています。

つまり、すでに衛星軌道は「何もしなくてもデブリが勝手に増えていく」という状況に突入している可能性がある。

――えっ……。それは、つまり……。もう、スペースデブリ問題は「手遅れ」ということですか……？

花田：このシミュレーションをもとに直ちに「手遅れ」など断言できるものでは決してありませんが、問題の性質が根本的に変わりつつあるのは確かかと思います。

そこで、宇宙開発に関わる技術者の間では、近年「環境改善」という考え方が重要なテーマになってきました。

つまり、これ以上デブリを増やさない努力も大事ですが、それ以上に、軌道上のデブリを積極的に回収・除去し、環境改善を図るということが急務ではないか、というものです。

「では、そのために年間どれほどのデブリを除去する必要があるか？」「どの軌道にある、どのような物体を除去するのが効果的なのか？」といったことが、シミュレーションモデルを通して具体的に検討されつつあります。

このように、人工衛星などを使い、すでに軌道上に存在するデブリを除去することをADR（Active Debris Removal＝積極的デブリ除去）といいます。

――「環境改善」が重要とのことですが、そもそも秒速7kmといった速度で移動するスペースデブリを回収したり除去したりする、というのは技術的に可能なのでしょうか？

花田：自らの位置を知らせる機能を持たないデブリを補足し除去するということは、お察しの通り困難を極めます。しかし技術的な実現可能性は、だいぶん出てきているのではないかと思います。

例えば、日本の宇宙ベンチャーであるアストロスケール社は、2024年に実証衛星「ADRAS-J」を打ち上げ、観測対象のデブリに約15mという距離まで接近することに成功しました。ランデブー（接近）技術を確立する上で、非常に大きな成果です。

具体的な除去手段としても、同社が目指すような除去衛星が対象に接近しロボットアームや磁石などで捕獲する「接触型」のほか、地上や宇宙空間から高出力のレーザーをデブリに照射し、その力で軌道を少しずつ変えて大気圏に落下させる非接触型の除去技術の研究も進んでいます。こうした技術自体は、着実に進歩しているといえるでしょう。

――技術的な展望は、決して暗くはないと。

花田：他方、技術面とは全く異なる、非常に難しい問題が存在しています。

それは「では、誰がその費用を出すのか？」という問いです。

もちろん、宇宙開発にお金を出す国や企業はたくさんあります。それは、自国の安全保障や自社の経済的利益につながるからですよね。

一方で、スペースデブリは過去の宇宙活動によって生み出された、いわばただの「負の財産」です。現状、除去すること自体が直接的に利益を生むわけではない。

その費用負担に、わざわざ積極的に名乗りを上げる国や企業はほとんど存在しない、というのが実情です。その「清掃費用」を誰がどう負担するのか。人類はまだその答えを出せずにいます。

――「誰が清掃費用を出すのか」というのは、シンプルかつ、非常に難しい問題ですね……。この問題を解決するための策は、存在するのでしょうか？

花田：大きく２つのアプローチが考えられます。

ひとつは「課税」です。例えば衛星の打ち上げに対し国際機関が「環境税」のようなものを課し、その税収を原資としてADRを実施する。

もうひとつは、私も研究に関わっている、「仮想通貨」のような仕組みを用いたアプローチです。具体的には、デブリを除去した事業者にその貢献に見合う対価として、国際協力組織から特別なデジタル通貨を発行します 。除去したデブリの危険度に応じて、より多くの対価がもらえます。事業者はこれを、宇宙開発コミュニティ内において事業活動の支払いに充てることができます。しかし、この「通貨」にはひとつ大きく変わった特徴があります。「時間とともに価値が少しずつ減っていくように設計されている」点です 。

「価値が減る『通貨』を渡されても嬉しくないのでは」と感じるかもしれませんが、ここがこのアイデアの要です。「通貨」を受け取った事業者は、その価値が目減りする前に、部品の購入代金などでこれを使おうとします。放っておくと価値が減っていくので、すぐに使わざるを得ません。当然、支払いを受けた側も、即座に自社の支払いにこの「通貨」を使おうとします。さて、ある企業が「100の価値」でこの「通貨」を受け取り、次に支払いに使う時点でその価値が「99」に減っていたとします。この売買の間に「1」の価値が失われたということは、実質的にその企業は「デブリ除去のコストを『1』の分だけ負担した」ということになるのです。

つまり、この価値の減りゆく通貨が流通することで「発行元の協力組織ばかりがコストを負う」ということにはならず、巨額の除去費用が宇宙開発コミュニティ全体で、広く、薄く、自然に負担される、と。

――そのような考え方が。特にふたつ目は、斬新なアイデアのようにも感じられます。

花田：しかし課税方式にしろ、後者の「仮想通貨」を使った方式にしろ、やはり現状での実現は厳しいと言わざるを得ません。

これらを確立するには、まず「どのデブリを優先的に除去すべきか」を示す危険度のランキングが必要だからです。

――危険度ランキングですか？

花田：はい。

どういうことかというと、仮に各国の衛星の打ち上げに対し一律に税金をかけるとしましょう。それに不満を持ったAという国が「B国が過去に打ち上げたこの衛星の破片はとても『危険』だから、B国がより多くの税を負担するべきだ」と言いだしたとする。

すると、きっとB国は「いやいや、A国のこのロケット部品の方がよほど危険だ」と反論するでしょう。

あるいは、「仮想通貨」を使った方式の場合、事業者同士で「我々の方がより危険度の高いデブリを除去したから、たくさん『通貨』をもらえてしかるべきだ」「いやいや我々の方が……」などと言い争いになるかもしれません。

そこで、誰もが納得できる形で、軌道上に存在する各デブリの危険度を定量的かつ客観的に示したランキングが必要になってきます。これを「デブリインデックス」と呼びます。

――いわば、水掛け論を裁定し、公正なデブリの除去コスト負担を保障するためのランキングですね。

花田：しかし、デブリインデックスを定めるのも容易ではありません。どのデブリを「危険」とみなせるかは、前提条件によって大きく異なるからです。

例えば我々は、デブリが将来生み出す破片の期待値や、その破片が軌道上に留まる期間（軌道寿命）などをかけ合わせた指標によってリスクを評価するシミュレ―ション手法を研究しています。しかし試算してみると「100年単位では低軌道にあるA国のデブリが危険だが、1000年単位でみると高軌道にあるB国のデブリの方がより危険と判定される」との具合に、何を基準に計算するかで危険度のランキングが変化してしまうのです。

「今そこにある目の前の危機」を重視し、運用中の衛星の安全を優先するのか。それとも、「はるか未来にわたる、宇宙環境の持続可能性」を優先するのか。どちらを重視するかによって、「危険なデブリ」の顔ぶれは全く変わってきます。すでに宇宙開発において長い歴史を持つ国々や、これから本格参入したい国々など、各国ごとに異なる思惑が存在するなか、結局これも「ではどうやって全世界で足並みをそろえてコンセンサスを取り、インデックスを策定するか」という話になってくるのです。

こうした理由もあって、やはりデブリ除去を促進できる経済的な仕組みを実現するのは難しい。

逆にいうと、どうにかしてまずは国際的に合意された客観的なランキングを策定できれば、状況は大きく変わるかもしれません。

――技術的にも、政治・経済的にも、問題が山積みなのですね。

花田：そうですね。少しでもより現実的な解決の糸口が見つからないか、多くの研究者が日々さまざまな角度からアプローチを試みています。

私が関わる取り組みの一例を挙げると、早稲田大学の先生や、「MUSCATスペース・エンジニアリング」社というベンチャー企業と共同で行っている「シリアスゲーム」（社会課題の解決を目的としたゲーム）を用いた研究というのがあります。生成AIを活用して現実の宇宙開発を模したシミュレーションゲームです。

このゲームでは何人かのプレイヤーが衛星運用事業者になりきり、自分たちの利益を追求しながらデブリ除去活動を行います。大きな特徴として、このシミュレーションには先ほどお話した「通貨」の概念を取り入れています。デブリ除去を行うと、仮想通貨がもらえるのです。

これを通して「どんなルールやインセンティブを定めれば、事業者が自発的にデブリ除去を行うようになるのか」を検証しているところです。

――最後に、花田さんの今後の研究目標を教えてください。

花田：当面は「観測」を通して、デブリ環境の予測モデルの精度を高めていきたいです。特に、衛星やロケットが「どのように壊れるか」という破砕モデルの解明に興味があります。例えば過去の衛星の爆発事故においては、実際の壊れ方の詳細については仮説の域を出ないものが多々あります。そうした仮説を実際の観測データで検証し、より現実に即したモデルを構築できれば、デブリがどう広がるかをより正確に予測できるようになります。

花田：スペースデブリ問題がどういう顛末を迎えるか予想は困難ですが、人類にできることはまだあるはずです。私も「シミュレーション」というツールを武器に、今後もこの複雑な課題に立ち向かうための研究を重ねていきたいと思っています。

取材・執筆・編集：田村 今人