夜空を「汚染」するスターリンク衛星の光害問題

ニューズウィーク日本版 / 2019年6月4日 15時30分

<スペースXは巨大通信衛星網スターリンクの最初の衛星60機を打ち上げたが、その後、天文学への脅威になりうると問題になっている>

2019年5月24日、米スペースXは、同社の巨大通信衛星網Starlink(スターリンク)の最初の衛星60機を米フロリダ州からFalcon 9ロケットで打ち上げた。衛星は60機が一度にロケットから分離され、畳のような薄型の衛星が1機ずつ展開。550キロメートルの軌道に向かって高度を調整しながら地球を周回している。

スターリンク衛星網によって、イーロン・マスクCEOは全体で約1万2000機の通信衛星によるインターネット接続網を構成しようと計画している。360機の衛星を打ち上げた段階で北米とカナダの高緯度帯で、地上の接続手段が乏しい地域を対象にサービスを開始。1440機を打ち上げた段階で、世界全体にもサービスを拡大するとしている。高度550キロメートルの軌道には4409機の衛星を2~4年で打ち上げる目標で、続いてさらに低い高度へ約7000機の衛星を展開する。

歴史上打ち上げられてきた全衛星数を上回る計画

スターリンク衛星は、この計画だけで1957年のソ連スプートニク衛星以来、歴史上打ち上げられてきた全衛星数(およそ7000機とみられる)を上回る、桁外れの大型衛星網(メガコンステレーション)だ。この衛星網に対し、天文学者の懸念が高まっている。

日本時間24日の打ち上げ後、「スターリンクトレイン」と呼ばれる光の列が夜空に見えるとの情報が世界を駆け巡った。60機の衛星が地球を周回する中で、星のように明るい光の列になって見えるというものだ。最も明るく見えたのは打ち上げ翌日の25日。筆者も26日の21時ごろに見に行ったが、もやの多い日だったため一瞬「あれがそうかもしれない」という程度で、撮影などはできなかった。

世界各地で見られたスターリンクトレインは、板状の衛星本体や広がった太陽電池パドルが太陽光を反射して明るく見えていたものだ。最大でマイナス等級に見えた機会もあったといい、まるで夜空に新たな恒星の列が生まれたかのようだった。

スターリンクトレインは「光害」だ

天文学や星空観察を行うコミュニティにとって、スターリンクトレインはとてつもない脅威になりうる懸念が高まった。観測対象である天体の光をかき消してしまうからだ。しかも、衛星はこれから続々と打ち上げられ、角度の異なる軌道に最大で約1万2000機が周回することになる。

最初のスターリンクトレインは、日が経つにつれて暗く見えなくなっていった。これは、衛星が打ち上げられた直後は分離された400キロメートルの軌道だったが、徐々に目的の550キロメートルまで上昇しながら遠くなっているためだ。また、分離直後は近くに密集していた衛星の間隔は開きつつある。だが、スペースXは2019年内にあと2回から6回の打ち上げを予定しているといい、1、2ヶ月に1回はこうした現象が起きる可能性がある。

here's what satellites look like crossing through the field of view of a telescope taking a 25 s exposure pic.twitter.com/27YxYv1HdI— Victoria Girgis (@GirgisVictoria) 2019年5月26日

米アリゾナ州のローウェル天文台の天文教育指導員ヴィクトリア・ギルギスさんは、5月25日にスターリンクトレインが望遠鏡の視野を何度も通過する画像を公開した。低軌道の衛星は90分に1回程度地球を周回するため、観測中の望遠鏡の視野を通過する頻度は1度や2度ではないこともある。「光害」と呼ばれる現象が人工衛星によって夜空で起きる事態が、これまでにない規模で現実のものとなった。



天文学者も予測は難しかった

光害とは、地上の人為的な照明(街灯や照明付き看板、商業施設の夜間照明など)によって夜間でも地上が明るくなりすぎて天文観測を阻害したり、人体に影響を与える問題を指してきた。人工照明から出る光が夜空を明るくしてしまい、天文観測に悪影響が生じる。スターリンクトレインは、光害が人工衛星でも起きることを再認識させた。光害問題の啓発を行っている国際ダークスカイ協会(IDA)は、「新たな大規模衛星群を開発する前に、夜間の環境が変化しないように保護する予防的措置を講じるべき」とのコメントを発表した。

スターリンク衛星がこれほどまでに天文学者の懸念材料になると予測することは、難しかったと思われる。人工衛星は自ら発光しているわけではなく太陽の光を反射して明るく見えるため、明るさは衛星の大きさや太陽電池パドルの形状、姿勢などによって大きく変わる。畳のような形状のスターリンク衛星本体や太陽電池の開き方などの情報が公開されたのは、打ち上げ直前の5月中旬になってからだった。天文学者も衛星がこれほど明るく見えることがわかってから対応せざるを得なかったのだ。

ロケットから分離前のスターリンク衛星 Credit: SPACEX

宇宙望遠鏡で解決すればよい、とイーロン・マスク

スペースXのイーロン・マスクCEOもこの問題を認識しており、対策として「重要な天文観測が行われている間、太陽光の反射を最小限にするために衛星の姿勢の調整が必要なら、これは簡単にできる」とツイートした。スターリンク衛星の管制業務を行うソフトウェアを改修し、姿勢を調節しながら軌道を周回することが可能といった意味だと推測される。

There are already 4900 satellites in orbit, which people notice ~0% of the time. Starlink won't be seen by anyone unless looking very carefully & will have ~0% impact on advancements in astronomy. We need to move telelscopes to orbit anyway. Atmospheric attenuation is terrible. pic.twitter.com/OuWYfNmw0D— Elon Musk (@elonmusk) 2019年5月27日


とはいえ、「とにかく望遠鏡を軌道上に持っていく必要がある。大気の減衰がひどいから」と宇宙望遠鏡で解決すればよいと示唆するコメントもあり、影響の受け止め方にについて天文学者とは温度差があるようだ。また、全体で100億ドル以上の投資が必要というスターリンク衛星網はスペースXにとって重要な収益源となることが予想されており、開発を取りやめたり衛星数を大幅に削減したりといった手段を取るとは考えにくい。

If we need to tweak sat orientation to minimize solar reflection during critical astronomical experiments, that's easily done. Most orbital objects are close to Earth btw, as shown by this NASA density map. https://t.co/83MwIZAEP6 pic.twitter.com/NllMXregRg— Elon Musk (@elonmusk) 2019年5月27日


天文学者の側も、世界中に通信手段を提供する衛星網事業によって、接続手段の恩恵を受ける人が多いことはよく知っている。インターネットに接続する手段を持たない人は、ITUの推計によると2018年末の時点で37億人いる。全世界対象の衛星通信網は公共性の高い事業になる可能性もある。

スターリンク衛星の軌道の積極開示が必要

では、どんな手段が取りうるだろうか。筆者は、スペースXによるスターリンク衛星の軌道、リアルタイムの飛行情報の積極開示だと考える。もしも、天文学者からの申請によってスペースXが衛星の軌道調整という「恩恵」を施す、何が重要な天文観測で何がそうではないのかスペースXが判断する、といったことになってしまうとしたら天文コミュニティと衛星通信事業者との間に溝が生じてしまうのではないだろうか。

現在、北米航空宇宙防衛司令本部が提供している公的機関による宇宙物体の軌道情報に加え、スペースX自らが軌道情報を公開する、情報に基づいて天文観測データからスターリンク衛星の影響を取り除くツールを提供する、といった積極的な態度が溝を埋めるものだと考える。



SpaceX Starlink satellite train at dusk

Are SpaceX Satellites Ruining the Night Sky?

秋山文野

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