気候変動が低軌道衛星の安全性に影響を与える可能性 (Climate Change Will Reduce the Number of Satellites Safely in Orbit)

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2025-03-10 マサチューセッツ工科大学 (MIT)

マサチューセッツ工科大学(MIT)の航空宇宙工学者たちは、温室効果ガスの排出が地球近傍の宇宙環境を変化させ、将来的に安全に運用できる衛星の数を減少させる可能性があることを発見しました。 温室効果ガスは上層大気を収縮させ、特に国際宇宙ステーションや多くの衛星が軌道を周回する熱圏の密度を低下させます。熱圏の収縮により、大気抵抗が減少し、古い衛星や宇宙ゴミが自然に減少するプロセスが遅れます。その結果、宇宙ゴミの寿命が延び、衝突のリスクが増加します。シミュレーションによれば、2100年までに低軌道で安全に運用できる衛星の数が50~66%減少する可能性があります。

<関連情報>

温室効果ガスが地球低軌道の衛星搭載能力を低下させる Greenhouse gases reduce the satellite carrying capacity of low Earth orbit

William E. Parker,Matthew K. Brown & Richard Linares
Nature Sustainability  Published:10 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41893-025-01512-0

気候変動が低軌道衛星の安全性に影響を与える可能性 (Climate Change Will Reduce the Number of Satellites Safely in Orbit)

Abstract

Anthropogenic contributions of greenhouse gases in Earth’s atmosphere have been observed to cause cooling and contraction in the thermosphere, which is projected to continue for many decades. This contraction results in a secular reduction in atmospheric mass density where most satellites operate in low Earth orbit. Decreasing density reduces drag on debris objects and extends their lifetime in orbit, posing a persistent collision hazard to other satellites and risking the cascading generation of more debris. This work uses projected CO2 emissions from the shared socio-economic pathways to investigate the impact of greenhouse gas emissions on the satellite carrying capacity of low Earth orbit. The instantaneous Kessler capacity is introduced to compute the maximum number and optimal distribution of characteristic satellites that keep debris populations in stable equilibrium. Modelled CO2 emissions scenarios from years 2000–2100 indicate a potential 50–66% reduction in satellite carrying capacity between the altitudes of 200 and 1,000 km. Considering the recent, rapid expansion in the number of satellites in low Earth orbit, understanding environmental variability and its impact on sustainable operations is necessary to prevent over-exploitation of the region.

0300航空・宇宙一般
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