地球の軌道がそんなに混雑しているのなら、なぜ地球の写真には宇宙ゴミが写らないのでしょうか?

宇宙から撮影した地球の素晴らしい写真を投稿すると、ポピュラーサイエンス誌には、宇宙にそんなに多くのゴミがあるのに、地球の写真にはなぜ地球を周回する軌道上の埋め立て地が写っていないのかという質問が寄せられることがあります。

いいえ、これは大規模な陰謀ではありません。確かに、地球上空は衛星や宇宙ゴミでますます混雑し、心配な状況になっています。ただ、地球の広大さに比べれば、人間や人間が作ったものは小さいのです。地球を周回する人工衛星は約 4,256 基あり、そのうち約 1,149 基がまだ稼働しています。そのほとんどは、一辺がわずか 4 インチの小さなキューブサットから、長さが 100 フィートを超える通信衛星まで、かなり小型です。

地球の直径が7,917.5マイルであることを考えると、これはまだ小さいです。

地球と比べれば、宇宙ステーションもちっぽけです。国際宇宙ステーション (ISS) は、端から端までの長さが 357 フィートで、地球を周回する人工物としては断然最大です。それでも、100 万マイル離れた地球の非常に美しい写真を撮影する DSCOVR 衛星の EPIC カメラなどの地球観測機器に映るほどの大きさではありません。

EPICの主任科学者ジェイ・ハーマン氏によると、EPICのカメラが認識できる最小の物体は、幅約8～10キロメートルだという。その距離では、ISSは地球の画像に点として映らないだろう。

より近い視点とより高い解像度を持つ衛星でさえ、運が悪い。NASA の Terra 衛星と Aqua 衛星は MODIS (中解像度画像分光放射計) 機器を搭載しており、地球表面から約 440 マイル上空でのみ運用されている。

「解像度が 1 キロメートルの MODIS 衛星では、ISS のようなものを判別するのはおそらくほとんど不可能でしょう」とハーマン氏は言う。「ISS が視野内を通過した場合、明るい点が見えるかもしれませんが、詳細はほとんど見えないので、識別するのは非常に困難です」。そして、それは ISS と Terra または Aqua がたまたま同じエリアにあった場合に限られます。

他の衛星や宇宙ゴミの画像を撮影できる軌道上の観測所が存在しないというわけではない。「商用の高解像度衛星の中には、ISS やおそらくもっと小型の宇宙船も見えるものがあるでしょう」とハーマン氏は言う。

しかし、それでも、視点と位置の問題です。衛星は互いに衝突しないように設計されているため、軌道が交差することは非常にまれであり、多くの衛星は異なる高度で運用されています。たとえば、ISS は約 250 マイルの高度で周回しますが、他の衛星は地球に近いか、はるかに遠い軌道を周回しています。「商用衛星は、かなり低い軌道にある ISS を見ることができます」とハーマン氏は言います。「しかし、商用の高解像度衛星よりも高い軌道にある MODIS を見ることはできません。」

「ISS は赤道軌道上にあるため、赤道の北と南を周回しますが、極まで行くことはありません」とハーマン氏は言う。商業衛星を含む他の多くの衛星は、北から南に向かう極軌道で地球を周回していると同氏は言う。「ISS のような衛星が視野内に入る可能性はゼロではありませんが、ほぼ垂直な軌道上にあるため、その可能性は低いです。」

地球の広角画像では宇宙ゴミが見えないように思えても、宇宙飛行に携わる人々にとって宇宙ゴミが目立たない問題ではないということではありません。インフォグラフィックは、地球の周りの空間がいかに混雑しているかを示しています。

「宇宙ゴミがたくさんある」とハーマンは言う。「実際、ISS は NORAD がレーダーで追跡しているものから逃れるために、時々方向転換しなければならない」。その宇宙ゴミの多くは小さく、ペンキの破片から、中国、ロシア、米国の衛星の一部だった野球ボール大の破片までさまざまだ。これらの破片は画像ではすぐには見えないが、宇宙では実際に問題を引き起こす可能性がある。「速度が非常に速いので、小さな破片が当たれば大きな被害が出る」とハーマンは言う。ちょうど昨年の春、逸れた破片が ISS の窓にひびを入れた。

しかし、多くの人にとって、百聞は一見にしかずです。地球の軌道上の住人を見つける方法が 1 つありますが、それはレーダー追跡、衛星、または写真を必要としません。月明かりの少ない晴れた夜に外に出て、光害の少ない場所を見つけ、星を見上げてください。目が慣れると、飛行機よりも小さくて安定して空を横切って着実に移動する小さな光の点が見えるはずです。これらは、地球から確認できるほど大きく低い何百もの衛星の一部です。地球の周りを漂う物体の大部分を占める小さな物体は、肉眼で確認するには小さすぎますが、地球を周回する十分な数の大きな衛星があるため、少なくともいくつかは確認できるはずです。見上げるだけでよいのです。