オゾン層の「天敵」+1？死んだ衛星の残骸に注意してください!

段月初 黄向紅

衛星は低軌道を周回し、時間の経過とともに徐々に高度を下げ、最終的には大気との激しい摩擦により燃え尽きて崩壊します。数十年にわたって、科学者たちはこれが自然で無害なプロセスであると信じていました。しかし、最新の研究では、この現象がオゾン層に脅威を与える可能性があることが判明しました。

国際誌「サイエンティフィック・アメリカン」は最近、「衛星メガコンステレーションがオゾンホールの回復を脅かす可能性」と題する論文を発表し、低軌道上の衛星数の増加が保護役であるオゾン層の微妙なバランスを破壊する可能性があると指摘した。

低軌道上の衛星は運用中、大気との摩擦により高度が徐々に低下し、最終的には大気圏に突入し、燃焼・崩壊の過程で多量のガスや粒子状物質を放出します。これらの物質はオゾン層に悪影響を及ぼし、地球表面の紫外線を増加させる可能性が非常に高いです。過剰な紫外線は皮膚がんや白内障などさまざまな病気を引き起こす可能性があるほか、生態系にも悪影響を及ぼします。オゾン層を保護することは、地球の生態系のバランスと人類の健康を維持するために不可欠であることは明らかです。

データによると、衛星の大気圏再突入によって引き起こされる酸化アルミニウム汚染は、2016年から2022年の間に8倍に増加した。成層圏におけるこれらの金属粒子の蓄積が続くと、オゾン層が損傷し、紫外線を吸収する能力が弱まる可能性がある。研究によると、十分な濃度になると、酸化アルミニウムはオゾンと塩素の破壊的な反応を触媒し、オゾン分子を分裂させる可能性があるそうです。同時に、このプロセスの間、酸化アルミニウムはそのまま残り、オゾンと反応し続け、オゾン層に継続的な損傷を引き起こす可能性があります。

現在、地球低軌道上で運用されている衛星は約8,100基あり、その大部分は米国の宇宙探査技術企業スペースXが打ち上げたスターリンク衛星で、その総数は6,000基に上る。 SpaceX はまた、将来的に最大 42,000 基の衛星を打ち上げ、巨大なインターネット衛星ネットワークを構築する計画です。さらに、アマゾンなど世界中の他の企業も、数万基の低軌道衛星の打ち上げに向けて積極的に準備を進めている。これらのインターネット衛星の寿命は一般的に短く、約 5 年です。科学者たちは、計画されているすべての衛星が打ち上げられ、その寿命が尽きると、毎年約360トンの酸化アルミニウム粒子が地球の大気圏に降り注ぐと推定している。これは、大気圏に通常存在する酸化アルミニウム粒子の量の6倍以上である。

この新たな脅威に直面して、衛星の再突入の潜在的な影響を十分に考慮するために、既存の規制枠組みを更新することが緊急に必要です。

1987年9月16日、国連環境計画はカナダのモントリオールでオゾン層保護に関する国際会議を開催し、モントリオール議定書（以下「議定書」という）を採択した。この議定書は規制物質の種類と段階的廃止スケジュールを規定しており、各国はオゾン層を破壊するクロロフルオロカーボンなどの物質の生産と使用を段階的に削減し、最終的には停止することを義務付けている。議定書の施行以来、オゾン層破壊物質の生産と使用は地球規模で削減され、オゾン層破壊の傾向は効果的に抑制され、地球の生態環境の保護に重要な貢献がなされてきました。

議定書の成功例は、世界的な協力を通じて複雑な環境問題に対処できる能力があることを示しています。しかし、軌道活動に関する現在の規則は、この厄介な問題に対する単純かつ効果的な解決策を提供していないようです。

衛星の劣化によるオゾン層への潜在的な脅威を軽減するために、衛星の設計および製造中に有害物質の使用を最小限に抑える必要があります。衛星の寿命が尽きた時、燃焼プロセスを正確に制御することでオゾン層へのダメージを最小限に抑えることができます。さらに、国際社会は協力を強化し、より環境に優しい衛星処理技術の研究開発に共同で取り組むべきである。

（著者の段月初は中国科学記者協会の会員であり、黄向紅は湖南科学記者協会の会員である）