NASA, SpaceX studying how to prevent future upper stage lunar collisions

SpaceXのファルコン9アッパーステージが8月5日に月に衝突する見通しとなった。同社はNASAと協力し、将来の同様の衝突を防ぐための対策を検討している。

このアッパーステージは2025年1月、Firefly Aerospaceとispaceが打ち上げた月面着陸機を運んだファルコン9から分離したものである。本来の使命を終えた後、太陽活動と重力の複合作用を受けて月へ向かう軌道に乗り、8月5日朝（東部時間）にアインシュタイン・クレーター付近の月面西側に衝突する予定だ。天文学者ビル・グレイがこの衝突軌道を追跡し、4月に最初の報告を行った。衝突のエネルギーは2～3トンのTNT相当で、地球からの肉眼観察は難しいが、望遠鏡を使えば衝突時の噴出物を観察できる可能性がある。

この衝突は意図的ではなく、高エネルギー軌道における軌道制御の限界を示す事例である。SpaceXは軌道安定化後のアッパーステージに対して、規制に準じたパッシベーション処理（推進剤の放出による無力化）を実施している。だが太陽・地球・月系のような高エネルギー軌道では、低地球軌道衛星のように逆噴射によるデオービット（軌道からの脱出）が物理的に実現不可能である。この制約は、月や火星への物資輸送ミッションが増加する中で、業界全体が直面する課題として浮上している。

月へのアッパーステージ衝突自体は珍しい現象ではない。2022年には中国の長征3Bロケットの2014年打ち上げ時のアッパーステージが月面に衝突し、ダブルクレータを形成した。意図的な衝突の例もある。2009年、アトラス5ロケットのセンタウル・アッパーステージはカベウス・クレーター付近への衝突が計画され、その結果生じた噴出物をNASAの月面観測衛星LCROSSが観察して、月の南極付近に水氷が存在する証拠を提供した。アポロ計画時代には、サターン5ロケットの3段目が月へ向けられ、月面の地震計がその衝突を検出することで月の内部構造解析に貢献している。

月探査への関心が高まり、月面基地建設の計画が進む中で、意図しないアッパーステージの衝突は宇宙船や宇宙飛行士にとってリスクとなり始めている。SpaceXのジュリアンナ・シャイマン氏（NASA内の科学・ドラゴン計画担当）は、高エネルギーミッション用のアッパーステージの最適な処分方法について、NASAおよび関連機関と協力検討中であると述べた。具体的な変更については明かされていないが、月ミッションの増加を見据えた業界全体の検討が本格化したことは重要だ。NASAは月周回観測衛星LROで衝突地点を観測し衝突前の画像と比較する予定で、韓国の月探査衛星Danuriも観測を試みる計画となっている。

こうした対策の検討は、日本の部品・装置・素材メーカーにも影響を及ぼす可能性がある。月面での安全性確保に向けた技術開発や国際ガイドライン策定が進めば、アッパーステージ処分技術や衝突回避システムなど、新たな部品供給機会が生まれると考えられる。

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