【初心者向け】生活にかかせない人工衛星をわかりやすく解説！

みなさんこんにちは！宇宙大好きユキです！

夏の猛暑も過ぎ、月がきれいな季節がやってきましたね。
月はわたしたちの地球にとって、身近な衛星です。
月があんなにもきれいに見ることができるのは、距離的にも地球から最も近いからなんですね。
それこそ、ウサギさんが餅つきをしている模様が見えるくらい。

衛星とは、惑星の周りをまわっている星のことです。
その中でも、人が作った人口天体のことを人工衛星といいます。
コスモ女子も2022年度中の人工衛星打ち上げに向けて、日々活動をしています。

というわけで、今回はあらためて、そんな人工衛星について解説をしていこうと思います！

人工衛星とは？

Wikipediaでは、人工衛星は以下のように説明されています。
惑星、主に地球の軌道上に存在し、具体的な目的を持つ人工天体
（引用：人工衛星 - Wikipedia）

とても簡単に表現すると、地球の周りをぐるぐると回り続ける機械といったところです。

ここでひとつ疑問がうまれます。
人工衛星はどうして地球に落下してこないんでしょう？

地球には引力がありますので、どこかに固定されているわけでもなく、ただ空の高いところに浮かんでいるだけの人工衛星は隕石のように地球に落ちてきてしまいそうなものですが、なにかカラクリがあるのでしょうか。

その仕組みをご説明します。

例えば、ボールを水平に投げると少し飛んでから地面に落下します。

もっと速く投げるとどうなるでしょうか？みなさんがイメージしている通り、さっきより遠くに飛んでから地面に落下します。

それでは、もっともっともっと速く投げるとどうなるでしょう。やっぱりボールは地面に落下を始めます。

ところが、ご存じの通り地球は丸い形をしていますので、落下し始めたボールは地球の丸みに沿って飛んでいきます。
そして、最終的に投げた地点に戻り、勢いを弱める力が加わらない限り永久に地球に沿って飛び続けます。

これが、人工衛星が地球に落下しない理由です。
地表付近では空気による抵抗がありますので、それでもいつかは地面に落下してしまいますが、空気のない宇宙空間では何かにぶつかったり地球の引力が変わったりしない限り、半永久的に飛び続けます。

ちなみに、それよりもさらに速いスピードでボールを投げると、今度は落下しきることなく無限のかなたへ向かって飛んでいきます。

ロケットやスペースシャトルは引力や空気抵抗に負けることなく、このスピードで宇宙へ飛んでいきます。
飛び立つときに必要な力を極力少なくするために、ロケットや人工衛星の打ち上げは赤道上付近で行われることが多いです。
地球の自転による遠心力で、ほんの少しでも重力を弱めるためです。

そんな少しの力にも頼りたいくらい、すさまじい力が必要になるのですね！

人工衛星の役割

ところで、先程の説明にあった「具体的な目的」というのは少し曖昧な表現ですね。
具体的とはどのような目的なのでしょうか？
代表的なものを調べてきましたので、ご紹介します！

・軍事衛星
サテライトキャノンのような攻撃用の衛星や、偵察用の衛星など、軍事目的で利用されています。

・通信衛星
衛星を経由することで、障害物に遮られることなく通信を行うことができます。
衛星放送なんかも、この種類の衛星が担っています。

・航行衛生
地図アプリでおなじみのGPSに活用されているのが航行衛星です。
最も身近な衛星の使い道かもしれませんね。

・地球観測衛星
雨雲の動きを追う気象衛星や台風や波の動きを追う海洋観測衛星などがあてはまります。

スペースデブリと人工衛星

このように、今や現代人にとって欠かせない人工衛星ですが、少々問題も抱えています。
それは、打ち上げた人工衛星を安定して回収する方法がないということです。

物には必ず寿命がありますので、使用期限が過ぎた衛星は廃棄され、次々と同じ役割の新しい衛星を打ち上げています。
先述の通り、力が加わらない限り半永久的に地球の周りを移動し続けますので、今や地球の周りには使用しなくなったり壊れた衛星がたくさん放置されています。
このようなものは宇宙ゴミ＝スペースデブリと呼ばれています。

名作映画『ゼロ・グラビティ』（2013年）で主人公が遭難した原因も、突然のスペースデブリが宇宙船をおそったことによるものでした。
このようなスペースデブリによる被害は国際的な課題にもなっており、損害保険も存在するほどです。

新しい衛星は隙間を縫うようにして、まだ使用されていない軌道を利用して打ち上げています。
ですので、スペースデブリを回収する方法がないと使える軌道がどんどんと限られていき、いずれは便利な衛星が使用できなくなってしまうかもしれません。
また、打ち上げた衛星がスペースデブリと衝突してすぐに故障したり、宇宙へ飛び立ったロケットがデブリと衝突して宇宙飛行士の命が危険にさらされる可能性もあります。
しかしながら、高速で地球の周りを周回するスペースデブリを回収する方法は、まだ現実的な方法が確立されていないのだとか。
このまま行くと土星のように、地球にもスペースデブリの輪が形成されてしまうかも。
今後の技術の発展に期待するばかりですね！

わたしたちも2022年度中に人工衛星を打ち上げ、地球に衛星を1つ追加します。
今後のコスモ女子の活躍をお見逃しなく！