64 IHI 技報　Vol.54 No.3 ( 2014 ) 1.　緒　　　　言 2009 年に発生したアメリカとロシアの通信衛星の衝突 事故によって，大量のスペースデブリ（ 宇宙のゴミ）が 発生し，スペースデブリ除去への関心は高まってきてい る．このような完全体の人工衛星同士が軌道上で衝突する のは史上初である．それ以前にも中国衛星 ( Fengyun1C ) 破壊兵器実験が行われており，スペースデブリ環境は劇的 に変わってきている．Fengyun1C 破壊兵器実験では1 cm 以上のデブリが15 万個以上，アメリカとロシアの通信衛 星の衝突事故では1 cm 以上のデブリが6 万個以上発生 しており，100 μm サイズのデブリは億個のオーダで発生 していると考えられている．たとえ100 μm のデブリで あっても運用中の宇宙機に衝突すれば，その運用を停止さ せるようなダメージを与える可能性はあり，宇宙開発に とって脅威となっている． スペースデブリの除去 ( ODR: Orbital Debris Removal ) 方法の案には，人工衛星を用いるものと，レーザ照射のよ うに地上設置のものがある．人工衛星を用いるものはさら に，能動的除去 ( ADR: Active Debris Removal ) と受動的 除去 ( PDR: Passive Debris Removal ) の二つに大別され る．ADR は少数の大型デブリに向いている方法であるが， 微小デブリは数が多く，軌道が正確に追跡されていないの で，個別に捕獲するADR は非現実的である． 一方，フラックス（ デブリ流量）の高い軌道上で大面 積を広げて衝突させるPDR は微小デブリの除去に向いて いる．本研究では，近年急激に増加しており，その危険性 が叫ばれている微小デブリの除去を目標とし，PDR を行 う衛星のシステム提案および各PDR 衛星の除去効果の検 証を行う．これは，大面積の低密度材料を軌道上に展開 し，貫通した微小デブリを破壊することなく減速し，大気 圏に落下させる構想である．第1 図に受動的デブリ除去 衛星の概念を示す． 従来の研究では，有吉が背景デブリに対して高度別フ ラックスを用いて簡易的に除去する方法を検証している が，破砕モデルを用いた破砕によって生じた微小デブリの 低密度物質を用いたスペースデブリの除去方法の研究 Research and Development of Orbital Debris Removal using Low Density Material 田　�ｱ　洸　彦九州大学大学院　工学府航空宇宙工学専攻 濱　田　洋　彰九州大学大学院　現：三菱電機株式会社 阿　江　和　暁九州大学大学院　現：株式会社デンソー 土　井　　　彰九州大学大学院　現：株式会社IHI エアロスペース 花　田　俊　也九州大学大学院　工学研究院航空宇宙工学部門 北　澤　幸　人航空宇宙事業本部宇宙防衛事業企画グループ　主幹 スペースデブリの除去方法案には，人工衛星を用いるものと地上設置のものがある．人工衛星を用いるものはさ らに，能動的除去と受動的除去の二つに大別される．能動的除去は，少数の大型デブリに向いている方法である． これに対し，微小デブリは数が多く，軌道が正確に追跡されていないので，能動的に捕獲することができない．本 研究ではこの微小デブリの除去を目標とし，受動的除去を行う衛星のシステム提案を行う．これは，大面積の低密 度材料を軌道上に展開し，貫通した微小デブリを破壊することなく減速し，大気圏に落下させる構想である． Currently, the danger due to debris in earth orbit is increasing. Furthermore, methods for the removal of such orbital debris have become the subject of attention. This paper proposes a concept for passive Orbital Debris Removal ( ODR ). In the passive ODR described in this research, a large area of polyimide foil is opened. Low earth orbit micro debris decelerate due to their passing through the opened foil, and eventually reenter the atmosphere. In order to achieve efficient debris removal, as part of this research an unfolding mechanism has been invented that can open a large area of polyimide foil in low earth orbit. To demonstrate the effectiveness of this orbital debris removal concept, an event equivalent to the breaking up of a satellite by Chinese anti-satellite testing has been assumed. In order to give consideration to the perturbation of the orbital debris removal spacecraft, removal effectiveness was compared with regard to the direction of orbit injection, the effective cross sectional area, and orbit injection time as parameters.