70 IHI 技報　Vol.54 No.3 ( 2014 ) 道をデブリ除去衛星の投入軌道として設定する．上記二つ の軌道をそれぞれ，順行軌道，逆行軌道と呼ぶ．第2 表 に順行軌道と逆行軌道の利点と欠点を記す． デブリ除去衛星の効果の検討指標は，ある破砕事象が発 生した際に，破砕由来のデブリをどれだけ除去できるかで ある．デブリ除去衛星は，デブリが除去衛星を貫通する時 の減速効果によって，そのデブリが25 年以内に大気に落 下するように設計するので，デブリ除去衛星によるデブリ 除去個数は，デブリ除去衛星に衝突するであろうものすべ てとしている．除去効果を検討するため，2007 年の Fengyun1C 破壊兵器実験をテストケースとして，除去効 果の定性的，および定量的性質を数値解析して調べた．解 析における主な留意点として以下の点を挙げる． ( 1 ) 摂動によるデブリ除去衛星の軌道変化を考慮 ( 2 ) 除去衛星によるデブリの重複除去の考慮 ( 3 ) デブリ除去衛星の投入時期の検討 ( 4 ) 除去したデブリの高度分布などを加味した，さま ざまな視点からの除去効果の評価 なお，( 1 )，( 2 ) については，以下に示す全解析で考慮 している．( 3 )，( 4 ) については計算結果で示す． 4.　計 算 方 法 4. 1　除去対象 除去対象はFengyun1C 破壊兵器実験相当の破砕イベン トによって発生した微小デブリである．破砕による破片デ ブリは，第3 表に示す条件でNASA 標準破砕モデル ( 8 ) を用いて生成した．ただし，面積質量比分布と速度分布に ついては，MASTER-2005 で用いられた補正を適用して いる ( 9 )． デブリ除去衛星の除去対象は，大気抵抗による自然浄化 で除去できないデブリであることが望ましい．よって，自 然浄化を加味した時に，デブリ総数が平衡状態になる年数 を見極め，その年数経過時点で残っているデブリを除去対 象とすることを想定した．しかし，今回計算した第19 図 に示す破砕によって発生したデブリ総数の時間推移の結果 のように，破砕から1 800 日後，すなわち約5 年後で あっても，デブリは，いまだ自然浄化によって総数が減少 している．したがって，少なくとも破砕発生から5 年以 内はデブリ総数が平衡状態にならないことが判明した． デブリ総数が平衡状態になる時期を見極めることは難し いため，デブリ除去衛星の除去対象は，破砕によって発生 したデブリのうち，1 年以内に自然浄化されるものを除い たものとし，1 年間での除去効果を検討する．すなわち， 破砕から1 年以内に自然浄化しないデブリを，その1 年 間に除去衛星でどれだけ除去できるかを検討した． 4. 2　除去個数の計算 第20 図に除去個数計算の解析フローを示す．解析で は，破砕モデルによって任意の破砕事象によるデブリを生 成し，軌道伝ぱモデルによって生成した全デブリと観測機 の軌道伝ぱを計算することによって，それぞれの軌道履歴 第3 表　破砕事象の解析条件 Table 3　Analysis of conditions of orbital object breakup event 破　砕　事　象Fengyun1C 破壊兵器実験 破砕親物体Fengyun1C 破砕年月日2007.01.11 解析サイズ下限( μm ) 100 破砕タイプ爆　発 質量( kg ) 1 558.0 スケールファクタ1.0 軌道長半径( km ) 7 225.5 離心率0.001 1 軌道傾斜角（ 度） 98.65 昇交点赤経（ 度） 1.77 近地点引数（ 度） 263.82 真近点離角（ 度） 241.88 放出速度最大値( km/s ) 0.70 放出速度分布等方性 1 000 100 10 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 日　数 ( d ) デブリの数 （ 個） ×106 第19 図　破砕によって発生したデブリ総数の時間推移 Fig. 19　Temporal transition in number of remaining pieces of debris 第2 表　順行軌道と逆行軌道の利点と欠点 Table 2　Advantages and disadvantages of prograde and retrograde orbits 投入軌道利　　　　　点欠　　　　　点 順行軌道 デブリクラウドと同じ摂 動を受け，デブリ密度の 濃い領域に長く留まる． デブリクラウドとの相対 速度が小さい． 逆行軌道デブリクラウドとの相対 速度が大きい． デブリクラウドとの軌道 傾斜角が異なるので， 徐々に軌道面がずれる．