研究開発

微小デブリの計測で世界のリスク評価をリード

6微小なスペースデブリが宇宙にどのくらい存在し、どの程度のリスクをもっているか、その情報を得るための装置を開発しています。

100μm〜数mmのデブリをシンプルな原理で検出Vol.

点で破断したかを測定することができます。
この測定データに、装置の面積や運用スペースデブリには、情報登録済みの大期間を加味すれば、宇宙空間での微小デブきさ10cm以上のものや、地上から観測できリの衝突リスクを算出するための重要なる数cm以上のものだけでなく、大きさ1mmデータを得られることになります。

以下といった微小デブリもあります。
しかも最新モデルでは、携帯電話などの可動す小さいほどその数が多くなることが分かっ

る電子機器に使われるフレキシブルプリン

HTV５号機では赤枠部分にKASPERが取り付けられる（写真はHTV４号機で別の装置）ています。
しかし、微小デブリについては観ト基板（FPC）の製造技術を応用しました。

が 、今 回 の 実 証 研 究を経 て 、今 後 、高 度

測データが乏しく、リスク評価のための予測「これほど大きい電子製品での用途はあり600kmや800kmといった、デブリが多い値には現在も大きなばらつきがあります。そませんので、メーカーと協力し、熱による影ながらも実態が未解明の領域での計測につこで、宇宙環境グループは、大きさ100μm響を考慮したり、デブリ衝突時以外に断線なげていきたいと思います」（奥平開発員）。

〜数mmといった微小デブリを宇宙空間でしたりしないようにしました」（奥平開発員）。

計測するための「微小デブリ計測センサ」の「こうのとり5号機」で実証へ
リスク評価のデータを蓄積

この装置を開発する同グループの奥平修
開発員は、「構造が単純な点が、装置の大き九州大学、（有）QPS研究所、（株）IHIなど成功すれば、電気を用いたアクティブな微小デブリ計測としては世界初。
微小デブリの計
測データは、世界の宇宙開発機関がデブリの微小デブリ計測センサは、2015年度にな特徴です」と話します。

リスク評価をする上で重要なものとなります。

大きさ30cm×35cmの薄いフィルムに、打ち上げられる「こうのとり」
5号機（HTV5）

微小デブリのデータ蓄積でも、JAXAは世界幅50μmの導電性デブリ検出線を100μmに、宇宙環境観測装置（KASPER）の一要に先駆けた実績づくりを目指しています。

間隔で敷き詰めます。
このフィルムに、例え素として搭載される予定です。打ち上げ直ば100μm程度の大きさのデブリが衝突す後から「こうのとり」運用完了までの期間、れば、1本の検出線が破断することになりまデブリ計測を行う予定です。

す。
また、200μm程度の大きさのデブリが「期間中、微小デブリがいくつかは当たる衝突すれば、2本の検出線が破断することのではないかと考えています。
『こうのとり』になります。破断した検出線は通電しなくなは地上400km程の低軌道で運用されます

話を聞いた人奥平修
宇宙環境グループ 開発員

100,000

軌道上物体（デブリを含む）がカタログ化されている（デブリの情報：なし）

10,000

35cm

度
〔km〕
高50μm

光学観測による衛星の回収などによりなんらかのデブリ情報が得られている

1,000
500

レーダ
観測によるヘイスタックレーダなどによりなんらかのデブリ情報が得られている

30cm

0.001

0.01

0.1

ひも を駆使して宇宙のゴミを除去
スペースデブリ（宇宙ゴミ、以下、デブリ）除去技術の確立は喫緊の課題。
未踏技術研究センターは「導電性テザー」によるデブリ除去システムの開発を進めています。
大型デブリの除去に向けてこの研究での対象範囲
200
0.00001

研究 デブリに確実に接近する技術
開発 微小デブリの計測で世界のリスク評価をリードと連携して研究を進めています。
実証研究が開発に取り組み、運用を目指しています。

静止軌道

110

100

デブリの直径〔cm〕
デブリの大きさと、地上からの高度によっては、まだ情報が十分に得られていない（図は上松・北澤（1995）
より引用）。微小デブリ計測センサによる計測で、デブリ情報の空白域を埋めていく。

処理回路

微小デブリ計測センサの試作モデル。衝突部分の写真は地上での試験によるもの。4本の検出線が破断されることで、400μm程度の大きさのデブリが当たったことがわかる。

いま、地球の周りには登録/公開されている大きさ約10cm以上のものだ
けで16000個以上の物体が存在しており、そのうちの多くが宇宙機として機能していない
「デブリ」
です。
これらデブリの除去に向けて、未踏技術研究センターなどが技術開発を進めています。
井上浩一HTV搭載導電性テザー実証実験推進チーム長は「衝突で小さいデブリをさらに多く生じさせないた

研究開発本部 広報誌
宇宙開発最前線！
2015年3月発行

2015 Spring

スペースデブリ特集

るため、どの（何本の）検出線が、いつの時

発行：JAXA（宇宙航空研究開発機構）研究開発本部 発行責任者：JAXA研究開発本部 研究推進部長 今井良一
〒305-8505 茨城県つくば市千現2-1-1 TEL：029-868-5000 FAX：029-868-5969
ホームページも是非ご覧下さい

JAXA研究開発本部

検索め、大型デブリの除去システムを開発しています」と話します。その手法は「導電性テザー」という装置を使ったもの。
どういう技術かを紹介します。
HTV搭載導電性テザー実証実験のイメージ話を聞いた人井上浩一
宇宙実証研究共同センター／未踏技術研究センター
HTV搭載導電性テザー実証実験推進チーム長

放置できないスペースデブリ問題
役目を終えたり故障したりした宇宙機や、放出された部品などの多数のデブリが宇宙軌道上を秒速7km以上で高速移動しています。デブリが人工衛星や宇宙ステーションに衝 突 すると、大きな被 害を受けかねません。
2009年には米国の衛星が、ロシアの衛星だったデブリと衝突し、実害も出始めています。
デブリ除去が世界的な課題になっています。

導電性テザー実証実験システムの構成
エンドマス

導電性テザーの原理図
ブレーキ用
リール

詳細は下の写真を参照

テザー運動
計測用カメラテザー格納用リール

e テザーによるe 電子収集e

テザーテザー
電流進行（飛行）方向e

HTV帯電状態計測器

・データ処理装置／
電力制御器
・磁気センサ

電界放出型
電子源

地球
導電性テザーで推進力（ローレンツ力）を得るためのしくみ。導電性テザーが地球磁場を横切ることで誘導起電力が生じる。テザーの一端で電子の収集、もう一端で放出することでテザーに電流が流れる。
これによりローレンツ力が発生。

デブリの進行方向と逆向きにローレンツ力

案もありましたが、井上チーム長は、「『こう「テザー（Tether）」とはひものこと。電気という力が発生し、デブリの勢いを減らすののとり』
ならば、実験機器への電力供給や地が流れるテザーをデブリに付けて移動の勢です。デブリは地球周回軌道を回り続けな上との通信なども問題なく、ISSへのランデいを減らしていき、大気圏に突入させて燃がらも、少しずつ軌道を下げていき、最後にブ用センサをエンドマスの運動計測に利用確認などを行う予定です。
小型衛星に実証用テザーを載せるなどのやし尽くすというのが、導電性テザーによは地球の重力に引っぱられて大気圏へ突入できるなどの 大きな利 点 があります 」とるデブリ除去の方法です。
ここでは宇宙軌してしまうわけです。

「こうのとり」で実証試験を行うことになっ道上にある使用後のロケット上段をデブリデブリ除去の手段には、他にもイオンエと想定して、除去手順の一例を詳しく紹介

ンジンや固体ロケットエンジンシステムを実証実験では、外部の研究機関との連携します。

利 用 する方 法などがありますが、同センとして、東京理科大学が開発し、小型ソーまず、導電性テザーを備えたデブリ除去

ターの大川恭志主任研究員は「テザーを使ラー電力セイル実証機「IKAROS」にも搭載衛星（以下、除去衛星）がデブリに近づきまうこの方法は、推進剤を必要としないことがされたカメラでテザーの動きをモニタします（接近技術については次の頁参照）。そし利点です」と話します。

す。
また、JAXA内でも、「こうのとり」担当部PAF（Payload Attachment Fitting、衛星分離部）等にテザーを取り付けて離れます。取り付けられたテザーは、デブリを起点た経緯を話します。

門等の協力を得て開発を進めてきました。

「こうのとり6号機」で実証実験を開始予定

今後のステップとして、この実験の後、除去衛星の実証機を打ち上げ、2020年代中盤には実用機を打ち上げて、デブリ除去をに数百m〜数kmという長さで伸びていきま導電性テザーを利用したデブリ除去の実す。
これで準備は完了です。その後、テザー用化に向けての第一歩が踏み出されようと「実験計画が始まってほぼ2年。
ものづくが取り付けられたデブリは、徐々に勢いをしています。2016年度打ち上げ予定の宇りの段階も終盤となり、ようやくここまで来失って軌道を下げ、最終的に地球の重力に宙ステーション補給機「こうのとり」6号機たという実感です。完成度を高めて実証実引っぱられ、大気圏に突入して摩擦熱で燃（HTV6）に、テザーシステムを搭載し、実証験に備えたいと考えています」（ 井上チー

え尽きます。

実験を行う予定です。

ム長）。

どうして導電性テザーが取り付けられた「こうのとり」の本来のミッションである国デブリは大気圏突入に至るのでしょうか。
デ際宇宙ステーション（ISS）への物資補給完

ブリが多く存在する宇宙空間には地球磁場了後、大気圏再突入までの期間中の7日間があり、磁力が一定方向に働いています。そを使って、宇宙空間でテザーの伸展や電圧こをアルミ等の導体でできたテザーが横切発生評価、さらにローレンツ力発生原理の実用化することを目指しています。

デブリの衝突がない安全な宇宙環境の構築に向けて、技術開発が進んでいます。

遠方域
軌道計算＋GPS航法

Doublecoelliptic
接近軌道
光学観測

誘導・制御グループ 開発員
30m 200me 電子放出ると、磁場の影響を受けてテザーに電流がて除去衛星が、デブリであるロケット上段の光学観測

村上尚美

装置を備えた宇宙機をデブリに接近させる技術の研究開発

中距離域
Angles-Only Navigation (AON)

1.2km

電子源からのe

デブリの勢いを減らす力を推進剤なしで作り出す流れます。
この電流と磁場との干渉により、近距離域
モデルマッチング航法話を聞いた人も進んでいます。

地球磁場
ランデブセンサ（HTV機器）
エンドマスの運動を計測

デブリに確実に接近する技術

デブリを除去するために、除去ローレンツ力バネによりエンドマスを放出する機構

研究開発

高い技術が求められるデブリへの接近V-bar hopping

1.2kmになるため、カメラが捉えた形を、登録されているデブリの形と照合して、よ前の頁で紹介したようなデブリ除去を実り精度良く相対位置や姿現するには、除去衛星をデブリに接近させ勢を計算した上で、慎重なければなりません。国際宇宙ステーショにデブリに接近します。

ンと補給機が相互に位置や姿勢などを確カメラは、可 視 光カメ認しながらドッキングするのと異なり、除去ラの他、暗闇でも対象デ衛星はデブリに対してコミュニケーションブリを温度情報で捉えらをとることができません。そのため、デブリれる赤外線カメラの使用に接近してテザーなどのデブリ除去装置を想定しています。
また、を取り付けるには、除去衛星が、デブリを観レーザ照射に対する物体察した上で相対位置や姿勢を推定し、接近の反射光から距離を求め最終接近
基準軌道

Circular ﬂyaround30m
青矢印は全て、パッシブアボート軌道が安全であることを示している

デブリへの接近シナリオしていくという、高い技術が求められます。

ることのできるライダーという装置の使用「常に実用化を念頭に置いて作戦を練っても検討しています。

宇宙で行うこうした画像処理を地上で再現して、画像航法の正確性を高めるためいます」。
こう話すのは、デブリ接近技術の「除去衛星の制御ができなくなった場合の技術開発も進めています。例えば、テレ研究に取り組む、誘導・制御グループの村にもデブリにぶつからないよう、対象デブビ放送で使われるクロマキーの技法を使っ上尚美開発員です。

リの軌道を避けるようにしながら接近させて、デブリの背景に地球がある状況を模擬ます」（村上開発員）。

し、得られた画像から相対位置・姿勢を導カメラなどを駆使してデブリに接近き出せるかを確認するなどしています。

実際、除去衛星がデブリに接近するた画像航法技術を地上で向上させるデブリ除去技術を開発している未踏技術研究センター（前の頁参照）との連携は欠かせません。
「 導電性テザー実証実験に用いめには、デブリの位 置を把 握しなければ同グループは、カメラ撮影した対象デブる搭載カメラでISSを撮像し、画像航法の検なりませ ん 。まず 、デブリから2 0 0 k mぐ

リの画像航法技術を高めています。
「 太陽証を行う計画も進められています。
デブリ対らいまでの遠 方 域では、地 上レーダによ光の当たり方や運動条件に依らず高精度策は、多くの人びとが一丸となって取り組まるデブリ軌道決定値に基づく軌道計算とに相対位置・姿勢を把握するような、ロバなければならないミッションです」。

GPS航法を使って接近します。除去衛星

ストな画像航法技術の構築を目指していまに搭 載 するカメラでデブリを捉えられるす」（村上開発員）。

技術を高め合いながら、デブリ除去技術の実用化を目指しています。

中距離域になると、デブリの方角情報のみを用 い た 相 対 航 法 (Angles-OnlyNavigation：AON)により除去衛星はデブ
リとの相対位置を把握しつつ近づいていき

可視光カメラ可視光カメラます。
さらに、1km未満の近距離域では、カメラがデブリの形をはっきり捉えられるよう

可視光カメラ

100 mmLIDAR

赤外線カメラLIDAR

赤外線カメラ可視光カメラ＠クロマキー合成

LED（狭角）LED（広角）導電性テザー。
引っ越しひものようにまとまった状態からテザーが伸展していく。
「1本の線でなく、複数の線を編み込んだ網状構造にしました（右上写真は網状構造がわかるように広げたもの）。
テザーに微小なデブリが当たって1本が切れてもテザーとしては切断されないため運用を続けることができます」（テザー開発担当の壹岐賢太郎 開発員）。

導電性テザーによるデブリ除去に携わるスタッフ
左から壹岐賢太郎 開発員、井上浩一 チーム長、
大川恭志 主任研究員

デブリを捉えるための各種カメラ。
また、下側にある発光ダイオード（LED）で対象のデブリを照らす。

可視光カメラによる画像。 ライダー（LIDAR:LIght Detection And Ranging)による画像。レーザ照射による反射光を測定し、対象物の相対位置を把握する。 可視光カメラで撮影したデブリ模型。 赤外線カメラで撮影したデブリ模型。 クロマキー合成技術で、背景に地球がある場合の見え方を確認。

導電性テザー実証実験システムの構成
エンドマス

導電性テザーの原理図
ブレーキ用
リール

詳細は下の写真を参照

テザー運動
計測用カメラテザー格納用リール

e テザーによる
e 電子収集

e

テザー

テザー
電流
進行（飛行）方向e

HTV帯電状態計測器

・データ処理装置／
電力制御器
・磁気センサ

電界放出型
電子源

地球
導電性テザーで推進力（ローレンツ力）を得るためのしくみ。導電性テザーが地球磁場を横切ることで誘導起電力が生じる。テザーの一端で電子の収集、もう一端で放出することでテザーに電流が流れる。
これによりローレンツ力が発生。

デブリの進行方向と逆向きにローレンツ力案もありましたが、井上チーム長は、「『こう「テザー（Tether）」とはひものこと。電気という力が発生し、デブリの勢いを減らすののとり』
ならば、実験機器への電力供給や地が流れるテザーをデブリに付けて移動の勢です。デブリは地球周回軌道を回り続けな上との通信なども問題なく、ISSへのランデいを減らしていき、大気圏に突入させて燃がらも、少しずつ軌道を下げていき、最後にブ用センサをエンドマスの運動計測に利用確認などを行う予定です。
小型衛星に実証用テザーを載せるなどのやし尽くすというのが、導電性テザーによは地球の重力に引っぱられて大気圏へ突入できるなどの 大きな利 点 があります 」とるデブリ除去の方法です。
ここでは宇宙軌してしまうわけです。

「こうのとり」で実証試験を行うことになっ道上にある使用後のロケット上段をデブリデブリ除去の手段には、他にもイオンエと想定して、除去手順の一例を詳しく紹介

ンジンや固体ロケットエンジンシステムを実証実験では、外部の研究機関との連携します。

利 用 する方 法などがありますが、同センとして、東京理科大学が開発し、小型ソーまず、導電性テザーを備えたデブリ除去

ターの大川恭志主任研究員は「テザーを使ラー電力セイル実証機「IKAROS」にも搭載衛星（以下、除去衛星）がデブリに近づきまうこの方法は、推進剤を必要としないことがされたカメラでテザーの動きをモニタします（接近技術については次の頁参照）。そし利点です」と話します。

す。
また、
JAXA内でも、「こうのとり」
担当部

PAF（Payload Attachment Fitting、衛星分離部）等にテザーを取り付けて離れます。取り付けられたテザーは、デブリを起点た経緯を話します。

門等の協力を得て開発を進めてきました。

「こうのとり6号機」で実証実験を開始予定

今後のステップとして、この実験の後、除去衛星の実証機を打ち上げ、2020年代中盤には実用機を打ち上げて、デブリ除去をに数百m〜数kmという長さで伸びていきま導電性テザーを利用したデブリ除去の実す。
これで準備は完了です。その後、テザー用化に向けての第一歩が踏み出されようと「実験計画が始まってほぼ2年。
ものづくが取り付けられたデブリは、徐々に勢いをしています。2016年度打ち上げ予定の宇りの段階も終盤となり、ようやくここまで来失って軌道を下げ、最終的に地球の重力に宙ステーション補給機「こうのとり」6号機たという実感です。完成度を高めて実証実引っぱられ、大気圏に突入して摩擦熱で燃（HTV6）に、テザーシステムを搭載し、実証験に備えたいと考えています」（ 井上チー

え尽きます。

実験を行う予定です。

ム長）。

どうして導電性テザーが取り付けられた「こうのとり」の本来のミッションである国デブリは大気圏突入に至るのでしょうか。
デ際宇宙ステーション（ISS）への物資補給完

ブリが多く存在する宇宙空間には地球磁場了後、大気圏再突入までの期間中の7日間があり、磁力が一定方向に働いています。そを使って、宇宙空間でテザーの伸展や電圧こをアルミ等の導体でできたテザーが横切発生評価、さらにローレンツ力発生原理の実用化することを目指しています。

デブリの衝突がない安全な宇宙環境の構築に向けて、技術開発が進んでいます。

遠方域
軌道計算＋GPS航法

Doublecoelliptic
接近軌道
光学観測

誘導・制御グループ 開発員
30m 200me 電子放出ると、磁場の影響を受けてテザーに電流がて除去衛星が、デブリであるロケット上段の光学観測

村上尚美

装置を備えた宇宙機をデブリに接近させる技術の研究開発

中距離域
Angles-Only Navigation (AON)

1.2km

電子源からのe

デブリの勢いを減らす力を推進剤なしで作り出す流れます。
この電流と磁場との干渉により、近距離域
モデルマッチング航法話を聞いた人も進んでいます。

地球磁場
ランデブセンサ（HTV機器）
エンドマスの運動を計測

デブリに確実に接近する技術

デブリを除去するために、除去ローレンツ力バネによりエンドマスを放出する機構

研究開発

高い技術が求められるデブリへの接近V-bar hopping

1.2kmになるため、カメラが捉えた形を、登録されているデブリの形と照合して、よ前の頁で紹介したようなデブリ除去を実り精度良く相対位置や姿現するには、除去衛星をデブリに接近させ勢を計算した上で、慎重なければなりません。国際宇宙ステーショにデブリに接近します。

ンと補給機が相互に位置や姿勢などを確

カメラは、可 視 光カメ認しながらドッキングするのと異なり、除去ラの他、暗闇でも対象デ衛星はデブリに対してコミュニケーションブリを温度情報で捉えらをとることができません。そのため、デブリれる赤外線カメラの使用に接近してテザーなどのデブリ除去装置を想定しています。
また、を取り付けるには、除去衛星が、デブリを観レーザ照射に対する物体察した上で相対位置や姿勢を推定し、接近の反射光から距離を求め

最終接近
基準軌道

Circular ﬂyaround30m
青矢印は全て、パッシブアボート軌道が安全であることを示している

デブリへの接近シナリオしていくという、高い技術が求められます。

ることのできるライダーという装置の使用「常に実用化を念頭に置いて作戦を練っても検討しています。

宇宙で行うこうした画像処理を地上で再現して、画像航法の正確性を高めるためいます」。
こう話すのは、デブリ接近技術の「除去衛星の制御ができなくなった場合の技術開発も進めています。例えば、テレ研究に取り組む、誘導・制御グループの村にもデブリにぶつからないよう、対象デブビ放送で使われるクロマキーの技法を使っ上尚美開発員です。

リの軌道を避けるようにしながら接近させて、デブリの背景に地球がある状況を模擬ます」（村上開発員）。

し、得られた画像から相対位置・姿勢を導カメラなどを駆使してデブリに接近き出せるかを確認するなどしています。

実際、除去衛星がデブリに接近するた画像航法技術を地上で向上させるデブリ除去技術を開発している未踏技術研究センター（前の頁参照）との連携は欠かせません。
「 導電性テザー実証実験に用いめには、デブリの位 置を把 握しなければ同グループは、カメラ撮影した対象デブる搭載カメラでISSを撮像し、画像航法の検なりませ ん 。まず 、デブリから2 0 0 k mぐリの画像航法技術を高めています。
「 太陽証を行う計画も進められています。
デブリ対らいまでの遠 方 域では、地 上レーダによ

光の当たり方や運動条件に依らず高精度策は、多くの人びとが一丸となって取り組まるデブリ軌道決定値に基づく軌道計算とに相対位置・姿勢を把握するような、ロバなければならないミッションです」。

GPS航法を使って接近します。除去衛星

ストな画像航法技術の構築を目指していまに搭 載 するカメラでデブリを捉えられるす」（村上開発員）。

技術を高め合いながら、デブリ除去技術の実用化を目指しています。

中距離域になると、デブリの方角情報のみを用 い た 相 対 航 法 (Angles-OnlyNavigation：AON)により除去衛星はデブリとの相対位置を把握しつつ近づいていき可視光カメラ

可視光カメラます。
さらに、1km未満の近距離域では、カメラがデブリの形をはっきり捉えられるよう

可視光カメラ

100 mmLIDAR

赤外線カメラLIDAR

赤外線カメラ可視光カメラ＠クロマキー合成

LED（狭角）LED（広角）導電性テザー。
引っ越しひものようにまとまった状態からテザーが伸展していく。
「1本の線でなく、複数の線を編み込んだ網状構造にしました（右上写真は網状構造がわかるように広げたもの）。
テザーに微小なデブリが当たって1本が切れてもテザーとしては切断されないため運用を続けることができます」（テザー開発担当の壹岐賢太郎 開発員）。

導電性テザーによるデブリ除去に携わるスタッフ
左から壹岐賢太郎 開発員、井上浩一 チーム長、
大川恭志 主任研究員

デブリを捉えるための各種カメラ。
また、下側にある発光ダイオード（LED）で対象のデブリを照らす。

可視光カメラによる画像。 ライダー
（LIDAR:LIght Detection And Ranging)による画像。レーザ照射による反射光を測定し、対象物の相対位置を把握する。 可視光カメラで撮影したデブリ模型。 赤外線カメラで撮影したデブリ模型。 クロマキー合成技術で、背景に地球がある場合の見え方を確認。

研究開発

微小デブリの計測で世界のリスク評価をリード

6微小なスペースデブリが宇宙にどのくらい存在し、どの程度のリスクをもっているか、その情報を得るための装置を開発しています。

100μm〜数mmのデブリをシンプルな原理で検出Vol.

点で破断したかを測定することができます。
この測定データに、装置の面積や運用スペースデブリには、情報登録済みの大期間を加味すれば、宇宙空間での微小デブきさ10cm以上のものや、地上から観測できリの衝突リスクを算出するための重要なる数cm以上のものだけでなく、大きさ1mmデータを得られることになります。

以下といった微小デブリもあります。
しかも最新モデルでは、携帯電話などの可動す小さいほどその数が多くなることが分かっ

る電子機器に使われるフレキシブルプリン

HTV５号機では赤枠部分にKASPERが取り付けられる（写真はHTV４号機で別の装置）ています。
しかし、微小デブリについては観ト基板（FPC）の製造技術を応用しました。

が 、今 回 の 実 証 研 究を経 て 、今 後 、高 度

測データが乏しく、リスク評価のための予測「これほど大きい電子製品での用途はあり600kmや800kmといった、デブリが多い値には現在も大きなばらつきがあります。そませんので、メーカーと協力し、熱による影ながらも実態が未解明の領域での計測につこで、宇宙環境グループは、大きさ100μm響を考慮したり、デブリ衝突時以外に断線なげていきたいと思います」（奥平開発員）。

〜数mmといった微小デブリを宇宙空間でしたりしないようにしました」（奥平開発員）。

計測するための「微小デブリ計測センサ」の「こうのとり5号機」で実証へ
リスク評価のデータを蓄積

この装置を開発する同グループの奥平修
開発員は、「構造が単純な点が、装置の大き九州大学、（有）QPS研究所、（株）IHIなど
成功すれば、電気を用いたアクティブな微小デブリ計測としては世界初。
微小デブリの計
測データは、世界の宇宙開発機関がデブリの微小デブリ計測センサは、2015年度にな特徴です」と話します。

リスク評価をする上で重要なものとなります。

大きさ30cm×35cmの薄いフィルムに、打ち上げられる「こうのとり」
5号機（HTV5）

微小デブリのデータ蓄積でも、JAXAは世界幅50μmの導電性デブリ検出線を100μmに、宇宙環境観測装置（KASPER）の一要に先駆けた実績づくりを目指しています。

間隔で敷き詰めます。
このフィルムに、例え素として搭載される予定です。打ち上げ直ば100μm程度の大きさのデブリが衝突す後から「こうのとり」運用完了までの期間、れば、1本の検出線が破断することになりまデブリ計測を行う予定です。

す。
また、200μm程度の大きさのデブリが「期間中、微小デブリがいくつかは当たる

衝突すれば、2本の検出線が破断することのではないかと考えています。
『こうのとり』になります。破断した検出線は通電しなくなは地上400km程の低軌道で運用されます

話を聞いた人奥平修
宇宙環境グループ 開発員

100,000

軌道上物体（デブリを含む）がカタログ化されている（デブリの情報：なし）

10,000

35cm

度〔km〕
高50μm

光学観測による衛星の回収などによりなんらかのデブリ情報が得られている

1,000
500

レーダ
観測によるヘイスタックレーダなど
によりなんらかのデブリ情報が得られている

30cm

0.001

0.01

0.1

ひも を駆使して宇宙のゴミを除去
スペースデブリ（宇宙ゴミ、以下、デブリ）除去技術の確立は喫緊の課題。
未踏技術研究センターは「導電性テザー」によるデブリ除去システムの開発を進めています。
大型デブリの除去に向けてこの研究での対象範囲
2000.00001

研究 デブリに確実に接近する技術
開発 微小デブリの計測で世界のリスク評価をリードと連携して研究を進めています。
実証研究が開発に取り組み、運用を目指しています。

静止軌道110100デブリの直径〔cm〕
デブリの大きさと、地上からの高度によっては、まだ情報が十分に得られていない（図は上松・北澤（1995）
より引用）。微小デブリ計測センサによる計測で、デブリ情報の空白域を埋めていく。

処理回路

微小デブリ計測センサの試作モデル。衝突部分の写真は地上での試験によるもの。4本の検出線が破断されることで、400μm程度の大きさのデブリが当たったことがわかる。

いま、地球の周りには登録/公開されている大きさ約10cm以上のものだ
けで16000個以上の物体が存在しており、そのうちの多くが宇宙機として機能していない「デブリ」です。
これらデブリの除去に向けて、未踏技術研究センターなどが技術開発を進めています。
井上浩一HTV搭載導電性テザー実証実験推進チーム長は「衝突で小さいデブリをさらに多く生じさせないた

研究開発本部 広報誌
宇宙開発最前線！
2015年3月発行

2015 Spring

スペースデブリ特集

るため、どの（何本の）検出線が、いつの時

発行：JAXA（宇宙航空研究開発機構）研究開発本部 発行責任者：JAXA研究開発本部 研究推進部長 今井良一
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JAXA研究開発本部

検索め、大型デブリの除去システムを開発しています」と話します。その手法は「導電性テザー」という装置を使ったもの。
どういう技術かを紹介します。
HTV搭載導電性テザー実証実験のイメージ話を聞いた人井上浩一
宇宙実証研究共同センター／未踏技術研究センター
HTV搭載導電性テザー実証実験推進チーム長

放置できないスペースデブリ問題
役目を終えたり故障したりした宇宙機や、放出された部品などの多数のデブリが宇宙軌道上を秒速7km以上で高速移動しています。デブリが人工衛星や宇宙ステーションに衝 突 すると、大きな被 害を受けかねません。
2009年には米国の衛星が、ロシアの衛星だったデブリと衝突し、実害も出始めています。
デブリ除去が世界的な課題になっています。