ケスラーシンドローム
1997年のオービタル・デブリ・クォータリ・ニュースによれば、NASA以外に軌道上のデブリ環境を研究しているグループが 7 つある。
NASA - ケスラーが中心となって ORDEMが、レイノルズが中心になって EVOLVE が、リウが中心となって LEGENDが開発されている。
欧州宇宙機関 - ドイツのブラウンシュヴァイク工科大学のアイヒラーが中心となって CHAIN が、同じくブラウンシュヴァイク工科大学で MASTERが開発されている。
ロシア - プログラム研究センターのナザレンコが中心となって、オペレーションズ・リサーチの手法を用いた予測を行っている。プログラムの詳細は公開されていないが、ミールのデブリの危険性評価の結果は、そのプログラムの正確さと信頼性を証明している。
イタリア - イタリア学術会議で SDM/STATが開発されている。
イギリス - 国防評価研究所のリチャード・クラウザーが中心となって、IDES と PLATFORM を開発している。
日本 - 八坂哲雄・花田俊也・鳴海智博が中心となって静止軌道(GEODEEM)および低軌道(LEODEEM)の計算を行っている。
中国 - 中国国家航天局がデブリの増加予測を行っている。
インド - Equivalent Breakup Unit と呼ばれる手法を用いて研究を行っている。
プラネテス (マンガ・アニメ) - 主人公はデブリの除去作業に従事している。また過激派がケスラーシンドロームを引き起こそうとするエピソードもある。
アップルシード (マンガ・アニメ) - 世界大戦によってケスラーシンドロームが発生。
ゼロ・グラビティ (映画) - 宇宙飛行士の主人公がデブリとの衝突事故で宇宙に放り出される。
デビルズサード (コンピュータゲーム) - テロリスト集団がケスラーシンドロームを引き起こした世界が舞台となる。
エースコンバット7 スカイズ・アンノウン - オーシア連邦とエルジア王国間で勃発した第二次大陸戦争の末期、両陣営がほぼ同時刻に互いの軍事衛星に対し対衛星ミサイル攻撃を行った結果、ケスラーシンドロームにより標的外の衛星まで破壊されてしまい、大陸規模で通信インフラがダウンする。
1976年、NASAのドナルド・ケスラーは、早ければ2000年までに指数関数的なデブリの数の増加が始まると警告した。
1978年、NASAのドナルド・ケスラーとブルトン・クルパレは、デブリによる脅威はすぐに宇宙塵による影響を超えること、ならびに軌道物体同士の衝突が将来のデブリの主要生成要因になり、指数的な増加をすることを初めて論文で指摘した。
1985年9月13日に、米国が人工衛星破壊実験を実施。F-15戦闘機に搭載された ASM-135 ASATミサイル(対人工衛星ミサイル)により、高度約 555 km にあった老朽化した米国の太陽観測衛星(Solwind P78-1)が破壊され、大量の宇宙ゴミ(デブリ)が宇宙空間に拡散した。この時のデブリが全て落下して燃え尽きるまで17年の歳月を要した。
1990年、ドイツのブラウンシュヴァイク工科大学のディートリッヒ・レックスとペーター・アイヒラーは、20 – 30 年後まで線形にデブリが増えた場合、デブリの衝突により急速なデブリ数の上昇が発生すると報告した。この加速度的増加は高度 930 km から 1100 km のところから始まるとしている。
1991年、NASA のドナルド・ケスラーは、高度 900 km から 1,000 km 近傍では、デブリの衝突も含めた新たなデブリの生成速度が既にデブリの自然な消滅速度を超えて不安定領域に突入しているとの計算結果を報告した。
1991年、NASA のP.D.
アンズメダーとE.ポッター・ジュニアは、ケスラーシンドロームにより、4 世紀以内にほぼ確実に原子炉衛星がデブリによって破壊されると予測した。
1994年、NTT電気通信研究所の八坂哲雄は、ケスラーシンドロームによる急速なデブリの増加により、今後 200 年で静止軌道の 100 個の衛星がデブリによって破壊されるという計算結果を示した。
1994年、イタリア学術会議のA.ロッシとその共同研究者A.コルデリ、P.ファリネッラ、I.アンセルモが行った計算で、もっともあり得るシナリオとされたのは、21世紀中に 700 km から 1,000 km にかけて、急速なデブリの増加が始まり、それにしばらく遅れて 1,400 km から 1,500 km のデブリの加速度的な増加が始まるというものであった。人工衛星の耐えうる衝突エネルギーが当時の最低でも 10 倍以上無ければ、これを数世紀遅らせることはできないと彼らは主張している。
1995年のアメリカ国家科学技術会議の報告書では、近い将来、衝突による爆散がデブリの生成源になること、そして今後のミッションでは軌道物体を最終的に回収するようにしてもデブリの数は減らないという認識が示された。
2001年に発表されたケスラーの新しい計算結果は、900 km から 1,000 km にかけて、デブリは今後無限回の衝突を繰り返すというものであった。
2006年、NASA のJ.C.リウとN.L.
現実的にケスラーシンドロームが発生するかどうかを考えるには、以下のようなデブリの生成要因と消滅要因を考慮する必要がある。
軌道物体同士が衝突した際、標的が粉砕される衝突を破局的衝突(catastrophic collision)と呼ぶ。破局的衝突でなくても、衛星を機能不全に至らせることは可能であるが、新たなデブリを大量に生成するのは破局的衝突の場合である。平均衝突強度とは破局的衝突に必要なエネルギーのことであり、NASA の一連の衝突実験により 1 g あたり 40 J という経験的な値を得ている。
2000年、NASA のP.クリスコは平均衝突強度を 30 J/g から 60 J/g まで変化させて、将来のデブリの予測値がどの程度変化するか調べた。その結果、10 cm 以上のデブリの数は計算誤差の範囲内でしか変化しなかった。