中国が打ち上げた大型ロケット「長征五号B」の機体の一部が、2021年5月9日ごろに大気圏に再突入する見通しだ。

同様の事態は昨年5月にも起き、このときは燃え残った破片が、西アフリカのコートジボワールに落下したとみられている。今回もまた、破片が地表に落下する可能性がある。

人などに当たる可能性はきわめて低く、決してパニックになる必要はない。しかしこの問題は、今後を見据えて、中国、そして世界が考えなくてはならない課題を、私たちに突きつけている。

  • 長征五号B

    中国が4月29日に打ち上げた大型ロケット「長征五号B」。このコア機体(中央下半分)が、5月9日ごろに大気圏に再突入する見通しとなっている (C) CASC

長征五号Bロケットと問題の背景

地表に落下する可能性が取り沙汰されているのは、中国が4月29日に打ち上げた「長征五号B」という大型ロケットである。中国の宇宙ステーションのコア・モジュール「天和」を搭載し、地球を回る軌道への打ち上げに成功している。

しかし、このときロケットの機体の一部も軌道に乗り、そしてそれが、まもなく大気圏に再突入する見通しとなっている。

衛星を打ち上げた際、ロケットの機体の一部も同じ軌道に乗ってしまうのは当然である。しかし、今回の場合、「その機体があまりにも大きい」ということ、そして「それが無制御で再突入する」ということが問題となっている。

他のロケットの多くは、多段式ロケットという構成で、重箱弁当のように複数の機体を積み重ね、まず一番下の1段目からエンジンを噴射して飛び、使い終わると切り離し、続いて2段目で飛び……といった形で飛んでいく。そのため、最終的には一番上の小さな機体(上段という)のみが衛星と同じ軌道に乗る。

一方長征五号Bは、1.5段式と呼ばれる特異な構成を採用している。これは第1段機体(コア)と、そのまわりに取り付けた補助ブースターだけで衛星を打ち上げるという仕組みをしている。

この仕組みは、コアとブースターのエンジンは両方打ち上げ前に点火するため、飛行中に点火する必要がなく、また機体の分離も、ブースターとフェアリングの切り離しと衛星の分離のみとなるため、全体的にリスクが低減できるというメリットがある。つまり打ち上げ失敗、延期の確率を低くできる。

さらに、分離装置などの部品が減ることでコストダウンにもなるうえに、宇宙ステーションのように、秒単位の遅れもなく決まった時間に打ち上げなければならないミッションにとっても最適である。

しかしその反面、コア機体がそのまま軌道に乗ってしまうという欠点がある。長征五号Bのコア機体は、全長33.2m、直径5.0m、そして質量約18tと、一般的なロケットの上段の5倍以上もある。

こうして軌道に乗った物体は、大気との抵抗で徐々に速度と高度が落ち、遅かれ早かれ地球の大気圏に再突入する。一般的な衛星やロケット上段であれば、再突入時の加熱で燃え尽きる。しかし、長征五号Bのコア機体のような大きな物体の場合は完全には燃え尽きず、たとえばステンレスやチタンでできたエンジンやタンクなどが燃え残ってしまい、地表にまで到達する恐れがある。

  • 長征五号B

    打ち上げ前の長征五号ロケットのコア機体 (C) CASC

いつどこに落ちるのか?

さらに悪いことに、このコア機体には、制御して安全な海域に落下させるための装置などは搭載されていないものとみられる(他のロケットの上段の多くには、機体が小さいこともあり、そうした仕組みが取り入れられている場合もある)。

そのため、大気との抵抗で徐々に高度が落ちていき、自然に大気圏に再突入するのを待つほかない。

軌道上の物体を監視、追跡している米国宇宙軍は、5月6日現在、再突入日時について、日本時間5月9日13時30分(誤差15時間)と予測している。

誤差が15時間と大きいのは、太陽活動による大気密度の変化などにより、再突入する日時や場所を、正確に予測することが難しいためである。また、再突入の数時間前でさえ、ようやくある程度絞り込めるというくらいで、正確な日時と場所は再突入“後”に判明するというのが実際のところである。

再突入する場所については、現時点では北緯41.5度から南緯41.5度までのすべての地域の上空が候補となる。これは、コア機体が赤道から41.5度傾いた軌道を回っているためである。

つまり、燃え残った破片が日本や米国に落下する可能性もあるが、その確率はきわめて小さい。地球は大部分が海であり、とくに今回のように41.5度傾いた軌道であれば、陸地に落ちる確率は約25%となる。

さらに、陸地全体に人が住んでいるわけでもないため、家に当たったり、人に当たったりする確率はさらに小さくなり、取るに足らない数字にしかならない。もちろんゼロではないが、それよりも交通事故などに遭う可能性のほうがよっぽど高く、パニックになる必要はまったくない。

中国は、昨年5月にも長征五号Bを打ち上げており、そしてコア機体が再突入し、燃え残った配管のような破片が、西アフリカのコートジボワールに落下したとみられている。つまり、陸地に落ちる約25%の確率には当たってしまったものの、幸いにも人的被害は報告されていない。

この問題の本質と、今後の課題

しかし、「人に当たる確率が低い」からといって「落としてもいい」ということにはならない。

不慮の事故であったならともかく、長征五号Bを打ち上げれば20t近くあるコア機体が軌道に残ることは明々白々であり、被害をもたらす可能性がわずかでもあることを承知で、巨大なコア機体を軌道に放置するのは非常に無責任と言わざるを得ない。

さらに、中国は今後数年間で、長征五号Bを使って宇宙ステーションのモジュールを少なくとも3基打ち上げる予定であり、すなわち今後も少なくとも3度は、同じような事態が起こるということになる。

したがって中国には、今後こうした状況を防ぐために、周囲に人家がまったくない太平洋上などに狙って落下させられるような対処が求められる。

たとえば、過去に米国やロシアが開発した1.5段式のロケットの中には、コア機体は軌道に乗る直前まで飛行し、軌道に乗るための“最後のひと押し”は、衛星や宇宙船側がエンジンを噴射することで行うという打ち上げ方法を取っていたものがあった。これなら、コア機体はあらかじめ狙ったところに落とせるため安全性が高い。

衛星側の事情でそれが難しい場合、ロケット側に小型エンジンなどを取り付けておき、太平洋などに落下するように軌道から離脱させるという方法もある。

もっとも、こうした対処は、なんらかの国際法などで義務付けられているものではない。地上に被害をもたらさないよう制御して落下させることを求めた国際的なガイドラインはあるが、法的拘束力はない。しかし、宇宙開発を行う国の倫理、責任観念といった点から鑑みられるべきであり、そして中国の技術力であれば、こうした仕組みの導入は十分可能であるとみられる。

くわえて、今回の再突入に関しても、また昨年の一件でも、中国当局は声明などを一切出していない。落下位置の予測などは中国自身も行っているはずであり、またコア機体の正確な寸法や質量などは中国にしかわからないこともあり、同じく倫理、責任観念といった点から、積極的な情報提供、公開が望まれる。

さらに、万が一被害が生じても、それに対する罰則や賠償を定めた法律も明確ではないという課題もある。「宇宙損害責任条約」と呼ばれるものはあるが、証明が難しかったり、批准していない国があったりなど実効性に課題があり、昨年のコートジボワールの一件でも、中国は賠償していない。

つまり、このような行いを「許されるべきではない」と言っても、道義的なものでしかなく、法的な裏付けが乏しいというのが実情である。

したがって今後、今回のような無責任な事態を防ぐためにも、明確なルールを作る必要がある。

またそれは、ロケットを打ち上げるすべての国や事業者にとっても、万が一事故でどこかに落下した際の備えになる。たとえば先月、米国スペースXの「ファルコン9」ロケットの上段が大気圏に再突入し、燃え残った破片がワシントン州にある農場に落下するという事故も起きている。

宇宙ビジネスの活発化などでロケットの打ち上げ数が増えれば、こうした事故が起こる確率も上がることになる。故意、過失問わず、こうした事態は起こりうるものであるという前提で、国際社会が協力してルール作りを進めるべきであろう。

  • 長征五号B

    4月にワシントン州の農場に落下した、ファルコン9ロケットの部品。第2段に搭載されている液体ヘリウムの貯蔵タンク(COPV)とみられる (C) Grant County Sheriff’s Office

参考文献

https://www.space-track.org/basicspacedata/query/class/tip/NORADCATID/48275/orderby/ID%20DESC/format/html/emptyresult/show
CZ-5B Rocket Body (ID 48275) | The Aerospace Corporation
https://mp.weixin.qq.com/s/G-MPI_L8A9NbGnV-2Q03RQ
After a Fiery Display, SpaceX Debris Landed on a Washington Farm | Smart News | Smithsonian Magazine
2-2-2-2 宇宙物体により引き起こされる損害についての国際責任に関する条約(第26会期国際連合総会決議2277+C138号、1971年11月29日採択、1972年9月1日発効)