Space 2026年11月3日 SpaceNews エアバス、死んだ衛星の暴走を止める小さな磁石を発明―どうやら宇宙ゴミだけでは問題が足りなかったらしい エアバスは永久磁石を使って死んだ衛星の回転を止めるDetumblerを開発した。どうやら宇宙空間でさえ、物事を制御不能に回転させたままにはできないらしい。 0 0 シェア X / Twitter LinkedIn リンクをコピー Image: SpaceNews 毎年、何百もの衛星が軌道の役目を終えて去っていく。ほとんどは適切に軌道離脱されるが、中には突然機能停止するものもある。そして行儀の良い衛星でさえ、運用終了後は太陽放射圧のような微小な外乱の蓄積により、ひとりでに回転し始めることがある。最終的には、能動的デブリ除去(ADR)ミッションによる捕獲が不可能になってしまう。軌道上には36,500個以上の追跡対象デブリが存在し、連鎖的衝突のリスクは現実のものだ。ESAは、ADRソリューションがなければ一部の低地球軌道は使用不能になると警告している。したがって、すべての死んだ衛星が適切に回転を止められるようにすることは、ADRを経済的に実現可能にするための主要な要素となるだろう。 そこで登場するのがエアバスR&DのDetumblerだ。これは、制御不能になる前に回転する衛星を安定させる受動的な磁気制動装置である。誘導ブレーキのように働き、地球の磁場を通じて運動エネルギーを散逸させ、数ヶ月で回転を止める。運用者は初めて、ミッション後の回転を防ぐための信頼性が高く低コストで完全に受動的なソリューションを手に入れたのだ。電源が落ちた後でも機能するガジェットほど「持続可能な宇宙」を体現するものはないだろう。 電力がなく、したがってアクチュエータもない場合、死んだ宇宙機の回転速度を制限できる唯一の現象は、衛星の回転する金属構造に地球の磁場が生み出す自然な渦電流である。寿命末期に磁気トルカを短絡させれば、その自然な効果を高めるのに役立つ可能性がある。残念ながら、結果として生じる抵抗トルクは低い磁場の二乗に比例する(誘導双極子モーメントMはBに比例し、結果として生じる磁気トルクはM×Bとなる)ため、そのような効果は極めて弱く、外部外乱に何らかの非対称性がある場合には自発的な回転を防ぐには弱すぎる。例として、2017年、運用終了から12年後、Topex-Poseidonは毎秒34度の回転速度(累積運動量40,000 Nms)に達していた。死んでいるはずの衛星にとって、これはかなりのNmsである。 その非常に控えめな質量と体積にもかかわらず、Detumblerは永久磁石を使用することで、制動トルクがBの二乗ではなくBに比例するようにし、何桁も高い効率を達成できる。そう、物理学だ。要は指数の問題なのだ。 ESAの宇宙安全プログラムは、LEOミッションで500kg(1100ポンド)超の機体に対する回転停止能力を要求しており、1年未満で毎秒3度から毎秒0.75度への回転停止性能を目標としている。エアバスのDetumblerは、ESAの要件を満たし、ひいては能動的デブリ除去を可能にするための主要なソリューションである。 Detumbler内部の磁化されたローターは、地球の磁場と整列したままになる傾向がある。衛星が回転すると、Detumblerの導電性ハウジングが磁化されたローターの周りを回転し、渦電流による磁気制動を引き起こす。これにより、衛星の運動エネルギーがゆっくりと着実に散逸し、角運動量が指数関数的に減少し、最終的には非常に低い残留速度で回転停止した定常状態に達する。これは、他のすべての姿勢制御アクチュエータとは異なり、電気や計算能力を必要とせずに達成される。要するに箱に入った磁石であり、それが機能するのだ。 重さ約200g(0.440ポンド)の手のひらサイズのこの装置は、既存のプラットフォーム設計のほぼどこにでも(磁力計に近すぎない限り)ほとんど改修なしで組み込むことができ、将来のLEO宇宙ミッションにとって容易な決断となる。 DetumblerはもはやR&D段階ではない。TRL 8であり、エアバスの宇宙電子機器製品ポートフォリオを通じてすでに商業的に利用可能である。主な利点:100%受動的(電力や姿勢制御アクチュエータが不要で、ミッション終了後でも機能する)、幅広いプラットフォームサイズ(約150kg(330ポンド)から約1.5トン(3300ポンド)まで)に対応、小型プラットフォームでは数週間以内、サイズ範囲の上限では1年以内に回転停止、平均的な外部外乱が最大5µNmでも回転を防止、打ち上げ振動や軌道条件下でテスト済み、そして競争力のある価値提案。実に多くの特長がある。