地球を覆う「宇宙ゴミ」の壁！無数のデブリを避けてロケットはどう打ち上げているのか？【徹底解説】

「無数のデブリ」問題とロケット打ち上げの概要
「Launch COLA」と衝突回避の詳細
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「無数のデブリ」問題とロケット打ち上げの概要

地球の周囲には、役目を終えた人工衛星やロケットの破片など、数万個を超える「スペースデブリ（宇宙ゴミ）」が高速で周回しています。SF映画のようにデブリが密集する危険な宇宙空間へ向けて、私たちはどのように安全にロケットを打ち上げているのでしょうか。

実は、ロケットは上昇中に障害物を華麗に避けて飛んでいるわけではありません。この記事では、意外と知られていない「ロケットのコース決定とデブリ回避の仕組み」について、専門的なプロセス「Launch COLA」や打ち上げウィンドウの裏側をわかりやすく解説します。

「Launch COLA」と衝突回避の詳細

1. 宇宙の交通渋滞：深刻化するデブリ問題

現在、地球の低軌道はかつてないほど混雑しています。10cm以上の追跡可能な物体だけで約3万個以上、追跡不可能な1cm以下の微小なデブリを含めると数億個以上が存在すると推定されています。これらは秒速7〜8km（時速約28,000km）という猛スピードで飛び交っており、わずか1cmの破片でも衝突すれば手榴弾並みの破壊力をもたらします。

では、この弾幕のような空へ、ロケットはどうやって突入していくのでしょうか？答えはシンプルですが、極めて緻密な計算の上に成り立っています。

2. 結論：ロケットは「避けない」、ただ「待つ」

多くの人がイメージする「レーダーで障害物を探知し、パイロットや自動操縦でヒラリと避ける」という動きは、打ち上げ中のロケットには不可能です。ロケットは重力に逆らって宇宙へ飛び出すために膨大な燃料を積んでおり、急激な進路変更（回避マヌーバ）を行う余裕も機能も基本的には備わっていません。

そのため、ロケットが行うのは「能動的な回避」ではなく、「受動的な回避」です。つまり、「デブリや他の衛星が通らない時間を見計らって打ち上げる」のです。これを専門用語で「Launch COLA（Launch Collision on Launch Assessment：打ち上げ時の衝突回避評価）」と呼びます。

3. 「Launch COLA」と「ブラックアウト」の仕組み

ロケットの打ち上げ計画では、目的地（特定の軌道）へ到達できる時間帯として「打ち上げウィンドウ（Launch Window）」が設定されます。しかし、このウィンドウならいつでも良いわけではありません。

打ち上げ事業者は、アメリカの宇宙コマンド（USSPACECOM）や各国の宇宙監視機関と連携し、カタログ化されている数万個のデブリや稼働中の衛星の軌道データと、これから打ち上げるロケットの飛行経路（トラジェクトリ）を照らし合わせます。

もし、ロケットが通過する瞬間にデブリが接近する予測が出た場合、その時間帯は「ブラックアウト（Cut-out）」として指定され、打ち上げが禁止されます。つまり、ロケットの発射ボタンが押される時間は、数万個のデブリの動きをすべて計算し、「ここなら絶対にぶつからない」と保証された一瞬の隙間（クリアな時間帯）なのです。

4. 見えない脅威：微小デブリと確率の壁

ここで一つの疑問が浮かびます。「追跡できない小さなデブリはどうするのか？」という点です。残念ながら、10cm以下の微小なデブリについては、現在の技術では完全に位置を把握することができません。そのため、これらに対しては「確率論」で対応しています。

ロケットが上昇して大気圏を抜け、軌道に乗るまでの時間はわずか数分から十数分程度です。宇宙空間は広大であり、微小デブリが無数にあるといっても、その短い通過時間にピンポイントで衝突する確率は、宝くじの1等を当てるよりもはるかに低いとされています。

この「許容できるリスク」として、シールドなどで防護できないロケット本体については、確率が極めて低いことを前提に打ち上げが決行されます。しかし、近年のデブリ増加により、この「確率」への懸念も徐々に高まっています。

5. 「COLA Gap」という魔の時間

さらに専門的な課題として「COLA Gap（コーラ・ギャップ）」があります。これは、ロケットから切り離された衛星や部品が、地上レーダーによって正確に軌道を特定され、カタログに登録されるまでの数時間から数日間の「監視の空白期間」を指します。

この期間中、打ち上げられた物体は「どこにいるか正確にはわからない弾丸」となり、国際宇宙ステーション（ISS）などにとって潜在的な脅威となります。そのため、NASAなどのミッションでは、打ち上げ後の数時間先までシミュレーションを行い、この空白期間にもISSに接近しないような軌道投入計画を厳密に立てています。