静止衛星

静止衛星とは

静止衛星とは、地球の赤道上空約3万5786キロ[[メートル]]の位置にある円軌道を運行する人工衛星の一種です。この衛星は、地球の自転周期と同じ速度で公転するため、地上から見ると特定の空の位置に静止しているように見えます。この特性は、特に通信や気象観測において非常に重要な役割を果たしています。

軌道の特徴

静止衛星は、その軌道を「静止軌道」と呼びます。この軌道上では、衛星の視界は緯度81度以下、仰角5度以上の範囲に限られ、76度以上の高緯度地域では使用が制限されます。地球の重力場の不均一性や、太陽や月からの引力の影響により、静止衛星の位置は微細にずれることがあります。このため、衛星は定期的に軌道を補正する必要があり、東西と南北の方向に調整が行われます。もし補正が怠られれば、衛星は傾斜軌道になり、最終的には運用できなくなります。たとえば、アジアに近い衛星は、インド洋方向への影響を受けることがあります。

加えて、静止衛星は限られた燃料しか搭載できないため、通常の寿命が尽きた後は、静止軌道を空けるために「墓場軌道」と呼ばれる高い位置に移動させることが国際法で義務付けられています。放置される場合、衛星は約27年ごとにその軌道傾斜角が15度まで変化し、日々通過する運用中の衛星との衝突リスクを高めます。

利用分野

静止衛星は主に放送、通信、気象観測に利用されています。多くの国で衛星が打ち上げられ、同じ軌道に並ぶことから、静止軌道は人工衛星の非常に過密なエリアとなっています。以前は、衛星同士の間は経度2度分の間隔を保つことが推奨されていましたが、現在では同一経度に複数の衛星が配置されることが一般的です。このため、衛星を軌道に投入する際は相互干渉の可能性を考慮した特別な注意が必要です。

静止軌道の衛星割り当ては、国際電気通信連合（ITU-R）が規定しており、同じ経度に二つの国が衛星を配置する場合、最初に通報した国家の衛星が優先されます。また、通信衛星の場合、干渉の問題が解決できれば、同一軌道で運用されることもあります。

歴史的背景

静止衛星の概念は1928年にヘルマン・ポトチュニクによって提唱され、1945年にSF作家アーサー・C・クラークの文章によって広まりました。初めての地球同期軌道衛星であるシンコム2は、“静止衛星の父”とも称されるハロルド・ローゼンが開発し、1963年に打ち上げられました。その翌年には、1964年に東京オリンピックの生放送を行ったシンコム3が初の静止衛星として登場しました。

今後の展望

現在、通信衛星の通信容量の拡大に伴い、従来のヒドラジン推進器からイオンエンジンへの切り替えが進んでおり、衛星の長寿命化が期待されています。その結果、今後は打ち上げの需要が減少することが予想されています。

詳しい情報

静止軌道は過密状態で運用されているため、ほとんどの衛星は情報が公開されています。しかし、時に秘密裏に運用されている可能性のある衛星も存在します。たとえば、美星スペースガードセンターは、2002年に東経121度付近で長さ50メートルの物体が観測され、それが軌道を維持していると報告しています。この物体は、軍事衛星である可能性が指摘されています。後に公開された情報からは、もしかすると特定の軍事衛星である「メンター」やその前任の「Orion」が関連していると考えられています。

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