アメリカ合衆国
スプートニク・アクティヴニー（ロシア語：Управляемый Спутник Активный、制御能動衛星）は、US-A （西側諸国ではレーダー海洋偵察衛星、またはRORSAT（GRAUインデックス17F16K）としても知られる）と呼ばれるソビエト連邦の 偵察衛星シリーズ33機からなる。1967年から1988年にかけて打ち上げられ、 NATO加盟国および商船をレーダーで監視する目的で、原子炉を動力源としていた。
レーダー送信機によって照射された通常の目標からの反射信号は距離の4乗に反比例して減衰するため、監視レーダーを効果的に機能させるには、US-Aの衛星を低軌道に配置する必要があった。もし大型の太陽電池パネルを電力源として用いていたとしたら、上層大気の抵抗によって軌道は急速に減衰していただろう。さらに、衛星は地球の影の中では役に立たなかっただろう。そのため、ほとんどの衛星はウラン235を燃料とするBES-5型 原子炉を搭載していた。通常、原子炉の炉心はミッション終了時に高軌道（いわゆる「廃棄軌道」）に排出されるが、いくつかの故障事故が発生し、その一部は放射性物質が地球の大気圏に再突入する結果となった。
US-A計画は合計33基の原子炉を軌道上に乗せる責任があり、そのうち31基はレーダーユニットに約2キロワットの電力を供給する能力を持つBES-5型であった。さらに1987年、ソ連はそれぞれ6ヶ月間稼働する能力を持つコスモス衛星（コスモス1818号とコスモス1867号）で2基のより大型のTOPAZ原子炉（6キロワット）を打ち上げた。 [1]より高軌道を周回するTOPAZ搭載衛星は、天文・安全保障目的でガンマ線を感知する衛星にとって軌道汚染の主な発生源であった。これは、放射性同位体熱電発電機（RTG）は遮蔽されていない衛星核分裂炉と比較して大きなガンマ線を生成しないためであり、またBES-5搭載宇宙船はすべて磁気圏で陽電子汚染を引き起こすには低軌道を周回していた。[2]
最後のUS-A衛星は1988年3月14日に打ち上げられた。
RORSATの最後の追跡調査の一つであるコスモス1867は、2025年7月19日にスペインのマヨルカ島にあるマヨルカ人天文学者アマド・カルボネル・サントスが調整したIAAM財団追跡局から実施されました。[3]
事件
- 1973年4月25日、打ち上げ失敗。打ち上げは失敗し、原子炉は日本北方の太平洋に落下した。アメリカの大気サンプル採取機によって放射線が検出された。
- コスモス367号（04564 / 1970-079A）、1970年10月3日、打ち上げ110時間後に失敗、より高い軌道に移動。[4] : 10
- コスモス954号。この衛星は計画通り核物質を安全に保管できる軌道への投入に失敗しました。核物質は1978年1月24日に大気圏に再突入し、カナダのノースウェスト準州の推定12万4000平方キロメートルに放射能汚染の痕跡を残しました。
- コスモス1402号。1982年後半に保管軌道への打ち上げに失敗した。原子炉コアは宇宙船の残りの部分から分離され、地球に帰還した最後の衛星部分となり、1983年2月7日に南大西洋に着陸した。
- コスモス1900。主システムは原子炉コアを収納軌道に排出できなかったが、バックアップシステムはそれを当初の高度より80km（50マイル）低い軌道に押し上げることに成功した。[5] [4] : 56, 58
その他の懸念
ほとんどの核コアはより高い軌道に放出されることに成功しましたが、その軌道は最終的には崩壊します。
アメリカの衛星は、低軌道におけるスペースデブリの主な発生源でした。デブリは2つの方法で生成されます。
- 16回の原子炉コア放出により、 BES-5原子炉の一次冷却システムから約128kgのNaK -78（ナトリウム22%、カリウム78% w/wの可融合金 共晶）が漏れ出しました。小さな液滴は既に崩壊/再突入していますが、大きな液滴（直径最大5.5cm）は2012年時点でも軌道上にありました。[6]金属冷却材は中性子線に曝露されたため、半減期が269年の放射性アルゴン-39が含まれています。液滴は再突入時に上層大気で完全に燃焼し、化学的に不活性なアルゴンは消散するため、表面汚染の危険性はありません。固体となった物体の主なリスクは、運用中の衛星への衝突です。[7]
- 放射性物質の放出のもう一つのメカニズムは、宇宙デブリが損傷を受けていない冷却ループに衝突することです。これらの古い衛星の多くは、軌道上の宇宙デブリによって穴があき（50年間で8%に達すると計算されています）、残りのNaK冷却材を宇宙空間に放出します。冷却材は、最大数センチメートルの大きさの固体ナトリウム-カリウムの凍結液滴に自己形成し[8]、これらの固体物体自体が宇宙デブリの重要な発生源となります[9] 。
米国の衛星一覧
バイコヌールからは38回のロルサット衛星が打ち上げられ、その質量はすべて3,800kgと報告されている。[10]
| 発売日 | 衛星名 | 打ち上げ機 | 近地点（km） | 遠地点（km） | 傾斜（度） | 期間（分） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1968年3月22日 | コスモス209 | ツィクロン | 876 | 927 | 65.30 | 103.00 |
| 1969年1月25日 | US-A質量モデル | ツィクロン | - | 100 | - | - |
| 1970年10月3日 | コスモス367 | ツィクロン2 | 915 | 1,022 | 65.30 | 104.50 |
| 1971年4月1日 | コスモス402 | ツィクロン2 | 965 | 1,011 | 65.00 | 104.90 |
| 1971年12月25日 | コスモス469 | ツィクロン2 | 948 | 1,006 | 64.50 | 104.60 |
| 1972年8月21日 | コスモス516 | ツィクロン2 | 906 | 1,038 | 64.80 | 104.50 |
| 1973年4月25日 | 該当なし - 失敗 | ツィクロン2 | - | - | - | - |
| 1973年12月27日 | コスモス626 | ツィクロン2 | 907 | 982 | 65.40 | 103.90 |
| 1974年5月15日 | コスモス651 | ツィクロン2 | 890 | 946 | 65.00 | 103.40 |
| 1974年5月17日 | コスモス654 | ツィクロン2 | 924 | 1,006 | 64.90 | 104.40 |
| 1975年4月2日 | コスモス723 | ツィクロン2 | 899 | 961 | 64.70 | 103.60 |
| 1975年4月7日 | コスモス724 | ツィクロン2 | 852 | 943 | 65.60 | 102.90 |
| 1975年12月12日 | コスモス785 | ツィクロン2 | 907 | 1,004 | 65.10 | 104.20 |
| 1976年10月17日 | コスモス860 | ツィクロン2 | 923 | 995 | 64.70 | 104.30 |
| 1976年10月21日 | コスモス861 | ツィクロン2 | 928 | 987 | 64.90 | 104.20 |
| 1977年9月16日 | コスモス952 | ツィクロン2 | 911 | 990 | 64.90 | 104.10 |
| 1977年9月18日 | コスモス954 | ツィクロン2 | 251 | 265 | 65.00 | 89.70 |
| 1980年4月29日 | コスモス1176 | ツィクロン2 | 873 | 962 | 64.80 | 103.40 |
| 1981年4月21日 | コスモス1266 | ツィクロン2 | 911 | 941 | 64.80 | 103.60 |
| 1981年8月24日 | コスモス1299 | ツィクロン2 | 926 | 962 | 65.10 | 103.90 |
| 1981年3月5日 | コスモス1249 | ツィクロン2 | 904 | 976 | 65.00 | 103.90 |
| 1982年8月30日 | コスモス1402 | ツィクロン2 | 250 | 266 | 65.00 | 89.60 |
| 1982年6月1日 | コスモス1372 | ツィクロン2 | 919 | 966 | 64.90 | 103.90 |
| 1982年5月14日 | コスモス1365 | ツィクロン2 | 881 | 979 | 65.10 | 103.60 |
| 1982年10月2日 | コスモス1412 | ツィクロン2 | 886 | 998 | 64.80 | 103.90 |
| 1984年6月29日 | コスモス 1579 | ツィクロン2 | 914 | 970 | 65.10 | 103.90 |
| 1984年10月31日 | コスモス 1607 | ツィクロン2 | 908 | 994 | 65.00 | 104.10 |
| 1985年8月1日 | コスモス 1670 | ツィクロン2 | 893 | 1,007 | 64.90 | 104.10 |
| 1985年8月23日 | コスモス 1677 | ツィクロン2 | 880 | 1,001 | 64.70 | 103.90 |
| 1986年8月20日 | コスモス 1771 | ツィクロン2 | 909 | 1,000 | 65.00 | 104.20 |
| 1986年3月21日 | コスモス 1736 | ツィクロン2 | 936 | 995 | 65.00 | 104.40 |
| 1987年12月12日 | コスモス1900 | ツィクロン2 | 696 | 735 | 66.10 | 99.10 |
| 1987年6月18日 | コスモス 1860 | ツィクロン2 | 900 | 992 | 65.00 | 104.00 |
| 1988年3月14日 | コスモス 1932 | ツィクロン2 | 920 | 1,008 | 65.10 | 104.40 |
参照
- アメリカが軌道上に打ち上げた実験用原子炉SNAP-10A
- 宇宙ベースのレーダー
- コスモス衛星一覧
参考文献
- ^ Regina Hagen (1998年11月8日). 「宇宙ベースの原子力発電システムの概要」. 2012年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年3月19日閲覧。
- ^ TOPAZからの陽電子汚染
- ^ デジタル、Redacción (2025 年 7 月 24 日)。 「ディテクタン・エル・パソ・ソブレ・マヨルカ・デ・アン・アンチグオ・サテライト・ソビエティコ・コン・ウン・ジェネラドール・アトミコ」。ディアリオ デ マヨルカ(スペイン語) 。2025 年7 月 29 日に取得。
- ^ アブ・ デイビッド。 SFポートリー。ジョセフ・P・ロフタス・ジュニア（1999年1月）。軌道デブリ: 年表(PDF) (レポート)。 NASA 。2023 年3 月 19 日に取得。
- ^ 「スパイ衛星原子炉、安全な軌道に、追跡装置が報告」ニューヨーク・タイムズ、1988年10月5日。 2023年3月19日閲覧。
- ^ He, Guolong. 「高度800kmにおける宇宙デブリ環境の能動的現地観測：提案」（PDF）。2012年北京宇宙持続可能性会議。
- ^ Wiedemann, C.; Oswald, M.; Stabroth, S.; Klinkrad, H.; Vörsmann, P. (2005). 「RORSAT原子炉コア排出時に放出されたNaK液滴のサイズ分布」. Advances in Space Research . 35 (7): 1290– 1295. Bibcode :2005AdSpR..35.1290W. doi :10.1016/j.asr.2005.05.056.
- ^ C. Wiedemann他「MASTER-2009のNaK液滴のサイズ分布」、第5回ヨーロッパ宇宙デブリ会議議事録、2009年3月30日～4月2日（ESA SP-672、2009年7月）。
- ^ A. Rossi 他、「RORSAT NaK 投下による宇宙デブリ集団の長期的進化への影響」、ピサ大学、1997 年。
- ^ "US-A". astronautix.com . 2023年10月31日閲覧。
外部リンク
- 米国の RORSAT プログラムに関する Encyclopedia Astronautica の記事。
- US-Aプログラムとその無線観測
- レナード・デイビッド（2004年3月29日）「天空の大混乱：ソビエト時代の衛星の漏洩原子炉が残した致命的な遺産」Space.com。2004年4月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- レナード・デイビッド（2009年1月15日）「旧ソ連の原子力衛星が故障」Space.com
- サイエンス＆グローバルセキュリティ、1989年、第1巻。宇宙原子力発電の背景。scienceandglobalsecurity.org
