スマホの地図も、明日の天気も。
──暮らしを支える「人工衛星」のはなし

朝、スマホで天気を確かめる。知らない駅から地図アプリを頼りに歩く。夜、録りためた番組を見る。——そのすべてが、頭の上にいる機械に支えられています。人工衛星です。ロケットやアルテミス計画にくらべると地味な存在ですが、じつは私たちの生活にいちばん深く入り込んでいる「宇宙」は、まちがいなくこれ。今日は、その正体をのぞいてみましょう。

そもそも、なぜ落ちてこないの？

人工衛星は、宇宙に「浮かんで」いるわけではありません。正確に言えば、ずっと落ち続けています。ただし、あまりにも速く横向きに進んでいるため、落ちるカーブと地球の丸みがぴったり一致し、いつまでたっても地面に届かない。それが「回っている」の正体です。

ボールを水平に投げると、少し先の地面に落ちます。もっと強く投げれば、もっと遠くに落ちる。では、とてつもなく強く投げたら？　落ちる先が地平線のむこうへ、さらにむこうへとずれていき、ついには地球を一周して自分の背中に戻ってきます。この「とてつもなく強く」の目安が、地表近くで秒速およそ7.9km。新幹線の約90倍です。

高さによって、役目が変わる

人工衛星は、どこを飛ぶかで性格がまるで変わります。地球に近いほど速く回り、遠いほどゆっくり回る。この単純な物理が、衛星の「職業」を決めています。

• 低軌道
  約300〜1,000km約90分で地球を1周。地表に近いので、写真は鮮明、通信の遅れもわずか。国際宇宙ステーションや、地球観測衛星、近年急増した通信衛星群がここにいます。ただし1機で見えるのは地球のごく一部なので、数をそろえる必要があります。
• 中軌道
  約2万km約12時間で1周。広い範囲を見わたせて、数もそこそこで足りる。カーナビやスマホの位置情報を支える測位衛星の指定席です。
• 静止軌道
  約35,786kmちょうど24時間で1周するため、地球の自転と歩調が合い、地上から見ると空の一点に止まって見えます。気象衛星や放送衛星がここ。アンテナを動かさなくていいのは、このおかげです。

私たちの一日は、衛星でできている

ここからは、実感の話です。ふだん意識しないだけで、衛星はもう生活のインフラになっています。

天気予報。静止気象衛星「ひまわり」は、日本のはるか上空から雲の動きを絶え間なく撮り続けています。台風の進路予測も、ゲリラ豪雨の警戒も、まずここから始まります。

スマホの地図。位置がわかるのは、複数の測位衛星から届く電波の「到着時刻のわずかな差」を、端末が計算しているから。日本には準天頂衛星「みちびき」もあり、ビルの谷間でも測位が安定しやすくなっています。

テレビ、船や飛行機の通信、災害対応。衛星放送はもちろん、基地局を置けない海の上でも通信が届くのは衛星のおかげ。大きな災害が起きたとき、まず被害の全体像をつかむのも観測衛星の役目です。雲や夜を突き抜けて地表を見られるレーダー衛星は、悪天候の被災地でも状況を把握できます。

役目を終えた、そのあとに

便利さの裏側には、宿題もあります。衛星は永遠には使えません。燃料が尽き、部品が古くなれば引退します。問題は、引退しても軌道からは勝手にいなくならないこと。放置された機体は、そのまま高速で回り続ける「宇宙のごみ」になります。

そこで今は、最後の燃料を残しておき、低軌道の衛星は大気圏に落として燃やし尽くす、静止軌道の衛星は少し高い「墓場軌道」へ移す、という後始末が国際的なルールとして定着してきました。宇宙を使い続けるための、あたりまえのマナーです。この話は、スペースデブリの回でくわしく取り上げています。

見上げれば、そこにいる

最後に、ひとつ試してみてほしいことがあります。日没から1〜2時間ほどのあいだ、空の暗いところで見上げてみてください。点滅せず、音もなく、すーっと一定の速さで動いていく光の点。それは飛行機ではなく、人工衛星です。地上はもう暗いのに、高いところを飛ぶ衛星にはまだ太陽が当たっている。その反射光が見えているのです。

とくに明るく、堂々と横切っていくものがあれば、国際宇宙ステーションかもしれません。あの光の中に、いま人がいる。そして無数の小さな光が、今日もあなたの天気予報と地図を運んでいる。宇宙は、思っているよりずっと近くで働いています。

どうして、落ちてこないの？

人工じんこう衛星えいせいはね、じつは今いまも落おっこちているんだ。でも、すごーくはやく横よこにすすんでいるから、落おちても落おちても地面じめんにとどかないんだよ。地球ちきゅうがまるいから、落おちる先さきがにげていっちゃうんだ。

たかさで、おしごとがちがう

衛星えいせいはね、とぶ「たかさ」でおしごとがかわるんだ。地球ちきゅうに近ちかいほどはやく回まわって、遠とおいほどゆっくり回まわるんだよ。

• ひくいところ約やく90分ぷんで地球ちきゅうを1周しゅう！　地面じめんに近ちかいから、しゃしんがくっきりとれるよ。
• まんなか約やく12時間じかんで1周しゅう。スマホの地図ちずで「いまここ」がわかるのは、この仲間なかまのおかげ。
• すごく高いところ24時間じかんで1周しゅう。地球ちきゅうが回まわるのとおなじだから、下したから見みると止とまって見みえるんだ。

くらしを、ささえてくれている

お天気てんきよほう、スマホの地図ちず、テレビ、海うみの上うえの船ふねとのれんらく。ぜんぶ人工じんこう衛星えいせいのおかげなんだ。地震じしんや台風たいふうのときに、どこがたいへんなのかをすぐ調しらべるのも衛星えいせいのおしごとだよ。

おしごとが おわったら

衛星えいせいにも、いつか「おつかれさま」の日ひがくるんだ。でも、そのままにしておくと宇宙うちゅうのごみになっちゃう。だから今いまは、さいごに地球ちきゅうにおろして燃もやしたり、じゃまにならない場所ばしょにうつしたりして、ちゃんとおかたづけをするんだよ。

よぞらで、さがしてみよう

ゆうがた、お日ひさまがしずんで1〜2時間じかんくらいのあいだ、空そらを見上みあげてみて。ちかちかしないで、すーっとまっすぐ動うごいていく光ひかりがあったら、それは人工じんこう衛星えいせいかもしれないよ。