「卵の殻」をまねて宇宙ゴミから宇宙船を守るシールドが考案される - GIGAZINE
宇宙船や人工衛星は、軌道上を高速で飛び交うスペースデブリ(宇宙ゴミ)との衝突に備える必要があります。中国・大連理工大学の研究チームが、卵の殻に着想を得た新たな宇宙船シールドを考案しました。
中国の大連理工大学の研究チームが、宇宙ゴミから宇宙船を守る新しいシールドを考えました。成果は学術誌「Journal of Applied Physics」に載り、2026年9月8日に出版元が発表しました。
使うのは分厚い装甲ではなく、水を入れた卵の殻の形をした部品をたくさん並べる構造です。試作と計算による比較では、ぶつかってくる宇宙ゴミの速度をおよそ65%落とせるという結果が出ました。なぜ卵の殻の形なのでしょうか。
論文は学術誌「Journal of Applied Physics」に載っています。仕組みと数値は、出版元が2026年9月8日に出したAIP Publishingの発表で確かめています。
1cmのかけらが、秒速8kmで飛んでくる
地球のまわりを回る物体は秒速7kmから8kmで動いていて、ピストルの弾よりずっと速い速度です。この速さでは、わずか1cmほどのかけらでも宇宙船にとって脅威です。
使われなくなった衛星やロケットの破片は宇宙ゴミと呼ばれ、数が増えるほどぶつかる危険も上がっていきます。だから宇宙船には、宇宙ゴミの体当たりを受け止める板が要ります。
卵の殻の形を、並べる
研究チームが考えた構造は、2枚のアルミの板ではさむ形です。あいだに卵の殻の形をしたアルミ製の小さな部品を並べ、その内側を水で満たします。
ただ、1個の殻そのものは強くありません。著者のYuxin Wang氏は「1個の卵殻は局所的な力で簡単に割れる」と話しています。それでも並べると、守り方がまったく変わるというのです。
1個で受けず、並びで受け流す
AIP Publishingの発表によると、宇宙ゴミがぶつかったときのエネルギーは、1個の殻にたまりません。殻が1つずつ順につぶれて変形しながら、材料の中を少しずつ散っていきます。Wang氏はこれを、局所の衝撃を構造全体でのエネルギーの散逸に変える働きだと説明しました。
そこに水が加わります。強い衝撃を受けると中の水が揺れ動き、衝撃波が伝わるのを抑えます。つまりエネルギーを逃がす道は、殻の連なった変形と水の揺れの2つでした。
球より卵、そして向きでも差が出た
チームは、宇宙ゴミを模した飛翔体をどれだけ遅くできるかで、3つの構成を比べています。
| 構成 | 飛翔体の速度の低減 |
|---|---|
| アルミの板だけ | 51% |
| 水入りのアルミの球をはさんだ構成 | 卵殻形に及ばない |
| 水入りの卵殻形を並べた構成 | 約65%（最良） |
同じ水入りでも、球より卵の形のほうが宇宙ゴミを遅くできました。さらに卵の向きも比べられ、立てて尖った側を上の板に当てた並びが最も良い結果でした。
ただし、この比較は3Dプリントした試作と計算による再現を並べたものです。宇宙船に使う前に、形や水の入れ方をさらに詰めて衝突試験をする必要があると、発表は書いています。
まとめ
- 大連理工大学の研究チームが、宇宙ゴミから宇宙船を守るシールドを考案した
- 構造は、水を入れた卵殻形のアルミ部品を2枚の板のあいだに並べたもの
- 1個の殻は割れやすいが、並べると順につぶれて衝撃を全体に散らす
- 中の水は揺れ動いて衝撃波の伝わりを抑える
- 速度の低減は板だけで51%、卵殻の並びで約65%。球より卵、尖った側を上に立てる並びが最良
卵の殻の形が選ばれたのは、1個の強さのためではありませんでした。並べた殻が順につぶれて宇宙ゴミの衝撃を全体へ散らし、中の水が衝撃波を抑えるからです。比べた中では、球よりも卵の形がその働きを強く引き出していました。
