デブリ飛来方向分布（訂正）

IridiumとCosmosの衝突について、学生への説明や、ネットへの投稿で、「極軌道衛星では、南北両極の上空での正面衝突が多く、側面衝突は珍しい。」と説明してきました。
→ 野尻ボードへの投稿（2009年02月16日）

これは以前、デブリ環境モデルMASTERで分析した経験から述べたものでした。

→ デブリ飛来方向分布（2004年9月22日）
→ 2nd Impact, 3rd Impact（2005年4月27日）

ところが最近、MASTERのマニュアルを読み直して再分析してみたら、ちょっと様相が違うことがわかりました。以下は、MASTER-2005を使い、2009年2月10日のデブリ環境において、Iridium 33に対する、10cm以上の物体のフラックス（通過頻度）を計算してみた結果です。Iridium以外でも低高度極軌道衛星なら、似たような結果です。グラフはクリックで拡大表示されます。

図１　緯度引数に対するフラックス変化
（横軸0度が赤道上の昇交点，90度が北極，180度が降交点，270度が南極）

図２　飛来方向の分布

これらを見て、
・南北両極の上空で衝突が多い
・正面衝突が多い
この２つはそれぞれ正しかったのですが、単純に結びつけて「南北両極の上空での正面衝突が多い」ではなかったのです。衝突方向分布は軌道上の場所によって大きく変化していました。極上空では実は正面衝突は少なく、側面衝突が多かったのです。相対速度では斜め前方からの入射となります。今回のIridium対Cosmosが、このケースでした。一方、極以外の上空では正面衝突が多く、軌道一周を合計すると、正面衝突のほうが支配的となる。それが真相でした。相関を濃淡図にすると、こんな感じ。

図３　緯度引数（縦軸）と飛来方向（横軸）の分布

これを横軸に投影すると図１に、縦軸に投影すると図２になります。図３の横軸90度と270度で縦軸0度のあたり、両極上空で正面衝突が減っている小さい黒い領域があるのを、図１と図２から発見できなかったのです。MASTERのマニュアルで、付属シナリオのEnviSatの解析例を読んでみたら、先述の自分の見解と違ったので、この誤解に気が付きました。さらに3Dプロットのオプションで濃淡図があることを知って、図３が出せませた。やっぱり説明書って大事。