宇宙で金属はくっつく？｜開くことができなかった探査機のアンテナ

2026年10月30日

宇宙では、金属と金属が触れただけで、溶接したようにくっついてしまうことがある……、そんな話を聞いたことはありませんか。これは「冷間圧接（れいかんあっせつ）」と呼ばれる現象。ただし、宇宙ならいつでも勝手にくっつくわけではありません。この記事では、起きる条件と、探査機で実際にあったトラブル、宇宙機の防ぎ方を、ESA（欧州宇宙機関）とNASAの資料をもとに紹介します。

「冷間圧接」とは、どんな現象？

冷間圧接とは、熱で溶かさなくても、金属の面どうしが強くくっついてしまう現象のことです。溶接は、金属を熱で溶かしてつなぎますが、冷間圧接は、常温のままで起きるのが特徴です。

ESAの技術資料（STM-279）¹では、真空の中で、すき間なく触れ合う部品に衝撃や細かい摺動（しゅうどう：こすれ合う小さな動き）が加わったときに起きる問題として、冷間圧接が取り上げられています。対象になるのは、むき出しの金属だけではありません。コーティングをした金属や合金も含まれます。欧州では「adhesion（付着）」「sticking（固着）」「stiction（スティクション）」といった呼び方もされているそうです。

地上では、なぜ金属はくっつかないの？

日本機械学会の「機械工学事典」²によると、冷間圧接は、高真空の中で、きわめて清浄（きれい）に保たれた金属の面どうしを触れさせたとき、熱を加えなくても接合してしまう現象と定義しています。大気中では、金属の表面に酸化膜がすぐにできます。この膜があるおかげで、ふだんは、金属の素地どうしが直接ふれ合うことがありません。

一方、極度の高真空にある宇宙では、清浄な面が長い時間たもたれるため、この現象が起きやすいと、同じ事典に書かれています。膜が削れて素地が出た金属どうしが強く押し合うと、くっつきやすくなります。ESAの資料が「真空下で」「衝撃や摺動が加わったとき」を条件にしているのは、このためと考えられます。

地上では金属の表面に酸化膜があってくっつかず、宇宙の高真空では膜のない清浄な面どうしが触れるとくっつくことを比べた図

実際に起きた事例：ガリレオ探査機のアンテナ

よく例に出されるのが、木星探査機「ガリレオ」のトラブルです。NASAのJPL（ジェット推進研究所）の技術者が書いた論文³によると、1991年4月11日、ガリレオは高利得アンテナ（地球に大量のデータを送るための傘のようなアンテナ）を開く手順を実行しました。ところが、アンテナは完全には開きませんでした。

NASAの資料では、アンテナの骨組み（リブ）18本のうち、隣り合う3本が中央の塔に固着したままだったと説明されています。固着の原因として挙げられているのは、リブのピンとソケット（はめ合わせ部分）の間の、大きな摩擦です。ピンとソケットの接触面に強い力がかかり、潤滑のための膜が壊れたと、解析されています。

ガリレオ探査機のアンテナのリブ18本のうち、隣り合う3本が開かなかったことを示した模式図

調査では、金属どうしが一部で直接くっつく「冷間圧接」についても、地上の実験で調べられました。ただ、NASAの資料は、実際の固着の原因を冷間圧接と断定してはいません。「ガリレオのアンテナは、冷間圧接で開かなくなった」と、紹介されることも少なくありませんが、資料からみえてくるものは、「摩擦による固着で、潤滑膜の損傷も関わった可能性が高い」というところまでです。

じゃあ、宇宙では金属は勝手にくっつく？

結論から言うと、「勝手に」くっつくわけではありません。ESAの資料で挙げられているように、くっつくのは、真空の中で、金属の部品が接触して、衝撃やこすれ合いが加わったときです。宇宙に金属を2つ浮かべたら、近づいてピタッとくっつく、というものではありません。

金属がくっつく3つの条件（真空の中、金属の面がきれい、衝撃やこすれ合いが加わる）をまとめた図

宇宙船の部品どうしが触れ合う場所では、打ち上げ時の振動などで、被膜が傷つく可能性があります。そのため、設計の段階で、「くっつきにくい組み合わせ」を選ぶことが大切になります。

宇宙機は、くっつきを、どう防いでいるの？

ESAのSTM-279は、材料の組み合わせごとに、くっつきやすさを調べる標準的な試験の手順を提案しています。そして、真空で使ってよい組み合わせと、避けるべき組み合わせを、データとして整理しています。このデータは、オンラインのデータベースとしても公開されているそうです。

NASAのガリレオの資料でも、潤滑のための被膜（二硫化モリブデンを主成分とする乾燥潤滑膜）が試験されています。被膜の性能は、空気中より真空中のほうが良かったと、結論に書かれています。つまり、宇宙機の部品では、「真空でどう動くか」を、地上であらかじめ試すことが重要なのです。

よくある質問

Q. 冷間圧接と、ふつうの溶接は、どうちがうの？

溶接は、熱で金属を溶かしてつなぎます。冷間圧接は、熱で溶かさず、常温のまま、金属の面どうしが強くくっつく現象です。

Q. どの金属の組み合わせがくっつきやすいか、調べられますか？

ESAのSTM-279では、材料の組み合わせごとのデータを、オンラインのデータベースにまとめているそうです。真空で使える組み合わせと、避けるべき組み合わせが整理されています。

Q. ガリレオのアンテナは、結局どうなったの？

NASAの資料では、アンテナは完全に開かない状態になった、とされています。その後の回復の方法については、今回の資料では確認できていません。

まとめ：宇宙の金属は「勝手に」ではなく、条件がそろうとくっつく

冷間圧接は、真空の中で、むき出しになった金属どうしが、衝撃やこすれ合いを受けたときに起きる現象です。ガリレオ探査機のアンテナの固着は、摩擦と潤滑膜の損傷が関わっていたと、NASAの資料に書かれています。「宇宙では金属が勝手にくっつく」と聞いたら、「条件がそろえば」という一言を、ぜひ思い出してください。

参考：