映画『ゼログラビティ』は物理的にありえない？徹底検証

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映画『ゼログラビティ』のデブリが降り注ぐシーンを観て、ゼログラビティはありえないのでは、と感じた方は多いのではないでしょうか。本記事では、理学部物理学科出身の視点から、デブリ連鎖と軌道力学、微小重力の表現という3つの角度で、映画のどこまでが本当でどこからが創作なのかを具体的な数値とともに解説します。

今回の記事の内容

• スペースデブリの連鎖事故(ケスラーシンドローム)は実在する現象なのか
• 宇宙ステーション間をジェットパックで移動するシーンの軌道力学的な無理
• 「無重力」の表現はどこまで科学的に正確か

映画『ゼログラビティ』とはどんな作品か(ネタバレなし)

『ゼログラビティ』は2013年に公開された、アルフォンソ・キュアロン監督のSFサバイバル映画です。宇宙飛行士がミッション中にスペースデブリの衝突事故に巻き込まれ、船外活動中に宇宙空間へ放り出されてしまうところから物語が始まります。長回し撮影やワイヤーワーク、ロボットアームに固定したカメラなど、当時としては画期的な撮影技術を駆使して宇宙空間のリアルな浮遊感を映し出したことで高く評価されました。

一方で、公開当時から天文学や宇宙工学の専門家によって「この場面の物理設定は現実的ではない」という指摘も多く寄せられています。つまりこの作品は、映像表現としての科学的リアリティと、ストーリー上の演出としての創作が入り混じった作品だと言えます。本編を配信でチェックしたい方は、以下からどうぞ。

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当ブログでは他のSF映画・物理学系の作品についても解説しています。あわせて映画レビュー一覧もどうぞ。

デブリ連鎖(ケスラーシンドローム)はどこまで現実的か

映画の核となる「デブリが次々とぶつかり、被害が連鎖していく」という現象には、実は元ネタがあります。1978年にNASAの科学者ドナルド・ケスラーが提唱したケスラーシンドロームと呼ばれる仮説で、軌道上のデブリ同士が衝突を繰り返すうちに新たなデブリが増え続け、やがて一部の軌道が使い物にならなくなる、という考え方です。この仮説自体は現在も宇宙工学の分野で真剣に議論されており、実際に2009年には人工衛星「イリジウム33」とロシアの旧衛星「コスモス2251」が衝突し、追跡可能なだけで2,000個以上のデブリが新たに発生した事故が起きています。

ここで押さえておきたいのが速度の桁違いさです。国際宇宙ステーションは高度およそ400km、秒速およそ7.7km(時速約27,600km)で地球を周回しており、約90分で1周します。この速度で軌道上のデブリ同士がすれ違うと、相対速度は秒速数km〜10km近くに達することもあるとされ、これはライフル弾(秒速1km前後)の何倍にもなる速さです。数センチのデブリでも人工衛星を破壊できてしまうのは、この桁違いの相対速度が理由です。

よくある誤解:デブリは「ゆっくり降ってくる」ものではない

映画の映像では、デブリの雲がまるで津波のようにゆっくり迫ってくるように描かれます。そのため「避けようと思えば避けられそうだ」という印象を持つ人も多いのですが、実際の軌道上のデブリは前述のとおり秒速数kmという猛スピードで飛んでいます。目で見て回避できるようなものではなく、そもそも肉眼でとらえること自体が困難です。この点は映画的な演出の中でも特に「ありえない」部分だと言えます。

宇宙ステーション間を移動するシーンは物理的に正しいのか

劇中では、主人公がジェットパック(船外活動用の推進装置)を使って、国際宇宙ステーションから中国の宇宙ステーションへと移動します。物語としては手に汗握る名シーンですが、軌道力学的に見るとかなり無理のある設定です。

実際の人工衛星や宇宙ステーションは、それぞれ異なる高度・異なる軌道傾斜角(地球の赤道面に対する軌道の傾き)で周回しています。たとえば国際宇宙ステーションの軌道傾斜角は約51.6度ですが、映画にも登場するハッブル宇宙望遠鏡は約28.5度、高度も500km台と大きく異なります。軌道の傾きや高度が違うということは、同じ「地球を回る軌道」でもまったく別のレーンを走っているようなもので、そこを移動するには進行方向や速度そのものを大きく変える推進力が必要になります。

これに対して、実際に宇宙飛行士が船外活動で使う安全装置(SAFER)の推進力は、あくまで「ステーションから離れてしまった際に自力で戻るための最小限の噴射」を想定した設計で、出せる速度変化はごくわずかです。軌道そのものを乗り換えるほどの推進力はまったく足りておらず、劇中のようにジェットパックだけで別の宇宙ステーションまで飛んでいくのは、現実の軌道力学ではほぼ不可能だと考えられています。

よくある誤解:宇宙は空っぽだから自由に飛んでいける

「宇宙空間は障害物がないから、方向さえ合わせれば自由に飛んでいけそうだ」と考える人は少なくありません。しかし実際には、地球を回るすべての物体は自分の軌道に強く縛られています。軌道を変えるということは、地球の重力に逆らって進行方向やスピードを作り替えることに等しく、燃料の量がそのまま行動範囲の限界を決めてしまいます。宇宙空間の「自由」は、見た目の広さとは裏腹にかなり制約が大きいのです。

「無重力」の表現はどこまで正確か

本作が高く評価されている最大のポイントは、浮遊感の表現です。俳優をワイヤーで吊り、光源を工夫した箱型のセットの中で撮影する、あるいはロボットアームにカメラを固定して長回しで撮るなど、地上の撮影でありながら「物を放すとふわりと漂う」「一度押した物体は等速でまっすぐ進み続ける」といった、現実の物理法則に沿った動きを丁寧に再現しています。

ただし、ここで「無重力」という言葉そのものが、実はよくある誤解だという点は押さえておきたいところです。国際宇宙ステーションが飛んでいる高度でも、地球の重力は地表の9割程度残っています。宇宙飛行士が浮いているように見えるのは、重力が消えているからではなく、ステーションと宇宙飛行士がまったく同じ速度で「落下」し続けているために、互いの間で重さを感じなくなっているだけなのです。専門的には「無重力」ではなく「微小重力(マイクログラビティ)」と呼ぶのが正確です。

この意味では、映画で描かれる浮遊感の物理法則そのものはかなり忠実に再現されている一方、なぜ浮いているのかという原理の部分は、一般的な誤解と同じ「重力がないから」というイメージのまま提示されがちです。映像表現の正確さと、原理の説明の正確さは分けて評価する必要があります。

監督が意図的に選んだ"創作"の部分

ここまで見てきたように、『ゼログラビティ』は「浮遊感の見た目」については徹底的にリアルさを追求した一方で、「デブリ連鎖のスピード」や「宇宙ステーション間の移動」といった時間・距離のスケールについては、大胆に圧縮した創作が加えられています。実際の軌道変更や長距離の宇宙遊泳には、複数回にわたる噴射計画や数時間から数日単位の時間がかかると考えられており、それをそのまま描いていては、90分強の映画としてサスペンスが成立しません。

科学的な正確さよりも物語のテンポを優先して演出を選ぶのは、ハードSFと呼ばれるジャンルの映画でもしばしば見られる手法です。宇宙飛行と時間の関係を扱った作品としては、相対性理論に基づく時間のずれをテーマにした作品も知られています。興味のある方はインターステラーの時間の遅れを解説した記事もあわせてご覧ください。

つまり『ゼログラビティ』を「物理的にありえない映画」と断じてしまうのは少し早計で、正しくは「見た目のリアリティを最優先し、時間とスケールの部分は物語のためにデフォルメした映画」と捉えるのが実情に近いと言えます。

まとめ

『ゼログラビティ』のデブリ連鎖や軌道間移動は、現実の物理法則をベースにしつつも、物語のために大きく圧縮・簡略化された創作だと考えられています。一方で、浮遊感そのものの映像表現は、地上での撮影とは思えないほど物理法則に忠実です。「どこまでがありえないのか」を知った上でもう一度観返すと、映像美と創作のバランスをより深く楽しめるはずです。