スペースXによる国際宇宙ステーションへの26回目の商業補給ミッションが今週末到着し、人類の地球外生活へのさらなる準備のための一連の科学実験を運んできた。
人類が星々へと旅立ち、惑星間生命体となる時代を迎える前に、私たちはまず、健康を維持する方法や、異星の世界での構造物の建設に異なるレベルの重力がどのように影響するかなど、いくつかの大きなハードルを乗り越えなければなりません。
月や火星に向かう宇宙飛行士のために、船に持ち込まれる実験はまさにそうした懸念に対処することを目的としている。
医療用トリコーダーなしの宇宙探査とは何でしょうか?
宇宙飛行士が地球を離れる時間が長くなればなるほど、突発的な医療上の緊急事態や病気に遭遇する可能性が高まります。また、将来のNASAのミッションには医師が同行しない可能性もあり、たとえ同行したとしても装備は限られるでしょう。
NASAの血液診断装置「ムーン・マイクロスコープ」。写真：NASA
ムーン・マイクロスコープはまさにそのためのものです。NASAによると、これは「飛行中の医療診断のための検査キットで、携帯可能な手持ち顕微鏡と小型の血液サンプル染色装置が含まれています」とのことです。
これにより、宇宙飛行士は血液サンプルを採取・染色することができ、その画像は地上に送信され、地球にいる医師が診断できるようになります。NASAは、このキットが乗組員の医療モニタリングを改善するだけでなく、水、食料、惑星表面の汚染検査にも活用できることを期待しています。
深宇宙で美味しく食べる方法
フリーズドライアイスクリームを食べたことがある人に聞いてみれば、宇宙飛行士はまるで王様のような食事をしていると答えるでしょう。しかし、NASAはそのような食べ物が宇宙での長期生存に十分かどうか確信が持てず、Veg-05実験を実施しています。
ISSの宇宙飛行士たちはすでに、Veg-05（その名も「Veggie」）に使われる野菜栽培装置を使ってISSで葉物野菜を育てており、NASAによるとこれまでのところ成功しているという。
最初のVeggie実験の一環として栽培されたレタス写真: NASA
この実験の最新段階では、ISSの乗組員が矮性トマト「レッドロビン」を栽培します。これは、2つの方法のどちらがより効果的かをテストするだけではありません。Veg-05では、宇宙飛行士に実験で栽培されたトマトの品質を評価してもらうほか、宇宙滞在中に植物と触れ合うことで得られる心理的効果を測定するアンケートにも回答してもらいます。
しかし、宇宙飛行士が宇宙で不足しているのはおいしい食べ物だけではない。栄養補助食品も必要だが、NASAは、深宇宙ミッションでは地球からの栄養補助食品の保存期間の限界が試されることになると述べた。
つまり、NASAが次世代の宇宙探査機にとって壊血病が問題にならないようにするためには、宇宙で栄養素を生産する方法が必要になるということです。そこで、5年間にわたるバイオニュートリエント計画が始動し、その第2段階がISSに導入されました。
Bionutrients-2は、前身のプロジェクトと同様に、酵母などの遺伝子組み換え微生物を用いて様々な栄養素を生産する最良の方法を模索しています。今回の研究では、ヨーグルト、ケフィアと呼ばれる発酵乳製品、そして酵母ベースの飲料という3つのサンプルが試験されています。
NASAのバイオニュートリエント2実験用のサンプルパウチ写真: NASA
国際宇宙ステーションの宇宙飛行士にとって幸運なことに、インキュベーターから出てくるスラリーを食べる必要はない。そのスラリーは地球に返送され、ステーション内のサンプルと地上に残された同一の対照試験との間に違いがあるかどうかが分析される。
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栄養補給以外にも、ISSにはファルコンゴーグルと呼ばれる実験用ヘッドセットが持ち込まれ、被験者の目の高速ビデオを撮影することで宇宙酔い対策を科学者が開発するのに役立てられている。
宇宙にいる宇宙飛行士はさまざまな重力場の影響を受け、空間認識の問題や、手と目の協調性やバランスの喪失を引き起こす可能性があります。
NASAの有人研究プログラムの副飛行科学者であるシェリー・ウーブレ博士は、「これらのゴーグルは、微小重力が乗組員に与える影響や、新しい重力に適応して作業する能力について、研究者にさらに詳しい情報を提供する可能性がある」と語った。
宇宙の粘土の建物
地球の重力を考慮に入れなければ、実に奇妙な構造物を建てることができます。
NASAによると、「地球上では、大規模な建設に使用される梁などの大きな物体は重力によって変形します。微小重力下では、このような変形を起こさずに、より長く薄い構造物を製造することが可能です。」
NASAは、重力に逆らう構造物を建造する能力をテストするために、液体樹脂を使って「地球上では作れない形や形状を作る」押し出し技術をISSに送っている。
MIT宇宙探査イニシアチブが開発した宇宙用押出機。写真：NASA
この技術は、最終的には宇宙ステーションや太陽電池パネル、そして地域の重力環境に合わせて変更できる機器の建造に利用できるようになることが期待されている。
押し出し構造とは関係ありませんが、将来の宇宙ステーションや施設の製造に関連して、NASA は、すでに設置されている太陽電池アレイのペアを補完する iROSA と呼ばれるロールアウト型太陽電池アレイのペアを ISS に投下する予定です。
iROSAは、最近偏向テストの一環として小惑星に衝突したNASAのDARTミッションで使用された。
太陽電池パネルは蓄えられた運動エネルギーを利用して展開され、ISSの発電能力を補完します。NASAによると、設置後はISSで利用可能な電力が20～30%増加するとのことです。
同様のアレイは、将来の火星、そして最終的にはそれより遠くへのミッションの打ち上げ拠点となる月面ゲートウェイ宇宙ステーションでも使用される予定だ。
最初の 2 つのゲートウェイ モジュールは 2024 年 11 月までに月へ向かう予定で、この最新の実験と同様に、SpaceX によって打ち上げられる予定です。®
