宇宙の冷蔵庫:エンジニアが嘔吐彗星に乗って宇宙冷蔵庫をテスト

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宇宙の冷蔵庫:エンジニアが嘔吐彗星に乗って宇宙冷蔵庫をテスト

科学者たちは、ゼロ・グラビティ・コーポレーションの「無重力研究室」に乗り込み、軌道、月、さらには火星への小旅行用に設計された冷蔵庫をテストする予定だ。

パデュー大学、エア・スクエアード、ワールプールのエンジニアたちは、地球上の家庭のキッチンに適した冷蔵庫に加え、様々な向きで使用できる冷蔵庫の開発に取り組んでいます。その構想は、宇宙飛行士が必ずしもフリーズドライや袋から絞り出した食品(そしてホットソースをたっぷりかけた食品)ではない食品を摂取できるようにすることです。

冷蔵庫内で液体を浸水させる実験の検証。実験室の隣に立つのは、パデュー大学の研究者、エックハルト・グロール氏(左)、レオン・ブレンデル氏、ペイジ・ベック氏。

パーデュー大学の研究者、エックハルト・グロール(左)、レオン・ブレンデル、ペイジ・ベックが実験で液体浸水をテストしている。写真提供:パーデュー大学/ジャレッド・パイク

国際宇宙ステーション(ISS)に保管されている現在の食料の賞味期限は約3年です。NASAの中小企業技術革新研究(SBIR)プログラムによって資金提供されているこのプロジェクトは、その2倍の賞味期限を目指しています。

研究チームは、宇宙に設置する冷蔵庫の開発は今回が初めてではないと認めたが、これまでのものは故障したり、あまりうまく機能しなかったりしたと指摘した。

「一般的な冷蔵庫では、重力によって液体や蒸気が本来あるべき場所に留まります」と、パデュー大学で機械工学の博士課程に在籍するレオン・ブレンデル氏は説明する。「同様に、冷蔵庫のコンプレッサー内部のオイル潤滑システムも重力を利用しています。宇宙に新しい技術を持ち込む際には、無重力環境下でもシステム全体の信頼性を確保することが鍵となります。」

宇宙船内での冷却は特に目新しいものではありません。しかし、ISSの冷却システムは主に実験や生物サンプルの保管に使用されており、研究チームによると、地球上の冷蔵庫よりもかなり多くの電力を消費します。

とはいえ、宇宙飛行士が食料を消費するために冷凍庫の保存容器を利用することは知られています。元宇宙飛行士のジェリー・リネンジャーは、ミール宇宙ステーションでの波乱に満ちた旅の終わりに、スペースシャトル「アトランティス」から届いた冷凍食品について、色鮮やかに綴っています。

「そのアイスクリームは、シャトルに搭載された生物学的サンプル用冷凍庫に詰め込まれていた。最終的には、帰国の途中で私の凍結血液サンプルで満たされることになるのだ」と彼は著書『オフ・ザ・プラネット』に記している。

ゼロ・グラビティ・コーポレーション

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ブライアン・バローズの『ミール、ドラゴンフライ』では、少し違ったバージョンの出来事が語られていますが、新鮮な果物、野菜、そしてもちろんアイスクリームの到着に対する宇宙飛行士たちの喜びは明らかです。

したがって、宇宙飛行士のニーズに特化した冷蔵庫を持つことは確かに魅力的であり、チームはISSへの旅、そしておそらくそれ以降の旅に何かが準備できるまでには2年かかると見積もっている。

次のステップは、ゼロ・グラビティ・コーポレーションの航空機がもたらす微小重力下で、このコンセプトが機能するかどうかを検証することです。オイルフリー設計をテストするために、3つの実験装置が構築されました。1つは将来ISSで使用するためのプロトタイプ、もう1つは液体浸水に対する脆弱性をテストするためのもの、そして3つ目は重力が蒸気圧縮サイクルに及ぼす影響を計測するための計測機器を備えたものです。

すべての装置は、ゼロ・グラビティ・コーポレーションの航空機で4回飛行し、航空機が放物線を描く際に、短時間の微小重力(および月と火星の重力)を数十回経験する。

ブレンデル氏とともに飛行するのは、機械工学を専攻するパデュー大学3年生のペイジ・ベック氏と、エア・スクエアードのチームの他の3人のメンバーだ。

ブレンデルは、さまざまな方向、さらには逆さまでも動作するように設計された高度な計器を備えた冷蔵庫実験を回転させます。

ブレンデルは高度な機器を備えた冷蔵庫実験を回転させている(クリックして拡大)写真提供:パデュー大学/ジャレッド・パイク

「これは私にとって一生に一度の機会です。飛行機に乗るのが待ちきれません」とブレンデル氏は語った。

このハッカーは2017年に嘔吐彗星に乗って旅に出ました(ここでそのことについて書いています)。今回も、同じ古いボーイング727が使用されるようですが、グループの実験が装備されています。

この経験は素晴らしいものであるということには同意せざるを得ず、エンジニアたちはこの旅に参加できたことを本当に幸運に思うべきだ。

とはいえ、どうか事前に飲食物に気を付けていただければ幸いです。宇宙飛行士たちが宇宙でより良い食生活を送りたいという希望と夢を、微小重力下でのチャンダー現象で台無しにしてしまうのは、本当に残念なことです。®

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