宇宙では、あなたの体はソーダ缶のようなもの

ケリーとザック・ワイナースミス著『火星都市：宇宙に定住できるか、宇宙に定住すべきか、そして私たちは本当にこのことを熟考したか？』より抜粋。著作権 © 2023。ペンギンランダムハウスの一部門であるペンギン出版グループの出版物、ペンギンプレスから入手可能。

地球上では、空気があらゆる方向から皮膚に圧力をかけており、その圧力は 1 平方インチあたり約 14 ポンド、またはアメリカ以外の馬鹿げた単位を使うと 1 気圧になります。これは、皮膚の 1 平方センチメートルあたりに 1 リットルの水がかかっているのと同じ重さです。海底のエビが周囲の液体が潜水艦を破裂させる可能性があることに気付かないのと同じ理由で、あなたはこれに気付きません。つまり、あなたの体は地球の表面近くの圧力に適応しているのです。それは、あなたの周囲からの典型的な圧力を相殺し、突然の圧力変化を経験することはめったにありません。

しかし、ソーダについて考えてみましょう。ダイエット ペプシの密封されたボトルを買うと、ガスがいっぱい入っていることはわかりますが、泡はあまり見えません。これは、ボトルが地球の表面気圧の約 4 倍の圧力に保たれ、二酸化炭素が内部で静かに浮遊しているためです。ボトルの蓋を開けると、その内容物が地球の比較的穏やかな大気にさらされます。溶解していたガスはすべて、おなじみの泡となって飛び出します。突然のガスの噴出を避けたい場合は、いつでも海底 40 メートルでボトルを開けることができます。圧力によってガスが固定され、海水によってダイエット ペプシの味が損なわれることはありません。

あなたの体はソーダに似ていますが、体液に浮遊しているガスは大気から吸収された窒素です。もしあなたが宇宙空間にテレポートして気圧が「ゼロ」になったとしたら、あなたの体液は開封したときのダイエット ペプシのような反応をするでしょう。ただし、泡がはじけるのではなく、窒素の泡が静脈と動脈を塞ぎ、血液、酸素、栄養素の正常な流れを妨げるでしょう。この危険は、深いところから水面に戻るダイバーにはおなじみです。高圧から低圧に急激に切り替えると「減圧症」になります。これは俗に「ベンズ」と呼ばれ、関節に影響を及ぼし、苦痛で体が曲がってしまうことが多いためです。肺に原因がある場合は「チョーク」、脳に原因がある場合は「スタガー」になります。

宇宙にさらされても、おそらく死ぬだけだろう。実際、宇宙で死亡した唯一の人は、突然の圧力低下によって死亡した。1971年6月30日、宇宙飛行士のゲオルギー・ドブロボルスキー、ヴィク・トル・パツァエフ、ウラジスラフ・ボルコフがサリュート1号から帰還中だった。3人の宇宙飛行士は、何週間も無重力アクロバットを披露し、その様子はソ連の熱狂的な国民に向けてテレビ中継された。彼らはカプセルに入り、ハッチを密閉するのに少し苦労した後、ドッキングを解除して降下を開始した。地上要員が到着し、カプセルが開けられると、3人はまだ座ったまま、安らかに死んでいた。蘇生の試みは無駄だった。3人とも脳内出血を起こしていたのだ。その後の調査で、宇宙ステーションからドッキングを解除した際に帰還機のバルブが突然開き、ほぼ完全な真空にさらされたことが判明した。

減圧症は事故のときだけ危険なのではなく、圧力服を着用しているときはいつでも問題になります。宇宙服というとかさばる衣類のようなものを想像するかもしれませんが、通常の衣類は内部に密閉された居住空間を提供する必要はありません。人間の形をした革製の風船を想像する方が正確でしょう。そして風船と同様、内部の圧力が高くなるほど、曲げにくくなります。人間の形をした風船では、圧力が高いということは関節が曲がりにくくなることを意味します。非常に曲がりにくいのです。「爪の剥離」と呼ばれる現象は十分に文書化されていますが、それが何であるかは学ばないことをお勧めします。したがって、国際宇宙ステーションは地球の圧力に保たれていますが、アメリカとロシアの宇宙服の圧力はどちらも地球の約 3 分の 1 しかありません。

では、宇宙服を着ても、宇宙飛行士が曲がったり、息が詰まったり、よろめいたり、死にそうになったりしないのはなぜでしょうか。それは、宇宙遊泳の前に純酸素を事前に呼吸して、血液から窒素のほとんどを除去しているからです。窒素がなければ、窒素の泡も出ません。映画では、英雄的な宇宙飛行士が宇宙服を着て飛び出して救助に向かえると信じられているかもしれませんが、現在の設計では、ブラッド・ピットが関節をつかんでよろめきながら、非常に苦痛に満ちた（ただし、ハンサムではあるが）死に至ることになります。

賢明なオタクなら、なぜISSを宇宙服と同じ低圧に保たないのかと疑問に思うだろう。簡単に答えると、十分な酸素が漂っている限り人間は低圧でも生き延びることができるが、エンジニアはすべての機器を低圧の純酸素環境で動作するように設計しなければならないからだ。

しかし、純酸素は危険です。1967年、アポロ1号の飛行準備中に、乗組員のカプセル内で火花が散り、純酸素環境で激しい火災が発生しました。エドワード・ホワイト2世、ロジャー・チャフィー、ガス・グリソムの3人の宇宙飛行士は、温度と圧力の急激な上昇により内側に開くハッチを使用できず、また、高熱のため救助隊が彼らを救出できなかったため、救助できませんでした。

あまり知られていないが、それ以前にソ連で起きた同様の事件がある。1961年初頭、ワレンチン・ボンダレンコは宇宙飛行士になるための訓練を受けていた。訓練の1つに、酸素濃度の高い加圧室で10日間過ごすというものがあった。拘束期間の終わりに近づいたとき、彼は体から医療用センサーを取り外し、センサーに付いた粘着剤をアルコール綿で拭き取った。うっかりそれを放り投げたところ、電気ホットプレートの上に落ちた。その結果生じた火災はすぐに制御不能になり、彼の宇宙服を焼き尽くした。救助隊が彼のもとにたどり着く前に酸素をチャンバーから抜き取らなければならず、彼はその後まもなくショックで死亡した。これはガガーリンが人類初の宇宙飛行士になるわずか1か月前に起こった。ソ連は失敗を秘密にしておくことを好んだため、アポロ15号の宇宙飛行士が月面着陸競争で命を落とした宇宙飛行士の名前を刻んだ銘板を残したとき、ボンダレンコの名前は含まれていなかった。彼の物語がようやく語られたのは、彼の死後25年も経ってからだった。

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