宇宙飛行士が月で怪我をしたら、こうやって救助するんだ

我々は月に戻るようだ。先週、マイク・ペンス副大統領は、1972年以来初めてアメリカ人を月面に送るという新たな優先事項を発表した。

もし私たちが天然衛星への帰還に成功した場合（発表時には予算や具体的なスケジュールは発表されなかった）、おそらくアポロ計画の短期ミッションよりも長期間となり、月面歩行も間違いなく長くなるだろう。つまり、何か問題が起きる時間が長くなり、緊急事態に備えて計画や装備を準備する必要性が増すということだ。

幸いなことに、科学者やエンジニアたちは、マーク・ワトニーのようなマクガイバー行為に頼ることなく、墜落した宇宙飛行士を救助する方法をすでに考え出している。

昨年 10 月、欧州宇宙機関の中性浮力施設運用部門の責任者であるエルベ・ステヴニン氏は、月面遊泳中に無力になった同僚を安全な場所まで引きずり出すために将来の宇宙飛行士が使用できる、月面避難システムアセンブリ (LESA) と呼ばれるシステムを設計しました。欧州の宇宙飛行士の船外活動の訓練を本業とするステヴニン氏は、3 月までにチームと協力して実用的なプロトタイプを製作し、6 月下旬にはフロリダ沖の海底基地の飛行士たちが、月面と可能な限り近い環境でこの救助機械をテストしました。

何が起こるでしょうか?

宇宙飛行士の健康は注意深く監視され、検査されているので、航空技師は心臓発作や病気よりも、たとえば宇宙服の故障で健康な人が行動不能になる可能性のほうが心配だ。冷却装置が壊れると宇宙飛行士がオーバーヒートする恐れがあるし、ひび割れがあると酸素レベルが低下する恐れがあるし、スクラバーが二酸化炭素を酸素に十分な速さで変換できない恐れもある。月は実に厳しい女神だ。

「月は過酷な環境です。太陽側の気温は摂氏100度、暗闇では摂氏マイナス150度で、研磨性の塵が至る所に付着しています。落ちて岩にぶつかると、何が起こるか分かりません」とスティーブンニン氏は言う。

宇宙飛行士が地面に落ちて起き上がれなくなると、問題はすぐに山積みになる。ISS での宇宙遊泳と同様、月面の宇宙飛行士もおそらく 2 人で作業することになるが、同行者も動きを制限する大きな宇宙服を着ているため、かがんでパートナーを抱き上げることはできない。また、ISS と違って、もう 1 人の宇宙飛行士にテザーを取り付けて安全な場所まで運ぶだけの問題ではない。月の重力は地球ほど強くはないが、それでも大人を抱き上げるのが難しいほどには強い。

「宇宙服を着ていると動きが制限され、手を伸ばす能力も限られます」とスティーブンニン氏は言う。「新しい宇宙服を着ても、両膝を床につけてひざまずくことはできません。つまり、人を肩に担いで安全な場所まで運ぶことはできないのです。」

従来型の担架を使用する以前の試みは失敗に終わったが、地球ベースの技術は月の制約には太刀打ちできないことが証明された。

「非常に困難で、宇宙服の動きに違反していることは明らかでした」と、担架テストについてスティーブンニン氏は語る。「月面で船外活動（EVA）をする場合、無力な乗組員を救助する能力が必要であることはわかっています。しかし、現在、それは不可能です。」

そこで、三脚のような LESA が介入して補助滑車を貸し出すことができます。

どのように機能しますか?

LESA の現在のバージョンは、大型の三脚 (ただし 4 本足) とハンドトラックをスリムにしたような外観です。

宇宙飛行士は、仲間が動いていないことに気づいたら、走って行って LESA をつかみ、倒れた人の上に設置することができます。LESA の滑車は宇宙服に取り付けられており、救助者はかさばる服を着たままかがむことなく仲間を持ち上げて立ち上がることができます。

次に、底に2つの車輪が付いた担架を被災者の周囲に固定し、救助隊員がスティーブンニン氏が「安全な避難場所」と呼ぶ場所、つまり基地または着陸船まで同行者を引きずっていき、そこで危険な状態にある被災者を安全に宇宙服から脱がせて治療を受けることができる。

そして最も素晴らしいのは、6月にESAの宇宙飛行士ペドロ・デュケとNASAの宇宙飛行士ケル・リングレンが海底で実演したように、1人で簡単に操作できることです。

二人の頭は三つの頭より優れている

「通常、救助活動には複数の救助隊員がいます」とスティーブンニン氏は言う。「3人送り出せば、月面では移動に問題はありません。1人が行動不能になった場合は、1人を前に、1人を後ろに乗せて、地球にいるときと同じようにその人を運びます。」

簡単そうに聞こえますか? しかし、船外活動ミッションに 1 人余分に人を送るのは、2 人を送るよりも大幅に費用がかかります。つまり、定期的に摩耗する余分な (高価な) 宇宙服、余分な人を運ぶためのより大きな月面バギー、そして追加の宇宙飛行士が出入りするたびに月面居住区の空気が失われる可能性を意味します。ある意味では、これらはすべて摩耗の小さな側面ですが、時間が経つにつれて積み重なっていきます。

もっと簡単な解決策は？月面バギーに簡単に固定したり、すでに月面にいる2人の邪魔にならずに科学調査の旅に持ち込める、LESAのような装置を用意することです。

水中試験場

LESA は、フロリダキーズのアクエリアス研究基地で開催された NASA の第 22 回極限環境ミッション運用 (NEEMO-22) 中にテストされました。

ビル・トッドは NASA の NEEMO プログラムを運営し、フロリダキーズの沖 5 マイル、水深 62 フィートの居住地への 10 日間のミッションを調整しています。遠隔地にあるため、研究者や宇宙飛行士 (水中での冒険中はアクアノートと呼ばれます) は、地球を離れることなく、機器のテスト、地質学や科学の実験、人間の生理学の限界のテストを行うことができます。

「孤立した極限状態で生活し、仕事をすることになります。そこから出ることはできません。減圧するまでそこに留まらざるを得ません。減圧には緊急軌道離脱にかかるのとほぼ同じ時間がかかります」とトッド氏は言う。

NEEMO-22 では、10 日間のミッションの半分は火星ミッションに匹敵する通信遅延で、残りの半分は月ミッションを模倣した遅延で費やされました。遅延があったため、海底のチームは海面からいくらかの指示を受けることができましたが、分単位では、惑星外ミッションと同じように、ほとんどは進みながら状況を把握するしかありませんでした。

また、水中環境は、LESA などの機器が月や火星に似た重力条件でどのように機能するかをテストできることを意味し、貴重な試験場となり、機器が通常徹底的にテストされる陸上の中性浮力プールよりも堅牢で、現場でテストされた環境となります。

水に覆われた未来

8月にスティーブンニン氏と話したとき、彼は夏のテストで学んだことを取り入れて、春にNEEMOミッションでLESAの次のイテレーションをテストしたいと望んでいた。しかし、そのためにはNEEMOが設置されているアクエリアス居住区が機能する状態であることが求められる。残念なことに、先月ハリケーン・イルマがフロリダを襲ったとき、海中実験室は大きな被害を受けた。

嵐で被害を受けた建物の修復のために資金を集める募金ウェブサイトでは、研究所の最新情報が次のように報告されている。

生命維持ブイはその後回収され、修理のため近くの造船所に曳航されたが、ブイと生命維持システムの両方を修理するには時間がかかるかもしれない。

その間、宇宙飛行士と海洋学者たちは、地球上で星々への最も安全な上昇に向けて、訓練と新技術の開発を続け、準備を進めていきます。

訂正: この記事の以前のバージョンでは、NASA の海中実験室の深さを 62 マイルと誤って記載していました。これは訂正されました。