宇宙旅行における仮死状態：科学者がまだ学ぶべきこと

火星に向かう最初の宇宙飛行士たちは、180日間の旅の間ずっとぐっすり眠っているかもしれない。NASAが委託した人間の仮死状態に関する研究で、SpaceWorksの航空宇宙エンジニアたちは、旅の間ずっと乗組員を仮死状態にすることのメリットは無数にあることを発見した。居住スペースやキッチン設備がなければ、乗組員を乗せた宇宙船はより軽量で小型になる可能性がある。全員が基本的に冬眠状態にあり、代謝率が低いため、将来のミッションでは食料や水などの消耗品を最大70パーセント削減できる。また、乗組員が意識を失っていることで、人類が赤い惑星への小さな一歩/大きな飛躍を完了するまでの過酷な退屈や性格の衝突の可能性も軽減される。

あらゆる点でほぼ完璧に聞こえるが、宇宙飛行士を眠りの岸から火星に送り出すまでにはまだかなりの時間と研究が必要だ。スペースワークスが検討している技術は、宇宙飛行士の体温をわずか5～10度下げ、代謝を低下させて一種の冬眠状態にする治療的低体温法の一種だ。「体の動きが鈍くなるのにそれほど時間はかからない」とスペースワークス・エンタープライズのジョン・ブラッドフォード社長は言う。

低温を伴うにもかかわらず、低体温療法は医療界で話題になっており、多数の研究発表や試験が進行中で、いずれも外傷患者が手術台で回復する可能性を高めることを目指している。ブラッドフォード氏は、SpaceWorks は医療界から発表される研究に細心の注意を払っており、こうした試みの医学的懸念のいくつかが研究され、対処されれば、低体温療法は惑星間飛行でも安全に使用できると考えていると述べている。

低体温療法による人間の体温維持が直面する最大の問題の一つは、この方法が重傷を負った人に対してのみテストされているという単純な事実である。「健康な人に対してこれを行った人はいない」とブラッドフォード氏は述べ、この方法が最高のコンディションの宇宙飛行士にどのような利点や問題をもたらすかを特定するのが困難になっている。それだけでなく、低体温療法の最長の医学的試験はわずか 14 日間しか続かなかったし、火星へのミッションは片道で少なくとも 180 日かかる。

低体温療法が直面するその他の医学的問題には次のようなものがあります。

• 認知機能 - 6 か月間意識不明の状態が人間の脳にどのような影響を与えるか、また回復にはどのくらいの時間がかかるか。「数時間か、数日か」とブラッドフォード氏は言い、さらに「そこまで到達したときにどれだけうまく機能できるかを測定したい」と付け加えた。回復に数か月かかるのは明らかに問題だ。ブラッドフォード氏によると、ケース スタディの初期結果では、治療的低体温療法を受けた患者の中には、実際に低体温療法を受ける前よりも認知能力が向上した患者もいたという。とはいえ、低体温療法を受ける前に患者は重傷を負っていたため、宇宙飛行士がどう反応するかはわからない。
• 筋肉の萎縮と骨の損失 — 起きている宇宙飛行士にとって、体型を維持するだけでも大変です。しかし、無重力環境で完全に動かないことが加わると、筋肉の萎縮と骨の損失の脅威はさらに深刻になります。生理学的影響に対抗するため、ブラッドフォード氏は、静止状態の宇宙飛行士には骨の損失を抑える薬を投与し、小さな電気刺激で筋肉を刺激する電気トレーニングを行うと述べています。「このようにして常に運動している状態を想像できます」とブラッドフォード氏は言います。
• 頭蓋内圧 — 長期宇宙飛行プロジェクトが直面する最も不可解な課題の 1 つは、宇宙飛行士に対する頭蓋内圧の影響です。研究者は、無重力状態では体内の体液が上半身に向かって移動し、頭蓋内の圧力が上昇して視力に影響を与えることに気付きました。ブラッドフォード氏は、地球上では、低体温を誘発すると頭蓋内圧が下がることが医学研究で判明しており、それが宇宙飛行士に良い影響を与える可能性があると期待していると述べています。
• 放射線 — 放射線への曝露は長距離宇宙飛行にとって大きな課題ですが、ブラッドフォード氏は低体温による静止によってリスクを軽減できると期待しています。SpaceWorks が提案した方法の概要には、「動物実験では、静止状態の間、がん性腫瘍の成長と放射線の影響が大幅に軽減され、遅くなることが示されています (代謝率の低下と同等)」とあります。さらに、質量の節約 (居住区が不要、食料の減少など) により、静止状態を使用する輸送船は、理論的には大型船では不可能なほど放射線に対して重装甲化できます。

ブラッドフォード氏は、次の研究段階は動物、次に人間、そして最終的には宇宙での人間（おそらく国際宇宙ステーション）での長期テストになるだろうと語る。彼は、現在行われている低体温療法に関する医学的テストをすべて実施すれば、火星プロジェクトが始動するずっと前に、火星ミッションに実行可能なソリューションが利用可能になると楽観視している。「宇宙への応用はその一部に過ぎません。ニッチな技術を開発するのではなく、既存のものを活用するつもりです」とブラッドフォード氏は語る。

ちなみに、何か問題が起きて宇宙飛行士を乗せたカプセルが何世紀も宇宙空間に漂うという多くのSFの筋書きとは異なり、静止状態を利用した火星ミッションで何か問題が起きても、冬眠システムが自動的に停止し、乗組員が目を覚まして必要な修理を行えるようになる。