ジェットシューズで（模擬）宇宙をロケットで飛ぶ

1960 年代半ば、NASA にとって、船外活動と、長時間の船外活動で宇宙飛行士が必ず直面するであろう未知の課題は、大きな懸念事項でした。NASA は、宇宙飛行士が複雑な作業を実行しながら、真空の宇宙空間を移動できる方法を見つける必要がありました。エンジニアの中には、斬新で驚くほどシンプルな解決策を思いついた人もいました。それがジェット シューズです。

ジェット シューズのコンセプトは、1965 年に NASA ラングレー研究所のエンジニア、ジョン D. バードによって初めて考案されました。バードは、同僚のチャールズ ジマーマンとポール ヒルからヒントを得ました。彼らの「フライング プラットフォーム」は、足に取り付けられた推進システムで移動方向を制御するという人間の本来の能力を実証する概念実証の移動テストでした。バードは、無重力のような水中環境で足ひれを使って方向性のある推進力を生み出す水泳ダイバーにも着目しました。

しかし、バードがジェットシューズを追求する最も強力な根拠は、最も明白なものでした。人間は直立した状態で過ごす時間が長く、バランス感覚が発達しているということです。宇宙飛行士の自然な平衡感覚を、船外活動のための一種の姿勢制御システムとして利用することは、当然のことのように思えました。

足に取り付ける推進システムには、人間の日常の活動からも明らかな別の利点もあった。足に取り付けたジェットで自分自身を制御することで、宇宙飛行士の手が船外活動のために自由になる。バードは、軌道上に宇宙ステーションを建設するなど、より複雑な船外活動ではこれが便利だと予想した。

バードのジェット シューズ システムは空気圧式で、設計はかなり単純でした。システムの大部分は外部に取り付けられていました。ユーザーが着用する収納バックパック アセンブリは、1 平方インチあたり 6,000 ポンドに加圧された約 15 ポンドのガス状酸素を保持するように設計されており、もちろん、宇宙飛行士のブーツの上に着用されるジェット シューズもありました。加圧されたガスは供給ラインによってジェットのソレノイド バルブに到達し、1 平方インチあたり約 165 ポンドの圧力で各推力バルブ ノズルから 2 ポンドの推力を供給しました。

システムの内部には、ジェットのオン/オフを切り替える操作スイッチがありました。これらは宇宙飛行士の足のむき出しの球根の下にあり、シンプルなつま先スイッチでした (口で操作するバイト バーやシップ スイッチも一時的に検討されました)。各靴のジェットは、その足の親指で直感的に操作されました。つま先スイッチを押すと、ジェットが作動し、そのブーツのスラスターが点火されました。

直立すると（軌道上で「上」と「下」を想像してみてください）、ジェット シューズからの推力によって宇宙飛行士はまっすぐ上向きになります。姿勢と方向の制御は、宇宙飛行士が脚と足を動かしてジェットの推力の方向を指示することで行われます。

ラングレーで行われた 4 つの異なる配置での一連のテストにより、ジェット シューズが EVA 移動の健全なコンセプトであることが証明されました。一部のテストは、被験者を天井から吊り下げる単純な振り子システムを使用して行われました。別の一連のテストは、並進および回転タスク用のより複雑なウィップル ツリー サスペンション セットアップを使用して行われました。3 番目の一連のテストでは、ラングレーのランデブーおよびドッキング シミュレーターを使用して、並進サスペンション システムを作成しました。最後のテスト セットアップでは、エア ベアリング ファシリティを使用しました。エア ホッケー テーブルのパックのように、被験者はほぼ摩擦のない表面でエアバッグによって支えられ、無重力状態での宇宙飛行士の自由な動きをシミュレートしました。

すべてのテストで、被験者は横向きに寝て、足を動かしてジェット シューズの推進力を方向付け、ポータブル フェンス ポストから別のポストに移動しました。また、これらのテストはすべて、ユーザーに水平面内での 3 つの自由度 (ピッチング、前後、頭から足までの動き) しか与えず、宇宙飛行士が宇宙で持つ 6 つの自由度を与えないという制限がありました。それでも、これらの横向き寝テストは成功とみなされました。

しかし、歴史が物語っているように、ジェット シューズは普及しませんでした。バードとプロジェクトに取り組んだチームは、システムが完璧ではないことを知っていました。つま先スイッチが加圧された宇宙服で機能するかどうかについては疑問がありました。また、最初のジェット シューズは重く、扱いにくく、常に調整が必要で、宇宙遊泳をする宇宙飛行士が対応できるものではありませんでした。後に改良されたアルミ製ローラー スケートで作られた軽量バージョンは使いやすくなりましたが、システム全体には疑問が残りました。

欠点はあるものの、ラングレーでのテスト プログラムでは、宇宙飛行士の靴に取り付けた単純な低推力ジェット ペアが、船外活動に実用的な推進力と操縦性を提供できることが証明されました。ジェット シューズのコンセプトは、宇宙で一連のテストを行うほどの関心を集めました。NASA は、1970 年代初頭のスカイラブ ミッションで足踏み操縦ユニットをテストしました。残念ながら、NASA が 1980 年代初頭のシャトル ミッションでテストしたジェット パックと同様、この技術は宇宙飛行の定番にはなりませんでした。

_出典: NASA; NASA; NASA。また、ラングレー ジェット シュー テストの優れたアーカイブ映像もご覧ください。_