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頭上のクレーンが重さ10トンの建設ブロックを所定の位置に精密かつ優雅に動かしていきます。そして作業員達が動き出し、構造物によじ登って、手動で、あるいは、電動工具を使って、各構造物をボルトで固定します。それは、ほとんど、どこの街角でも当たり前に見られる光景ですが、この建設場所は、250マイル(約400km)上空－空気の無い宇宙空間です。そこでは１時間毎に凍り付く温度と、灼熱の温度が交互に繰り返されます。 この宇宙での建設作業員達は、宇宙飛行士であり、クレーンは新世代の宇宙ロボットであり、超高層ビルは、国際宇宙ステーション(ISS)になります。
かってないほどの複雑な作業になるため、NASAは、軌道上での建設作業中に予期せぬ事態に遭遇することも予想しています。しかし、この挑戦に備えて、技術者や宇宙飛行士達は、これまで10年以上にわたり船外活動の試験を通して、手順を入念に練習したり、工具を準備したり、機器を試験するなど、経験を蓄積してきました。1998年から開始され2004年まで行われるISSの組立、艤装、研究のために計37回のスペースシャトル・ミッションが計画されています。この期間中のISSの組立、保全のため、約160日、合計で約960時間(または、1920人･時間)以上の船外活動(EVA)が行われる予定です。1964年にアメリカのジェミニ宇宙船でエド･ホワイト宇宙飛行士が船外に飛び出して、アメリカ初の船外活動を行って以来、NASAは、これまでに約377時間の船外活動を行ってきたに過ぎません。 16ヶ国の協力によるISSは、最大7人の宇宙飛行士が長期間滞在するための生活空間、科学研究としての場を提供することになります。 ISSでの建設、運用、研究を行うことにより、人類は将来の地球軌道外への旅行に必要な基礎的な経験を手に入れる事になるでしょう。 宇宙での実践的な建設の準備 ISSを組み立てる複雑さと挑戦を認識して、これまでNASAは10年以上かけて、船外活動に不可欠な機器の試験飛行と開発を精力的に実施してきました。船外活動の訓練の洗練化、あるいは、宇宙飛行士、技術者、飛行管制官による船外活動に関する経験を積んできました。1991年から12回以上の練習とも言える船外活動が、準備の一環としてスペースシャトルの飛行時に実施されました。更に、ハッブル宇宙望遠鏡の2回のミッションを行うことにより、ISSの建設に不可欠な、複雑な作業に備えることができました。実際に船外活動(EVA)を経験した多くの宇宙飛行士達は、ISSの軌道上での組立てが始まる将来の宇宙飛行において、新しい知識をもたらすでしょう。
国際宇宙ステーションでの船外作業
最初の9回のシャトルによる組立てミッション期間は、スペースシャトル無しにはISSでの船外活動(EVA)は行えません。ただし、ロシアのサービスモジュールからロシアの宇宙服を利用してISSでの船外活動を行うことは可能です。アメリカは9回目のスペースシャトル組立てミッション（STS-104）時に、ジョイント・エアロック・モジュ－ルをISSに取り付け、ISSでのアメリカの船外活動ができるようにします。 ロシアおよびアメリカの宇宙服の両方を使うことができるジョイント・エアロック・モジュールは、ふたつの部分からできています。ひとつはISSから外に出て、船外活動を始める時に使われるクルー・ロック（気密室）と、もうひとつは機器類を保管する機器ロックです。機器ロックは、ジョイント・エアロック・モジュールの圧力を10.2psi（約2/3気圧）に下げたままクルーが一晩過ごす「キャンプ・アウト」の際にも利用されます。この時、ISSの他の部分は通常の海面レベルの大気圧と同じ14.7psi(1気圧)のままにされます。エアロック内における10.2psiでの睡眠により、船外活動クルーの体内に残っている窒素を取り除き、減圧症からクルーの体を守ります。宇宙服内の純粋酸素が4.3psiの圧力まで低下すると、「ベンズ」と呼ばれる減圧症の症状が生じます。ISSのクルーメンバーは14.7psiのキャビン気圧から船外活動を開始することも可能ですが、まず純粋酸素を呼吸し、数時間のプレブリース（予備呼吸）を行います。エアロック内での「キャンプ・アウト」によりクルーが純粋酸素を呼吸しなければならないプレブリース時間は、ほんの数分にまで短縮できます。この手順は、シャトルの船外活動(EVA)で通常使用される手順に類似しています。シャトルでは、EVAの少なくとも１日前にキャビンの圧力を10.2psiに下げています。 ジョイント・エアロック・モジュールが使用されるようになると、ISSの複雑さが増し、船外活動を行うステーション・クルーの能力を求められるようになるため、船外活動の訓練に関する考え方は変わります。船外活動の作業単位でステーション・クルー・メンバーの訓練を行うよりも、訓練は、EVAの汎用的スキルをもつクルーの養成を目指すようになります。ISSのサイズが大きくなり、より複雑になるため、シャトルミッションの訓練で行われているような、EVAで行う可能性のある全ての緊急事態を想定しての訓練の実施は不可能になります。 軌道上の作業服：国際宇宙ステーション用の宇宙服の機能増強 ISS建設のための新しい工具や考え方に加えて、船外活動クルーは、機能を増強した宇宙服を使用します。シャトルの宇宙服、または技術的には船外活動ユニット(EMU)と呼ばれる宇宙服は、飛行の前後に地上で熟練した専門家によって、サイズの調整と整備が行えるようにデザインされていますが、ISS上の宇宙飛行士の要求には答えられません。ISS用の宇宙服は軌道上に保管され、最高25回までの船外活動が行えるように認証を受けていますが、それ以前に整備のために地球に回収する必要があります。この宇宙服は、フライト中の他の宇宙飛行士にも合うよう調整でき、ISS上で簡単に清掃ができ、また整備できるようになっています。また、ISSでの組立て作業は、シャトルで行われる船外活動よりもずっと寒い温度の中で行われます。シャトルと違って、ISSではEVA期間中に適度な温度を保てるように、最適な太陽光を取り入れるための姿勢変更はできません。 ISSの組立や軌道上での使用のために準備された宇宙服の機能の増強箇所は以下の通りです。
新世代の宇宙ロボット ISSを建設したり維持するために、船外活動を行う宇宙飛行士達は新世代の宇宙ロボットと共に作業を行うことになります。スペースシャトルのメカニカル・アームと新しいISSのアームは、大きなモジュールとコンポーネントを精密に移動させる宇宙のクレーンであり、また、宇宙飛行士の作業場所を移動させる宇宙のチェリー・ピッカー（アームに取り付けた移動作業台）の働きをします。 シャトルのカナダ製のメカニカル・アームは、操作するクルーがISSの隅々まで見ることのできる新しいスペース・ビジョン・システム(SVS)を付加して強化されました。過去のスペースシャトル・ミッション（STS-74、STS-80、STS-85）で試験されたこのSVSはビデオ画像を処理し、一連のマークを付けられた操作対象物をラップトップ型コンピュータのディスプレイに表示し、アーム操作時の支援に使われます。これにより、シャトルのアームは視界が遮られていても非常に正確に動かすことができます。このシステムはナンシー・カリー宇宙飛行士が行う最初の組み立てミッション(STS-88)で利用されます。彼女の視界は障害物により部分的にさえぎられますが、最初のISSのコンポーネント（ザーリャ結合モジュール）を2番目のコンポーネント（ユニティ結合用モジュール）に取り付けます。 またカナダは、新しいISS用のメカニカル・アームの開発を行っています。宇宙ステーション・リモート・マニピュレータ・システム（SSRMS）と呼ばれる、長さ55フィート(約16.7m)のアームは、ISS組立シーケンスの早い段階である2000年に打ち上げられる予定です。ISSのアームはISSの外側をシャクトリ虫のように移動する新しい能力を持っています。ISSの外部に計画的に設置されたPDGF（パワー&データ・グラプル・フィクスチャ）と呼ばれる多くの独特なフィクスチャ（把持部）の1つに片側のアームを固定し、もう片方のアームの端を取り外して別のフィクスチャに固定することによって移動することができるアームです。さらに、最終的には、ISSのアームはISSの長さ350フィート(約107m)のトラスにそって移動する移動サービスシステム（Mobile Servicing System（MSS））プラットホームに乗り、ISSのほとんどの範囲でアームを使用できるようになります。
さらに、カナダは「デクスター」（特殊目的ロボットアーム）と呼ばれるISS用の新型ロボット・ハンドを開発しており、2002年に打上げを予定しています。このロボット・ハンドは、2つの小型のロボットアームからなり、ISSのメイン・アームの先端に装着して、より複雑な保守作業を行うことができます。 ISSにはさらに2つの別のロボット・アームが設置されます。欧州宇宙機関(ESA)が開発したヨーロッパ・ロボット・アーム（ERA）はロシアのセグメントを保守するのに利用され、「きぼう」日本実験棟には、きぼうの外部で実験を支援する日本のロボット・アームがあります。メカニカル・アームの他に、ISSで使用されるロボットとしてフリーフライヤー型ロボット・カメラがあります。このプロトタイプは1997年のスペースシャトルミッションでテストされました。これは、１エーカ(約4,046m2)もある太陽電池パドルを含めたISSの外部を検査するロボットです。AERCam（Autonomous Extravehicular Activity Robotic Camera：自律型船外活動ロボットカメラ）と呼ばれるこのカメラは、今後のシャトルミッションでさらに飛行テストが行われるかもしれません。
最終更新日：1999年7月12日
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