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質問&回答集(Q&A)

宇宙環境と宇宙での活動に関するQ&A

宇宙では、どの位温度が高温になったり低温になったりするのですか

ISSのラジエータ

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地球周辺の軌道を飛行する物体(スペースシャトルや人工衛星など)の表面の温度は、使用している物質の太陽光(赤外線)の吸収の度合いやその表面から熱を放射する度合いによって変わってきますが、だいたいの値は、陰の部分はマイナス150度、反対に日が当たっている部分はプラス120度ぐらいにまでなります。

白色の材料の物は赤外線をあまり吸収せず、熱も放射しないので比較的温度変化は少なくなります。一方黒色の材料のものは、赤外線の吸収はよいのですが、熱も放射しやすく太陽光が当たったときは高温になり、陰に入った時には逆に低温になります。

人工衛星などは、このような材質をうまく組み合わせて適度な温度範囲になるように設計されています。それでも温度が厳しすぎる場合は、ヒーターを追加したり、放熱板(ラジエータ)を追加したりします。

最終更新日:2003年3月13日

宇宙環境下ではどのくらいの強さの放射線があるのでしょうか

宇宙における宇宙放射線環境は、飛行高度や軌道傾斜角によって異なりますし、太陽の活動状況によっても異なります。

また、宇宙飛行士に対する放射線被曝線量も、船内にいるのか、船外にいるのか、船内にいる場合でもどこにいるかによって異なります。

このため、「宇宙環境下」ということで一概には言えませんが、これまでのスペースシャトルによる宇宙放射線環境計測実験の結果や計算モデルによる評価結果などから、国際宇宙ステーションでは、太陽活動が通常時(太陽フレアと呼ばれる太陽表面での爆発現象などがない場合)で宇宙飛行士が船内にいる場合は、1日あたり1ミリシーベルト(全身:実効線量当量)程度の放射線被曝があると推定しています。

ISSでの船内中性子当量マップ(静穏時)

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南太平洋異常地域が、他の地域より高い値であることがわかります。

※バンアレン帯が局所的に低高度まで降りている地域

最終更新日:2003年3月13日

国際宇宙ステーション(ISS)や宇宙服には放射線から防護する目的のシールドはあるのでしょうか

打上げ可能な重量などの関係から、現在のところISSや宇宙服には、放射線の遮へいのみを目的とするシールドのようなものは設けられていません。

このため、実際の運用では地上から太陽活動を監視し、また、ISSの船内外に設置される放射線検出器のデータを監視することとしており、宇宙飛行士の放射線被曝線量が急激に増えることが予想される場合などには、船外活動を中止したり、船内の比較的遮へいの厚いところへ退避したりします。

また、宇宙飛行士の被曝線量が一定の基準値を超える場合には、それ以上の飛行を中止して地上へ帰還することもあります。

なお、計算モデルなどを用いた評価結果では、ISSの中にいる場合は、船外にいる場合の数分の1程度になることがわかっています。

最終更新日:2003年3月13日

放射線の影響を考えた場合、現在の技術水準では人間はどのくらいの期間宇宙に滞在しても問題ないのでしょうか

現在、宇宙開発事業団(現宇宙航空研究開発機構)の外部諮問委員会である有人サポート委員会において、国際宇宙ステーション(ISS)に滞在する日本人宇宙飛行士の宇宙放射線被曝を適切に管理するための方法などを検討しており、2002年4月には、国際宇宙ステーション搭乗宇宙飛行士の放射線被曝管理指針が出されました。

太陽活動が通常の場合は、ISSでの6ヶ月程度の滞在であれば、この提案した線量限度内におさめることは可能であると考えていますが、実際の宇宙滞在では太陽活動の変動などがあり、単純に何ヶ月程度なら問題ないと言うことは難しいと考えています。

最終更新日:2003年10月 1日

宇宙のゴミ(スペースデブリ)がISSに衝突するおそれはないのでしょうか

衛星軌道には、遠い宇宙から飛来するマイクロメテオロイド(微小隕石)とロケットや衛星の破片など軌道上を周回している人工のスペースデブリ(宇宙ゴミ)があります。

マイクロメテオロイドは鉛直方向をはじめあらゆる方向から飛来し、デブリは軌道上に滞在しているので主にISSの進行方向からぶつかってきます。

マイクロメテオロイドは衝突確率が非常に低いため、あまり気にされていませんが、流星群の中でも活発であり時期が予測できるペルセウス座流星群、しし座流星群の場合、その活動期間中はスペースシャトルの飛行を行わない、ISSでは姿勢を少し変更し、船外活動は行わないなどの予防策が取られています。

また「きぼう」日本実験棟は、10年の運用期間中にマイクロメテオロイドやデブリがぶつかったとしても与圧モジュールに穴があかない確率(非貫通確率)97.38%を満たすように設計しています。

ISSの場合、スペースデブリの衝突については、そのサイズを1cm以下、1cm以上10cm以下、10cm以上の3種類に分類して対応方針が決められています。

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バンパ

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バンパを貼った「きぼう」の船内実験室

1cm以下のデブリに対しては外壁の外側に貼り付けたアルミ製のバンパで貫通を防ぎます。バンパは交換が可能です。

10cm以上のデブリについては地上のレーダなどで予め軌道を予測しており、事前に軌道変更して衝突を避けます。

1~10cmのデブリが当たった場合は、与圧壁に穴が開く可能性がありますが、空気が抜けるまでに十分時間があるので、隣のモジュールに退避して結合部の扉を閉じ、後で船外活動で修理します。

真空の宇宙に空気の詰まった与圧モジュールはパンパンに膨らんだ風船のような状態ですが、風船と違うのは、一部に穴が開いても破裂しないように設計されています。

仮に「きぼう」日本実験棟の壁に直径約10cmの穴が開いたとしますと、室内の気圧が1気圧から0.7気圧まで低下するのに約200秒かかると推定されています。この気圧は高度約3,000mの気圧に相当しますが、この程度までの気圧変化が短時間に発生しても人体にはあまり影響はありません。ですから200 秒以内に「きぼう」日本実験棟から退出してハッチを閉じることにより人体への被害を回避することにしています。

「きぼう」日本実験棟の外壁に対するスペースデブリの衝突試験も行われました。

なお、スペースシャトルでは、翼前縁のRCC耐熱材や窓があるコックピットの方向を長時間進行方向に向けないなどの防止策を取っていました。ISSの窓でも、シャッターを閉じられる窓では、普段はシャッターを閉じたままにしておきます。

最終更新日:2010年8月17日

キューポラの窓はたくさんありますが、割れる心配はないのでしょうか

キューポラは、2010年2月のSTS-130(20A)ミッションでISSに運ばれ、「トランクウィリティー」(第3結合部)の下側(地球側)の共通結合機構に取り付けられました。

キューポラには7枚の窓があります。中央の円形の天窓は直径が80cmもあり、ISSで一番大きな窓です。(「きぼう」日本実験棟や「デスティニー」(米国実験棟)の窓は直径51cm。)
7枚の窓には、スペースデブリによる損傷を防ぐための開閉式のシャッターが取り付けられており、普段はシャッターを閉じたままにしておき、使用するときのみ手動操作で開閉します。

また7枚の窓は、それぞれ3層の窓ガラスで構成されているため、そのうちの1層が損傷しても安全は確保でき、損傷した場合は軌道上での交換も可能な設計となっています。

最終更新日:2010年8月17日

宇宙服の役割や構造について教えて下さい

宇宙服(船外活動ユニット(EMU))は宇宙飛行士が宇宙船の外に出て作業するときに着用するもので、これだけで宇宙空間に漂う人間を守ってくれる、小型の宇宙船とも言えるものです。

宇宙服には次のような役割があります。

  • 宇宙の真空状態、熱環境、宇宙塵などから身体を守る。
  • どのような作業条件下でも宇宙服内の温湿度を一定に保つ。

    (太陽に照らされながら激しく働いたときや、夜間にあまり体力を使わない作業をしたときでは温度の条件には大きな差があります。)

  • 酸素を供給する
  • 呼吸によって生じる有害な二酸化炭素を除去する
  • 他の宇宙飛行士や地上の管制官との音声交信を行う

これらの役割を果すため、宇宙服は上部胴体、下部胴体、グローブ、ヘルメット、冷却服、生命維持装置、通信装置などの部品から構成されています。

上部胴体、下部胴体、グローブ、ヘルメットで全身を覆い、中に酸素を満たして宇宙の真空から身を守ります。宇宙服は気密、断熱対策などのためにナイロン、ダクロン、アルミ蒸着マイラー(ポリエステルフィルム層)、ゴアテックス/ノーメックスなどから成る14層もの布地からできています。

素肌に着用する冷却下着は長さ約84mものチューブを縫込んだ下着で、チューブに水を流して体温が上昇するのを防ぎます。

生命維持装置は呼吸により排出された二酸化炭素を取除いて酸素を供給するとともに宇宙空間に熱を逃すラジエータの役割も果します。

宇宙飛行士は通信装置により仲間や宇宙船、あるいは地上と話すことができます。
そして7時間以上にもおよぶことがある船外活動中に尿を排泄できるよう、おむつを使用します。

船外活動ユニット(EMU)の構造


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宇宙服を構成する外被材の構成層と素材

宇宙服を構成する外被材の基本構成

 

最終更新日:2013年11月20日

船外活動で着用する宇宙服の着心地は

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宇宙服の確認を行う土井宇宙飛行士(STS-87)

気密がしっかりしていて一見暑苦しく見える宇宙服ですが、温度調節及び湿度調節機能が付いており、好みにあわせて調整できるので、着心地はなかなか快適なようです。

ただし、腕の動かし方など、関節の可動範囲が限られている部分があるので、宇宙服特有の動かし方になれる必要があります。

実際に宇宙服を着て訓練や船外作業を行った土井宇宙飛行士の感想は以下のようなものでした。

「宇宙服を着てしまうと顔がかゆくてもかけない。もう少し自由に体が動かせればいいと思う。また閉鎖空間に入っているという感じが強い。宇宙服には、環境調節機能があるため、宇宙服内の空気は比較的乾燥していて、すごく動いたとしても、汗をかかないし、快適。」

最終更新日:2003年3月13日

船外活動中に命綱が切れたらどうするのですか

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SAFERの確認を行う野口宇宙飛行士

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SAFERを装着して船外活動を行う宇宙飛行士(STS-110)

スペースシャトルで船外活動を行う場合は、テザー(命綱)が切れた場合はスペースシャトルがすぐに助けに行くことになっています。ところが、国際宇宙ステーション(ISS)とドッキングしている時にはドッキングを解除して助けに行ってるようでは時間がかかり間に合いません。

また、スペースシャトルがいない間にISS上で船外活動を行う際には、救助に行けません。

このようなケースに備えて、NASAはSAFER(Simplified Aid for EVA Rescue)と呼ばれるセルフレスキュー用の小型推進装置を開発し、ISS組立時の船外活動の際にはこれを装備することになりました。これは船外活動中に命綱が切れたり、誤ってスペースシャトルやISSから離れてしまったときに、SAFERの持つ窒素ガスを噴射して、宇宙飛行士が単独でも戻ることができるようにしたものです。

SAFER は、初期のスペースシャトル飛行段階に使用された有人飛行ユニット(Manned Maneuvering Unit: MMU)の小型版であり、機能はMMUとほぼ同等ですが、推進剤タンクの容量を減らしたり一部の機器を省略する等により小型化されました。一番の違いは使用目的であり、MMU が船外活動中の自由飛行を目的としたのに対し、SAFERはセルフレスキュー用であり、ISS組立時の船外活動では宇宙服に必ず装着する事になっています。そのため、非常時以外は使用しません。

しかし、命綱は充分な強度を有しているうえ、船外活動を行う宇宙飛行士も充分な訓練を受け、注意深く作業をしているため、今まで命綱が切れたり、誤って作業場所から飛ばされるような緊急事態は発生していません。

スライドワイヤーとセイフティテザーを組み合わせた使用イメージ

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最終更新日:2003年3月13日

船外活動の準備から終了までの概要を教えて下さい

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船外活動の準備

船外活動(EVA)は単に宇宙服を装着して船外に出て仕事をして戻ってくるといった簡単なものではなく、船外に出るには実際には、何時間もかけて周到な準備をしなければなりません。作業を終わって船内で通常の状態に戻るためにも定められた手順を経なければなりません。

EVAの準備から実施そして後始末までには、次のような作業が行われます。

プリブリーズ(Pre-breathe)


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プリブリーズ

プリブリーズは船外活動の準備の中で最も重要な作業です。

宇宙服を着用して作業をするとき、宇宙服が膨れ上がって作業がやりにくくなるのを防止するため、宇宙服内の圧力を約0.3気圧に下げます。

船内の1気圧の環境にいた宇宙飛行士が、宇宙服着用時に約0.3気圧の環境に置かれると、体内組織にとけ込んでいた窒素が微小な気泡となって、それが毛細血管を詰まらせる減圧症(ベンズ)を引き起こす危険が伴います。

プリブリーズは、この減圧症を防ぐために実施される手順で、約0.3気圧への減圧を開始するまでに、体内に溶け込んでいた窒素成分を体外へ追い出すために実施するものです。

スペースシャトルでの船外活動の流れ


  1. マスクを装着して100%の酸素を約60分呼吸した後、スペースシャトルの船内気圧を1気圧(14.7psia)から約0.7気圧(10.2psia)に下げ、12時間以上その状態に保ちます。この期間は船外活動をしない宇宙飛行士も同じ環境で過すことになります。
  2. 宇宙服を装着します。
  3. 宇宙服内の窒素を追い出し、100%の酸素を40~75分間呼吸した後、宇宙服内を約0.3気圧(4.3psia)に減圧します。
  4. エアロックを減圧し宇宙空間と同じ状態にします。
  5. ハッチを開けて、エアロックから船外に出てEVA作業を開始します。
  6. EVAを終了し、エアロックに戻ります。
  7. エアロックを再加圧し船内と同じ気圧にします。
  8. 宇宙服を脱着します。

船外活動中の宇宙服内の気圧を現在の約0.3気圧から0.5気圧程度にまで高く保つことができれば、減圧症の心配もなくプレブリーズも必要ではなくなると言われています。

しかし、0.5気圧にすると宇宙服が風船のように膨らんでしまうので、宇宙飛行士が船外活動を楽に実施することができる動きやすい宇宙服は、未だ完成していません。

ISSでの船外活動の流れ


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クエスト(エアロック)の中でプレブリーズを行う

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ISSのエアロックから出る宇宙飛行士

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船外活動を行う宇宙飛行士

研究の結果、運動をしながらプリブリーズを行うと、体内に溶け込んでいる窒素の排出が早まることが判りました。このため、酸素マスクを装着して純酸素を呼吸するプリブリーズ中にエクササイズ(自転車こぎ)を行う新しい「エクササイズ・プリブリーズ」を採用することにより、2時間20分でプリブリーズを終了させることができるようになりました。

すなわち、EVA準備開始から4時間半で船外へ出ることが可能となり、スペースシャトルのEVA時の18時間以上と比べて大幅に準備作業を短縮できます。

この方法は、2001年7月の7Aフライトでテストされた後、2002年4月の8Aフライトから実用化されました。

しかし、この方法にも短所があり、起床直後にエクササイズ・プリブリーズを行うと朝が慌ただしくなり、EVAの開始時間が遅くなることから、スペースシャトルで行われていたような前夜から気圧を下げてそこで眠る方法に、ISSでのEVAも変更されました。ISSの場合は、クエスト(エアロック)内の2人のEVAクルーだけが0.7気圧の環境下で過ごせば良いのですが、食事やトイレの使用、緊急時に他のクルーと分断される懸念があったため、これらの手順が問題なくできることを試験で確認した後、2006年9月の12AフライトのEVAからこの方式(キャンプアウト・プリブリーズ)に切り替えられました。これにより、45~60分ほどEVA開始までの時間を節約できるようになりました。現在では、エクササイズ・プリブリーズは予備的な方法となっています。

エクササイズ・プリブリーズの手順は以下のようなものです。

  1. 酸素マスクを着用し、1気圧(約101kPa)の状態で自転車こぎを10分間行う。
    (上半身は筋力トレーニングを行う)
  2. エアロック内を約0.7気圧(約70.3kPa)に減圧し20分間維持
    (エクササイズ・プリブリーズ開始からここまでで80分)
  3. 宇宙服(EMU)の装着
    (EMUの装着が完了するとエアロック内は1気圧に戻される。)
  4. EMUを装着した状態で60分間のプリブリーズ(約0.3気圧(約30kPa)で100%酸素を呼吸)を行う。
  5. エアロック内を30分かけて減圧し、ハッチを開けて船外へ出る。
最終更新日:2010年8月17日

船外活動に制限時間はありますか

米国の宇宙服(船外活動ユニット(EMU))は、標準的に6時間30分の船外活動を行う能力があるため、これを元に船外活動の作業計画が立てられます。

これまでには、8時間もの長時間におよぶ船外活動が行われたこともあります。これは、6時間30分という計画上の数値に余裕を持たせてあるためですが、いつでも8時間の船外活動が可能と言う訳ではありません。どのくらいの時間まで船外活動が可能かは、船外活動の作業内容にもよりますし、クルー個人の運動量と代謝(すなわち酸素消費量)の違いにも大きく影響されます。

一般的には、酸素に関しては余裕があるため、酸素の残量はあまり影響しません。(必要であれば、エアロック内で酸素を補充することも可能です。)
むしろ、二酸化炭素の発生量とクルーの疲労の方が、残作業に大きく影響します。

宇宙服の生命維持装置には、呼吸によって生じる有害な二酸化炭素を除去して呼吸用酸素を浄化するためのキャニスターが装備されています。キャニスターには、使い捨ての水酸化リチウム(LiOH)キャニスターと、再利用可能なMETOXキャニスターの2種類あります。
LiOHキャニスターの方が二酸化炭素の吸収可能量が多いため、長時間の船外活動となりそうな場合や、代謝量の大きなクルーの場合に使用されます。(ただし、使い捨てとなるため、在庫状況を考えながら使用する必要があります。)

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水酸化リチウム(LiOH)キャニスター

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METOXキャニスター(出典:Hamilton Standard)

船外活動中は、作業の負荷によるクルーの疲労度を確認しながら、キャニスターの二酸化炭素の吸収可能残量などをリアルタイムで予測して船外活動を進めますので、やはり一般的には6時間30分前後、長くても8時間程度となります。

※今までISS組立てのために実施された船外活動の作業内容と船外活動時間を一覧にまとめていますので、以下のページを参照して下さい。

ISS組立のための船外活動

最終更新日:2010年9月 3日

船外活動中に鼻がかゆくなったらどうするのですか

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耳抜き用の突起

船外活動用の宇宙服のヘルメット内部には、耳抜き用に鼻を押さえるための突起があり、これで鼻をかくこともできます。

また、水を飲むためのドリンクパックが備わっており、そこから突き出ているストローで頬をかいたりする人もいるようです。

最終更新日:2003年3月13日

宇宙ではどんなラップトップコンピュータを使っているのですか

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ラップトップコンピュータ

スペースシャトルやISS内では現在、非常に多くのラップトップコンピュータが使われています。昔は使われていませんでしたが、市販のコンピュータ技術の進歩が速いため、現在はこれをうまく使っています。

現在ではスペースシャトル1フライト当たり、大体10台くらいが搭載されています。機種は、市販のIBMのThinkpad を多少改造したものです。

ISSの初期段階は、IBM ThinkPad 755CとThinkPad 760ED、760XDの3機種が使われていました。
755Cはスペースシャトルでも長く使われたものであり、486プロセッサを使用していました。
760XDは1998年から使われるようになったモデルであり、Pentium MMX 160MHzのプロセッサを使用しており、ISS用にNASAが初めて調達したものでした。
また、2003年夏からISSではモバイルペンティアム4プロセッサ(1.7GHz)を搭載したThinkPad A31pが使用されています。
さらに、2009年秋からは、A31pに代わってT61が使われるようになりました。

宇宙でこのようなコンピュータを使う上での問題点は、宇宙放射線によるメモリのビット反転エラー、打上げ/着陸時の振動、それと無重量が問題になります。

また、宇宙飛行士に危害を加えないか確認するのが大変な作業です。

液晶や内蔵の電池などから有害な物質が出ないか、感電や火災を起こすことがないかなど厳しい安全審査を受けていますが、IBM社からのプレスリリースや情報によれば、ほとんど市販品同様であり、電源系をISSのコンセントが使えるように改造しているのが一番の特徴です。

これらの機種は事前に試験飛行をおこない、問題なく作動することを確認してから実用として使っています。

最終更新日:2010年8月17日

ISSではいつからインターネットが使えるようになったのでしょうか

2010年1月22日にクルー支援LAN(Crew Support LAN)が使用可能になり、この時点からISSクルーはインターネットが自由に使えるようになりました。

これにより、ISSからTwitterへの書き込みもできるようになり、野口宇宙飛行士が、ISS長期滞在中に毎日Twitterへたくさんの投稿を行ったことで有名になり、世界中の人々が、ISSクルーからのメッセージや写真を直接目にすることができるようになりました。

ISSに滞在する宇宙飛行士たちは、米国政府職員のインターネット使用規定(業務とは関係しないサイトにはアクセスしないなど)に違反しない限りは、地上と同じように自由にインターネットを使えます。
このインターネット回線は、Kuバンド通信帯を使って静止データ中継衛星を介して通信を行っているため、地上との間のリンクが切れる時間帯は使用できません。

なお、それ以前にも限定的なインターネット利用環境があり、メールやIP電話、ビデオ会議、NASAの内部サイトに掲載されたニュース閲覧などの限定的なインターネット利用はできましたが、地上のように自由にインターネットが使用できるクルー支援LANとの差は大きなものでした。

最終更新日:2010年8月17日

宇宙ではどんなカメラを使っているのですか

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35mmカメラF5とスピードライトSB-28DX

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デジタルカメラDCS760と800mm望遠レンズ

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デジタルカメラD1とスピードライトSB-28DX

デジタルカメラ

デジタルカメラは、1995年のSTS-71から搭載されており、その当時は、コダックのDCS460(ボディはニコンF90s)でした。 なお、その他に船内カメラとして35mmフィルムではニコンF5、70mmフィルムではハッセルブラッド203が使用されています。

その後、コダックのDCS660(2001年)、DCS760(2001年頃)(共にボディはニコンF5)、ニコンD2XS(2008年)、D3S(2010年4月)に切り替えられました。また、NASAのカメラではなく、ロシアが調達したカメラもあり、ニコンD1(2002年)、D1X、D100などが使われてきました。(2010年には、ロシアも新たなカメラとしてニコンD3XとD3Sを調達しました。)

デジタルカメラで撮影された画像は、ノートパソコンを経由してKuバンドを使って地上にダウンロードされ、NASAのホームページで公開されています。

EVA用カメラ

船外用カメラとしてはニコンF5(フィルムタイプ)が使用されました。

その後、2005年のSTS-114からデジタルカメラであるDCS760に切り替えられ、さらにニコンD2XSへ切り替えられました。 ロシアもニコンD1などを船外用カメラとして使っています。

ビデオカメラ

ビデオカメラ(カムコーダ)では、ソニーのVX-1000、DCR-PD100、DSR PD-150P、DSR-PD1PやキャノンのXL1やHi8が使われています。

ハイビジョンカメラ(HDTVカメラ)としては、日本がソニーのHVR-Z1JをISSに打ち上げた他、2007年からはキャノンXH G1が運ばれて使われており、従来型のビデオカメラからの切り替えが行われています。

また、船外活動クルーのワイヤレスビデオ送信機(WETA)からの映像を表示・記録するための、ポータブルビデオデッキも使用されています。

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ミニDVカムコーダDCR-PD100

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ミニDVカムコーダDSR-PD1P

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ポータブルビデオデッキ

最終更新日:2010年8月17日

宇宙で乗組員が病気や怪我をしたらどうするのですか

スペースシャトルおよびISSの各クルーには、それぞれ作業担当が決められていて、詳細な訓練を受けています。救急医療に関してもCMO(Crew Medical Officer)と呼ばれる担当がおり、一般的な応急処置に留まらず、縫合や注射まで対処できるように訓練されています。

また、スペースシャトルとISSのメディカルキットの中には各種医療具や薬が常備されています。

これらは、飛行中の軽い病気や負傷に対処するものですが、重傷または、重体のクルーを地球に帰還するまでの間、安定した状態に保つため使用されます。

なお、ISSでは長期滞在を行うことから、スペースシャトルよりも多くの医療設備が用意されており、心臓発作に備えた自動体外式除細動器(AED)も常備されています。

ISSでの心肺蘇生(CPR)訓練

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最終更新日:2010年8月17日

向井宇宙飛行士がメダカを宇宙に持っていった実験とはどのようなものですか

概要


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実験装置内のメダカ

1994年7月に実施されたスペースシャトル「コロンビア号」で実施された第2次国際微小重力実験室(the Second International Microgravity Laboratory: IML-2)計画(STS-65)で、向井千秋宇宙飛行士とともに、4匹のメダカが15日間宇宙飛行しました。

このメダカは脊椎動物として初めて、宇宙で産卵を行いました。産卵された卵は正常に発生し、宇宙飛行中にメダカの幼魚がふ化しました。

これは、東京大学助教授の井尻憲一博士の提案によるものです。

目的


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宇宙での産卵

この実験の目的は、宇宙でメダカが産卵行動をとることができるかを調べるとともに、産卵された卵が宇宙で正常に発生できるかどうか、すなわち、受精からふ化までが正常に進行するかを調べることで、43個の卵が確認され、8匹がふ化し、文字どおり"宇宙メダカ"が誕生しました。

準備


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メダカの胚の発生

一般に魚は微小重力下では、ぐるぐると回転運動を行うことが知られています。

ジェット機を放物線を描くように飛行(パラボリックフライト)させることで約20秒間の微小重力状態が作り出せますので、この方法で多くのメダカをテストし、微小重力下でまったく回転せず普通に泳ぐ、微小重力に強いメダカの系統がいることを見つけだしました。

つまり耳石による平衡感覚より周囲の景色により姿勢を制御できる視力が良く環境の変化に対する適応能力に優れているメダカが選ばれたのです。

選抜された4匹のメダカは、日本宇宙少年団の子供たちの応募により、雄に"コスモ"と"元気"、雌に"夢"と未来(みき)"と名付けられました。

宇宙でのメダカ


地上で産卵を続けている雌雄2ペア(計4匹)のメダカを水棲生物飼育装置(Aquatic Animal Experiment Unit: AAEU)で飼育しました。

スペースシャトルのクルーはほぼ3日ごとに給餌機構を動かし、新しい餌を補給しました。餌は予め水槽内にセットされており、クルーがネジを回すことで1日分が水槽内に送り出されるようになっています。

産卵を継続させるために14時間の明期(昼)と10時間の暗期(夜)の明暗サイクルを繰り返し、水温は24℃を保つように設定しました。

産卵を続けているメダカは毎朝1回、明期開始後2時間以内に産卵行動をとりました。

クルーはその朝に産卵が行われたことを雌の腹部に付着している受精卵の存在、あるいは卵隔離機構内にその日産卵した卵があることで確認し、翌日の明期開始後に水槽にビデオカメラをセットして、メダカの様子を2時間にわたって撮影しました。

このような2時間連続の撮影はミッションの3日目、5日目、8日目に行いました。産卵された卵は水流によって水槽の片隅にある卵隔離用の区画に運ばれるようにしてあるので、親メダカに食べられることなく、卵の発生していく状況を日々を追って観察し、ビデオ撮影を行いました。

最初の1匹のふ化を地上に報告してきたのは向井宇宙飛行士でした。

帰還


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メダカの雌雄
(卵をつけているのが雌)

地上に戻ってきたメダカは、6時間後も水槽の底に沈んだまま動きませんでしたが、重力の重さで沈んでいるだけでした。やがて1匹、2匹と泳ぎはじめました。

宇宙から帰ってきた親メダカ4匹は、実は浮き袋の使い方を忘れてしまっていたのです。重力のほとんど無い宇宙では浮き袋を使う必要が無かったためです。

宇宙では尾びれを使うことも少なかったようで、主に胸びれを使って泳いでいました。このため地上では水槽の底に沈んだまま、上へあがろうとするがすぐに底へ沈んでしまうという、滑稽な動きが続きました。

これに対し、赤ちゃんメダカは地上でも正常に泳いでいました。

地上に戻って4日目には、親メダカはほぼ正常に泳げるようになり、1週間後には産卵を開始し、以後も毎日産卵を続け、ふ化した稚魚は、その後も成長し、1,300匹余に達しました。

2週間宇宙に滞在したことによる子孫への影響は、とくに認められませんでした。

メダカ以外にも、金魚、イモリが搭載されました。金魚の実験では宇宙での微小重力状態にいかに順応していくかを調べ、イモリの実験は宇宙での産卵を調べました。

最終更新日:2003年3月13日

ISSとアマチュア無線で交信できますか

ISSでは次の形態でアマチュア無線交信が行われています。

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アマチュア無線機と若田宇宙飛行士(出典:JAXA/NASA)

  • 学校を対象とした日時を決めて行う交信
    (スクールコンタクト)

周波数とコールサインは以下の通りです。

詳細はARISS(Amateur Radio on the International Space Station)のサイトをご覧ください。

周波数
ダウンリンク(音声およびパケット) 145.80MHz
ダウンリンク(パケット) 145.99MHz
アップリンク(音声、第1地域) 145.20MHz
アップリンク(音声、第2地域、第3地域) 144.49MHz
第1地域:アフリカ、ヨーロッパ、ロシア、中東(イラン除く)、モンゴル
第2地域:米国(ハワイ、ジョンストン、ミッドウェイ含む)
第3地域:アジア、オセアニア
コールサイン
ロシアのコールサイン RS0ISS
米国のコールサイン NA1SS
欧州のコールサイン DP0ISS、OR4ISS、IR0ISS
パケット通信メールボックスコールサイン RS0ISS-11、RS0ISS-1

ISSとの交信方法はARISS Japanのサイトをご覧ください。なお、交信は英語で行う必要があります。

ARISSスクールコンタクトの国内の参加実績は以下の通りです。

実施回数 実施日 参加校・団体
1 2001年11月23日 入間市児童センター無線クラブ
2 2002年8月2日 関西ハムの祭典2002 関西地方本部(大阪府池田市)
3 2003年2月18日 平野小学校(兵庫県神戸市)
4 2003年3月26日 東金子中学校(埼玉県入間市)
5 2003年6月18日 杭瀬小学校(兵庫県尼崎市)
6 2003年9月20日 宇部短期大学付属中学校(香川学園100周年記念行事)
7 2004年7月13日 明善高等学校(福岡県)(小郡市立東野小学校、久留米市立城南中学校)
8 2004年7月29日 羽曳野青少年健全育成連絡協議会(羽曳が丘小学校(大阪府羽曳野市))
9 2004年9月17日 青山学院初等部(JE1YAV)(青山学院創立130周年行事の一環)
10 2005年1月7日 母里小学校(兵庫県稲美町)
11 2005年5月9日 細河中学校(大阪府池田市)
12 2005年7月4日 横浜小学校(高知県高知市)
13 2005年8月22日 札幌ジュニアアマチュア無線クラブ(北海道札幌市)
14 2005年9月2日 愛・地球博 EXPO 2005 AICHI JAPAN
15 2005年9月8日 日本赤十字無線奉仕団若狭分団(YAC若狭流星分団)(福井県小浜市)
16 2005年10月24日 富岡小学校(千葉県浦安市)
17 2005年11月3日 川地小学校、志和地小学校、青河小学校(広島県三次市)
18 2005年11月17日 大阪府高槻市教育センター(日吉台小学校)
19 2006年2月20日 東広島市おやじの会(東広島市立板城小学校)
20 2006年5月11日 米田西小学校(兵庫県高砂市)
21 2006年7月4日 広島市こども文化科学館(広島県)
22 2006年8月25日 吉成中学校(宮城県仙台市)
23 2006年12月27日 柏原公民館(埼玉県狭山市)
24 2007年2月12日 花園小学校(兵庫県明石市)
25 2007年3月24日 たつの宇宙少年団(長野県辰野町)
26 2007年8月28日 尼崎市立青少年センター(兵庫県尼崎市)
27 2007年10月6日 穴水町ARISSスクールコンタクト実行委員会(石川県鳳珠郡穴水町)
28 2008年3月26日 京都リサーチパーク(京都府京都市)
29 2008年11月15日 埼玉新人クラブ(埼玉県入間市)
30 2009年3月31日 桂木小学校(兵庫県神戸市)
31 2009年4月2日 宮原小学校(埼玉県さいたま市)
32 2009年5月11日 大宮別所小学校(埼玉県さいたま市)
33 2009年5月26日 宮原中学校(埼玉県さいたま市)
34 2009年6月6日 川西市清和台コミュニティセンター(兵庫県川西市)
35 2009年7月11日 武芸川中学校(岐阜県関市)
36 2009年9月12日 東京電機大学中学校・高等学校無線部(東京都小金井市)
37 2009年9月26日 保谷小学校(東京都西東京市)
38 2009年11月6日 村松小学校(茨城県那珂郡東海村)
39 2010年1月22日 湊中学校(青森県八戸市)
40 2010年1月28日 ボーイスカウト盛岡5団(岩手県盛岡市)
41 2010年3月4日 浜須賀中学校(神奈川県茅ケ崎市)
42 2010年3月9日 斑鳩小学校(兵庫県太子町)
43 2010年3月25日 塩釜第二中学校(宮城県塩釜市)
44 2010年5月5日 日本ボーイスカウトアマチュア無線クラブ(東京都三鷹市)
45 2010年5月14日 小諸東中学校(長野県小諸市)
46 2010年6月23日 旭学舎(尾張旭市)
47 2010年8月30日 甲奴小学校(広島県三次市)
48 2010年10月29日 船方小学校(愛知県名古屋市)
49 2011年1月12日 つつじが丘南小学校(東京都昭島市)
50 2011年2月14日 松原高等学校(大阪府松原市)
51 2011年2月22日 西堀榮三郎記念探検の殿堂無線倶楽部(滋賀県東近江市)
52 2011年4月18日 豊田こども科学探検隊(愛知県豊田市)
53 2011年6月21日 南関第四小学校(熊本県玉名郡南関町)
54 2011年7月8日 長野県松本盲学校(長野県松本市)
55 2011年8月16日 倉田小学校(神奈川県横浜市)
56 2011年9月5日 神戸市立青少年科学館「おもしろ科学館クラブ」(兵庫県神戸市)
57 2011年10月15日 吉里吉里小学校、アマチュア無線盛岡クラブ(岩手県上閉伊郡大槌町)
58 2011年10月18日 西陵小学校(愛知県瀬戸市)
59 2011年12月12日 神戸市青少年育成協議会平野支部(兵庫県神戸市)
60 2012年2月11日 草牟田小学校(鹿児島県鹿児島市)
61 2012年2月13日 高知学園高知中学校(高知県高知市)
62 2012年4月14日 ボーイスカウト入間第2団・第3団アマチュア無線クラブ(埼玉県入間市)
63 2012年6月8日 大阪府河内長野市立東中学校(大阪府河内長野市)
64 2012年8月16日 長和町立和田小学校(長野県小県郡長和町)
- 2012年8月18日 茗溪学園中学校・高等学校(茨城県つくば市)〔トラブルのため交信不可〕
65 2012年8月26日 和歌山大学宇宙教育研究所(和歌山県和歌山市)
66 2012年9月2日 入間ジュニアハムクラブ(埼玉県入間市)
67 2012年10月23日 茗溪学園中学校・高等学校(茨城県つくば市)
68 2013年2月9日 横須賀小学校(愛知県東海市)
69 2013年12月12日 洛陽工業高等学校(京都府京都市)
70 2013年12月14日 帝京大学 宇都宮キャンパス(栃木県宇都宮市)
71 2013年12月29日 立命館守山中学校(滋賀県守山市)
72 2014年2月8日 高槻市立第一中学校(大阪府高槻市)
73 2014年2月9日 豊明市立中央小学校(愛知県豊明市)
74 2014年3月1日 羽村市立武蔵野小学校(東京都羽村市)
75 2014年4月29日 姫路市立網干西小学校(兵庫県姫路市)
76 2014年8月6日 京丹後市立網野北小学校(京都府京丹後市)
77 2014年10月9日 NPO法人 空とロケット団(愛知県刈谷市)
78 2014年10月27日 井原市立美星小学校(岡山県井原市)
79 2015年1月24日 NHK マサカメTV
80 2015年7月31日 日本ボーイスカウトアマチュア無線クラブ(第23回世界スカウトジャンボリー)
81 2015年8月18日 豊中市立東丘小学校(大阪府豊中市)
82 2015年10月01日 裾野市立深良中学校(静岡県裾野市)
83 2015年10月22日 佐久市子ども未来館(長野県佐久市)
84 2015年12月2日 七沢希望の丘初等学校(神奈川県厚木市)
85 2015年12月4日 弥富市立弥生小学校(愛知県弥富市)
86 2016年3月28日 神戸市立平野中学校(兵庫県神戸市)
87 2016年6月4日 姫路市立坊勢小学校(兵庫県姫路市)
88 2016年8月20日 大山町立大山小学校(鳥取県大山町)
89 2016年10月1日 山梨学院中学校(山梨県甲府市)

ISSとのアマチュア無線による交信に関連するサイトをご紹介します。

写真

STS-106でISSに運ばれたアマチュア無線機器

最終更新日:2016年10月 4日

宇宙服の値段はいくらですか

スペースシャトル用に米国が開発した船外活動用宇宙服(Extravehicular Mobility Unit: EMU)は、宇宙服アセンブリが100万ドル(約1億円)、生命維持装置が900万ドル(約9億5千万円)で合わせて1,000万ドル(約10億5千万円)します。

もう少し詳しく言うと開発費は、宇宙服アセンブリ(Space Suite Assembly: SSA)43セット、生命維持システム(Life Support System: LSS)13セットを製造するのに1億6,700万ドル(1ドル=120円換算で約200億円)かかりました。

なお、船外活動用宇宙服は各パーツ毎にいくつものサイズが用意され、宇宙飛行士の体格に合わせて、パーツを交換します。また、グローブは宇宙飛行士毎に用意され、片方20,000ドル(約220万円)します。

EMUの構造(宇宙服アセンブリ(SSA)と生命維持システム(LSS))

画像:より大きな画像へ

背中に背負っているのが生命維持システムです。

宇宙服アセンブリ(SSA)

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腕部

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上部胴体(Hard Upper Torso: HUT)

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下部胴体

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ヒータ付きグローブ

©Hamilton Sundstrand
最終更新日:2009年6月16日
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