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「きぼう」を使ってみませんか

「きぼう」での実験の特徴

国際宇宙ステーション(ISS)/「きぼう」日本実験棟の特徴

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船内実験室

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船外実験プラットフォーム

  • 「きぼう」日本実験棟には、宇宙飛行士が活動できる船内実験室と、宇宙空間にさらされている船外実験プラットフォームがあります。

  • 船内実験室では、次のような実験が可能です。
  • - 細胞培養や植物生育、マウス飼育など生命科学実験
    - 結晶成長、燃焼、流体、材料プロセスなどの物質・物理科学実験
    - 宇宙飛行士が被験者となる医学的な実験


  • 船外実験プラットフォームでは、材料を宇宙空間にさらして宇宙用材料の評価を行ったり、地球観測・天体観測を行ったりすることができます。
  • 微小重力の特徴

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    生物の体への影響

    重さの負荷がかからないため、筋肉・骨が弱くなる(加齢加速)、免疫が低下するなど、生物や宇宙飛行士の生命活動に遺伝子発現レベルからの様々な変化が見られます。

    「沈降」が無い

    地上では重いものは沈み、軽いものは浮かびます。微小重力環境では水と油のように比重の違うものでも均一に分散し、より高機能な材料作製の可能性を秘めています。

    「熱対流」が起こらない

    地上では熱せられた液体や気体は比重が軽くなり対流が発生しますが、微小重力環境では比重差による対流は発生しません。そのため、対流に邪魔されず材料作製ができ、地上ではできないような高品質・高機能な材料の創成が期待されます。

    「静水圧」が無い

    地上では液体の深いところほどその液体の重さにより静水圧が高くなりますが、微小重力環境では液体中の静水圧はほとんど発生しません。非常に柔らかい材料では特に有効です。

    「容器無し」で浮遊できる

    地上では液体を溜めておくために容器が必要ですが、微小重力環境では空間に浮遊させることができます。そのため容器からの汚染のない無容器状態で物質の性質を測定したり、化学反応現象を解明したり、これまでにない機能を持つ材料を開発することができます。

    船外の宇宙環境の特徴(高度約400km)

    環境条件 影響
    微小重力 10-6Gオーダーの微小重力環境
    大気 ・10-5Pa程度の真空環境
    ・材料表面を酸化、浸食、汚染する原子状酸素が存在
    プラズマ 帯電・放電の原因、材料の表面破壊や装置の異常動作を引き起こす
    電離放射線

    ・シングルイベント(半導体内に雑音電流を与える一時的な現象)やトータルドーズ効果(半導体内の結晶等が損傷し長期的に性能劣化が進行する現象)による装置の誤作動
    - 放射線帯粒子:ほとんどが電子(数十keV)と陽子(数MeV)。
    - 銀河宇宙線:陽子、ヘリウム、炭素、酸素、鉄等。広いエネルギー範囲(10~1016MeV/核子)。
    - 太陽フレア粒子:数~数百MeVのエネルギーを持つ陽子。

    電磁波 部品・材料劣化、塗料等の変色
    メテオロイド、デブリ ・メテオロイド(彗星や惑星の塵):大半が径0.1mm程度。衝突速度は、平均20km/秒程度。
    ・宇宙デブリ(ゴミ):大部分が1cm以下。速度は、平均10km/秒程度。
    - 高度2,000km以下では、10cmを超えるものが11,000個、1~10cmが10万個以上、1cm以下が1,000万個以上
    ・宇宙機の外壁や船外実験装置を破壊
    ・太陽光の直接入射、地球大気からの太陽光の反射(アルベド)、地球からの赤外放射、宇宙背景放射の4種類。
    ・熱サイクル(昼夜サイクル)による材料や部品の劣化

    船外からは広大な視野(天頂方向は深宇宙、直下は地表、地球の接線方向は大気層の観測)が得られるといった特徴もあります。

    詳細
    宇宙環境の特徴(ISSが飛行する高度400kmの宇宙環境)
    微小重力科学分野(微小重力を利用した過去の宇宙実験等)
    地球科学・地球観測分野(過去の地球科学・地球観測)
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