次世代先端宇宙服研究・開発に係るアイディア募集

ハードタイプ

• 構造が硬いことから高い圧力でも膨張による動きにくさを軽減できる。
• 宇宙服の重量を宇宙服自身に負担させることで装着者の負担を軽減。
• デブリ/微小隕石への耐性が最も高い。

• 作業目的（掘削、探査等）に応じた宇宙服が必要になる。
• 動きの自由度が低くなる。
• ジョイント部が多くなる。
• 輸送時の輸送機スペースが多く必要となる。
• アポロ宇宙服と違い、打上げ・帰還時とは別に宇宙服が必要となる。
• 装着性が悪くなる。

ハイブリッドタイプ

柔軟性と防護性が介在する従来型の宇宙服と同様の構造で、現存する宇宙服の課題をクリアした、「向上型」。

• 従来の宇宙服の課題が解決されているため、最も実現性が高い。

• ハードタイプ同様、輸送時のスペースが必要。
• アポロ宇宙服と違い、打上げ・帰還時とは別に宇宙服が必要となる。

ソフトタイプ

柔軟性及び動きやすさを重視したタイプ。
他のタイプと比較して防護性に欠けるためアタッチメント（装備品）^＊によって補完する。
＊アタッチメント（装着することで「ハイブリッド・タイプ」のようになる）は作業別（掘削用、探査用等）に準備し、必要に応じて変更可能

• 打上げ・帰還時用の与圧服として装着も可能。
• 自由度が最も高い。
• アタッチメントの付け替えにより様々な作業への対応が可能。

• 運用圧力制御が難しい。
• デブリ/微小隕石への防護能力が最も低い。

それぞれの熱環境において対応できるようにする。

真空環境に対応できるようにする。

宇宙機及び月面の鋭利な部分に触れても宇宙服が壊れないようにする。

月面における微小な表土（レゴリス）環境に対応できるようにする。

月面の1/6重力下の作業に対応できるようにする。

地球軌道上及び月面での放射線・宇宙線への曝露環境下で対応できるようにする。

デブリ（ごみ）/微小隕石が降り注ぐ環境に対応できるようにする。

0.58気圧

現在の宇宙服は0.3気圧（エベレスト山頂と同様の気圧）で運用されているため、宇宙飛行士は減圧症を避けるために体内の窒素を追い出すための「プレブリーズ（脱窒素）」の時間が必要なため。（最短約2時間半）

0.58気圧は生理学上この脱窒素作業が必要なく宇宙服をすぐに装着できる最低限の運用気圧。
ただし、酸素分圧についてはある程度高い必要があるので、宇宙服内に使用する材料の選択は必要。
また、圧力が高くなることにより宇宙服が膨張するため、動きやすさ（特に「手」）に負荷が掛かります。

40kg
（生命維持装置の重量含む）

月面で活動する際の重力（1/6G）を考慮した場合、現状の宇宙服（約120kg）だと月面で約20kg着用している状態となり、着用者への負担が掛かるため。

現在の宇宙服の全体重量120kgのうち80kgが生命維持装置となっている。

受動型

現在の宇宙服は水冷により宇宙服内の熱を制御するようになっており、この水を冷却するために「サブリメータ」という真空環境を利用して水の昇華熱により冷却するシステムとなっている。
このサブリメータ運用には別途水が必要であるため、これを機能性繊維等を利用し、受動型に切り替えることにより、冷却するための水の重量を軽減する必要がある。

月面では軌道上と異なり地表からの熱もあるため、あくまでも宇宙服内の熱を逃がし、かつ一定の温度に保てるような機能が必要。
過去、空冷による熱制御は試みられたが、熱伝導率の観点から使用されないこととなった。

簡素

現在の宇宙服は非常に多くの部品を用いているため、軌道上での修理・メンテナンスが難しい。
月面での船外活動を視野に入れた場合、輸送重量等も考慮する必要があることから構造を簡素にすることにより、月面においてメンテナンス等が必要となった場合に最低限のパーツ及び工具で修理可能な形態をとるようにする必要がある。

月面には非常に細かい表土（レゴリス）があるため、アポロ時代にはこれらがベアリングに噛み込んだりすることにより不具合を起こしたり、健康に害を及ぼす可能性が示唆された。

二次電源 or 燃料電池

現在の宇宙服は銀亜鉛電池（26.6A/H、重量4.3kg）を使用していて、6～8時間程度の船外活動が可能な容量となっている。
緊急時も含め必要に応じ船外活動時間を延長する必要があることを考慮し、より軽量かつ容量の大きな電力が必要となる。

電源選別に当たっては安全性が十分に考慮される必要がある。
特に、なんらかの原因による内容物が漏れることによる装着者及び宇宙服へ影響を及ぼさないようにする必要がある。

デブリ及び微小隕石防護

月面及び地球軌道上で想定されるデブリ及び微小隕石等から宇宙飛行士を防護する機能が必要。

現在の宇宙服はゴアテックス®、ノーメックス®、ケブラー®等の繊維により防護する機能を有している。

放射線等からの防護

宇宙服は月面及び地球軌道上で様々な放射線を浴びるため、これらからの防護（もしくは低減）する機能が必要。
また、宇宙服に傷がついた場合にも装着者が宇宙船等安全な場所まで移動できる機能（例：自己修復能力）を有する必要がある。
同様にヘルメット部については紫外線からの防護機能も必要。

現在の宇宙服では放射線を防ぐことを目的とした繊維層はなく、様々な繊維が重なり合うことで可能な限り放射線から防護するようにしている。
また、宇宙飛行士は体に線量計を装着することにより、被曝管理を行っている。

【説明】
現在既に車などで利用されている燃料電池ですが、今後携帯端末等での利用も考えられており、「小型化」に向けた研究開発が行われています。

【宇宙服への利用】
現在の宇宙服では銀亜鉛電池が電力として使用されており、宇宙服の生命維持装置、通信機器及びコンピュータで利用されております。
また、暗闇で作業する際の照明用の電源は生命維持装置とは切り離されていることから、そこへの利用も可能だと考えられます。

【説明】
現在スキーゴーグルやメガネ、カーポートなど様々な分野で利用されているポリカーボネート樹脂は宇宙服のヘルメットでも利用されている材料です。

【宇宙服への利用】
ポリカーボンのような特殊樹脂をヘルメットのバイザーとして使用し、合わせて紫外線等を極力カットするためのコーティング材を使用することが可能です。

【説明】
スポーツ靴のソール（底面）などに利用されている衝撃吸収材はアポロ時代に宇宙飛行士の膝等への負担を軽減するために宇宙服のブーツで利用された材料です。

【宇宙服への利用】
アポロ時代より進化した衝撃吸収材を用いることで月面での探査などの船外活動時に宇宙飛行士の身体への負担を極力軽減するために、ブーツに利用。

【説明】
服の中の湿度を逃がし、温度の安定/冷却/暖房できるような繊維素材が多く開発されてきました。

【宇宙服への利用】
現在の宇宙服では宇宙服内の運動により発生する代謝熱の温度上昇を冷却下着を使用して冷却している。
冷却・調湿機能を有する機能性繊維を利用することで、宇宙服内環境の調整を自動的に行うようにする。