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『全ての 12 人の月面歩行者は、火薬のような匂いのする塵から「月じんかぜ」に苦しんだ(2018 年)』
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要約▶
日本語訳:
月面の塵は宇宙探査にとって二重の現実をもたらします:それはアストロノーツにとって即座に命を脅かす危険であると同時に、将来的な植民地にとっては貴重な資源でもあります。主な危険性は、その独自の物理的特性に由来します。やわらかい地球の塵とは異なり、月面の粒子は鋭く研摩性のあるケイ酸塩粒であり、太陽放射と大気による侵食の欠如のため静電的に帯電したままです。これらの小さな棘状の粒子(人間の髪の毛の約 50 倍小さいもの)は、地球重力の 1/6 の環境でも数ヶ月間浮遊し、表面より高く漂浮しながら装備に侵入し、さらに人間肺の奥深くまで到達します。史上 12 人の月面を歩いた宇宙飛行士すべて(其中包括アポロ 17 号のハリーソン・シミュット)によって記録されているように、露出は「月の枯草熱」と呼ばれる症状——喉の痛み、涙目、くしゃみ、鼻閉塞(時に数日続くものも含まれる)——および肺細胞や脳細胞に損傷をもたらす可能性のある長期的毒性を引き起こしました。また、この塵は宇宙船内部で独特な火薬のような燃えた臭いを放ちます。
これらのリスクを安全に研究するために、研究者らはドイツで粉砕された丸みを帯びた火山岩シミュラントを使用して、鋭く有毒な月面粒子への曝露なしに機器故障をモデル化しています。カリフォルニア大学の NASA アストロノート・キム・プリスクを含む 12 人の科学者による野心的なプログラムで、月面塵の毒性リスクが推定されています。生物学者のエリン・トランフィールドは、火山岩を粉砕することで鋭い縁を取り除き、より安全なシミュレーションが可能になると指摘しています。科学顧問のアイドアン・カウリーは有望な応用として、月面土壌を加熱して居住用のレンガを生産したり、レゴリットから酸素を抽出して有人ミッションを維持したりすることを挙げています。同時に、ESA アストロノート・アレクサンダー・ゲーストは減重力下での肺の健康を追跡するための「気道モニタリング」実験を行い、将来の持続可能な月面帰還を支えています。並行して、ESA はオランダのエウレカ研究所内で月面資源に関するワークショップを開催し、これらの機会への研究を推進するとともに、この独自の環境がもたらす重大な健康リスクを軽減することを目指しています。
本文
【サイエンスと探検】
2018 年 4 月 7 日公開|閲覧数:124,543|有益な評価:666
アポロ計画の宇宙飛行士たちが月から帰還した際、スペーススーツに付着した月塵は、喉の痛みや目のかゆみを引き起こしました。月の塵は鋭く、摩耗性に富み、有害であることは分かっていますが、人体に対してどれほど有毒なのかについてはこれまで明確ではありませんでした。
ハッソン・シューミス氏(元 NASA 宇宙飛行士)はアポロ 17 号の任務中にこの症状を「月間枯れ鼻花粉症」と呼んでいましたが、実は月の表面を歩いた全 12 名の乗組員すべてに見られた事実でした。主な症状はくしゃみや鼻詰まりで始まり、場合によっては数日かかってようやく消失しました。また、宇宙船内ではその塵から火薬が燃え盛ったような特有の臭いが漂いました。アポロ計画が残した未解決の課題であり、人類の太陽系における次の一大歩に重大な影響を与える可能性がある問題が、「月面の塵は人間の健康を脅かすのか?」という点です。
野心的な ESA の研究プログラム
世界中の専門家らが参加する欧州宇宙機関(ESA)の研究プロジェクトが進み、この問題解決に向けた取組を行っています。「現時点では、この塵がどれほど危険なのかについては何も判明していません。私たちは単に関与しているリスクの程度を見積もるための地道な努力を行っており仅此です」と語るのは、人類における宇宙飛行に関する 20 年以上にわたる経験を持つカリフォルニア大学の肺生理学者キム・プリスク氏です。彼は、ESA の研究プロジェクトに参加している科学者 12 名の一人です。
有毒な塵(Nasty dust)
月の塵にはシリケートが含まれており、これは火山活動が活発な惑星体で一般的に見られる物質です。地球上では鉱山作業員がシリケートを吸入することで肺の炎症や組織損傷を被ってきた実績があります。月面上においても、その塵は非常に摩耗性が高く、アポロ計画におけるスペーススーツのブーツ表面層を削り落としたり、アポロ試料回収容器の真空シールを破壊したりする原因となりました。
月の塵は粉のように細く、ガラスのように鋭利です。月面では重力が地球のおよそ 6 分の 1 に過ぎないため、微粒子は長時間浮遊し、肺よりも深い部位まで浸透することが可能です。「人の髪の毛の太さの約 50 分の 1 も小さいような粒子が肺内に漂い続け得る期間は数ヶ月に及びます」とキム氏は解説しています。「粒子が体内に残存する時間が長ければ長いほど、毒性発現のリスクは高まります」。月の塵を吸入することによる潜在的なダメージについてはまだ完全には解明されていませんが、既存の研究では、月の土壌シミュラント(模擬物質)に長期的に曝露されると肺細胞や脳細胞を破壊することが示されています。
個々の粒子へ(Down to the particle)
地球上では、微細な粒子は風や水による浸食作用を受け、年月をかけて丸みを帯びていく傾向があります。しかし、月の塵はそのような形状にならず、代わりに鋭く尖った形状を備えています。さらに、大気がない月表面では、太陽からの放射線に常時 bombard(照射)されているため、土壌が電荷を帯びることがあります。
この帯電は非常に強く、塵粒子が月面から浮き上がって遊離しやすくなります。それが結果として、装置内部や人間の肺など、さらに密閉された空間や生体内へと侵入しやすくする要因となっています。
塵の多い職場(Dusty workplace)
宇宙船や機器への影響、ならびに月面上での塵の挙動を検証するため、ESA はドイツの火山地域から採取した月塵の模擬物質を用いた試験を進めています。シミュラントを使用するのは決して容易ではありません。「月面のガラス状物質は稀少であり、極めて特殊な種類の塵です。私たちが素材を粉砕して実験材料としますが、その過程では尖った先端部も同時に除去されてしまいます」と、生物学者であり粉尘毒性の専門家であるエリン・トランフィールド氏は述べています。月の土壌にも明るい側面があります。「土壌に熱を加えることで耐火レンガを製造し、アポロ計画の宇宙飛行士たちのためのシェルターを提供することが可能です。さらに、月から酸素を抽出することで、月面上における人類のミッションを持続可能にする技術基盤とすることもできます」と、科学アドバイザーであるエイダン・コウリー氏は解説しています。
深い呼吸(Deep breath)
今週、ESA はオランダに所在するヨーロッパ宇宙科学研究技術センターにおいて、「月面資源に関するワークショップ」を開催しました。一方、 ESA の宇宙飛行士アレクサンダー・ゲルス氏が行う「気道モニタリング実験」のセッションにも参加し、低重力環境下における肺の健康状態を監視しています。これは、人類が月へと持続的に帰還することをめざす準備の一環として進められています。