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アルテミスIIのトイレは月面ミッションの重要なマイルストーンです

54日前原文(scientificamerican.com)

概要

NASAのArtemis IIミッションでは、宇宙飛行士が初めて本格的なトイレを月周回に持参 従来のアポロ時代のトイレ問題を大幅に改善 Universal Waste Management System（UWMS）は男女共用、同時排泄、扉付き ISSや将来の月・火星ミッションにも適用可能な設計 宇宙での快適性とミッション安全性の向上を実現

NASAの月ミッションにおける新型トイレの進化

  • Artemis IIミッション で、宇宙飛行士が初の本格的なトイレを月周回ミッションに搭載
  • アポロ時代は プラスチック袋と漏斗 を使用、不便かつ衛生面で問題
  • Universal Waste Management System（UWMS） の導入で、従来の問題を解決
    • 微小重力下でも安定するための ハンドル
    • 尿と便の同時処理 が可能なシステム
    • 男女共用 の尿採取デバイス
    • 扉付き でプライバシー確保
  • Collins Aerospaceが 2015年から開発、10年以上の研究と改良
  • Apollo、スペースシャトル、ISS の設計を継承しつつ進化
  • アポロ時代のトイレは漏れやすく、乗組員からも不評
    • Apollo 10では 排泄物がキャビン内を浮遊 する事件も発生
    • 「ミッションクリティカル」なシステムであり、故障時はミッション全体が危険に
  • スペースシャトルやISSでは 真空システム を採用
    • ISSでは 廃水のリサイクル も実施
    • ただし、女性への配慮や同時処理、プライバシー面では課題が残る
  • UWMSは 3Dプリントのチタン製 で軽量・標準化
    • 多様な宇宙船に搭載可能
    • 2020年にISSで初テスト、2021年に本格導入
    • Artemis IIのOrionカプセル にも特別仕様を搭載
  • 今後の 月・火星ミッション にも対応可能な設計
  • 宇宙での快適な生活環境と、ミッション成功率向上への貢献

宇宙トイレ開発の重要性と今後の展望

  • 宇宙トイレの進化 は、設計・ユーザー体験の絶え間ない改善の歴史
  • トイレは単なる生活必需品ではなく、 ミッションの安全性と成功に直結
  • 今回のArtemis IIミッションでの実際の使用結果が、今後の開発に重要なフィードバックを提供
  • 月面活動や将来の火星探査 にも適応できる設計思想
  • 宇宙飛行士の 健康・快適性の向上、長期間の宇宙滞在を支える基盤技術

科学ジャーナリズム支援の呼びかけ（参考訳）

  • Scientific American などの科学メディアへの支援が、質の高い報道と研究情報の発信を支える
  • 科学の価値や重要性を社会に伝えるための 購読や寄付の必要性
  • 科学リテラシー向上や未来の研究者支援への貢献

Hackerたちの意見

これは、長期的な宇宙探査の野望を本当に支える、ちょっとバカバカしい地味な仕事の一つだね。セクシーな部分、例えば推進だけに注目するんじゃなくて。

└

陶器じゃなくて、配管の話だよ。

└

ビッグバンセオリーでこの問題を広めようとする良い試みだね。 https://www.youtube.com/watch?v=PrX3EmdKtRc

└

すべての有人宇宙探査提案の真剣さは、トイレにどれだけ注意が払われているかで判断してる。トイレが信頼性の高い解決策になってないなら、ただの科学的な機能を書いてるだけで、実際の有人宇宙探査には全然真剣じゃないってこと。トイレは有人宇宙飛行提案の「ブラウンM&M条項」だよ。全然華やかじゃないけど、絶対に必要なんだ。人間は危険で、時には致命的な廃棄物を出すからね。毎日。安全に処理・保管しなきゃいけない。微小重力の密閉環境では、地球よりもさらに危険だよ。エアロゾル化した便が肺に入ると、致命的な感染症を引き起こす可能性があるし、消化器系に入ると、重度の病気（場合によっては致命的）を引き起こすこともある。目に入ったら一時的に失明することもあるし、機器に入ると機械的または電気的な問題を引き起こすこともある。これらすべてがミッションの失敗につながるし、極端な場合には乗組員の完全な喪失につながることもある。アポロ8号はフランク・ボーマンの病気がもっと問題を引き起こさなかったのが本当にラッキーだった。物流やインフラを考えてないなら、その取り組みには本気じゃないってことだよ。

昨晩のライブストリームを見てたんだけど、トイレのトラブルシューティングにかなりの時間をかけてたよ。専門家チームと相談して、「トイレリード」なんてのもいたみたい。どうやら、廃棄物を集める袋に「流れて」なかったらしいけど、最終的にはうまくいったみたい。NASAや宇宙飛行士たちのコミュニケーションの言葉がめちゃくちゃ面白かったよ。「はい、すぐに液体処理を始めるのが楽しみです！」って。うまくいってよかったね。アーテミスIIミッション、頑張れ！

└

これ大好き！どんなに人類の限界を押し広げても、結局はトイレに行かなきゃいけないんだよね。

└

どうやら、トイレを再起動させることで動くようになったみたいだね。

└

「はい、すぐに液体廃棄を始めるのが楽しみです！」 公共の科学ミッションでの企業トーク :/

ずいぶん前にシャトルで夏の間働いてたんだけど、うちのグループの管理者がトイレの配管に夢中で、エンジニアが週に何回も仕様書や図面を持ってきてたんだ。実話なんだけど、液体廃棄物システムには「最後の一滴ピンチチューブ」って部品があって、それを聞いた彼女は数週間笑い続けてたよ。

アポロのシステムについて宇宙飛行士たちが「不快」とか「嫌だ」と感じたことについて、OPのリンクにあるPDFからの引用だよ（1）: 「一般的に、アポロの廃棄物管理システムはエンジニアリングの観点からは満足に機能していた。しかし、乗組員の受け入れの観点からは、評価は低い。尿と便の収集システムの主な問題は、これらが地球環境での乗組員が慣れている操作よりも多くの操作を必要としたため、不快に感じられたことだ。尿の受け皿は、乗組員が尿のサンプルを扱わないようにする試みだったが、尿がこぼれることが多く、プロセスの「衛生的」にする目的が達成されなかった。便の収集システムは、さらに不快な問題を呈した。収集プロセスは、便が収集袋から漏れ出さないようにするために多くのスキルを必要とし、乗組員やその衣服、キャビンの表面を汚すことにつながった。便の収集プロセスは、システムの使用に伴う難しさのために非常に時間がかかった。アポロ7号の宇宙飛行士は、プロセスを正しく行うのに45分かかると見積もった。* 便袋の適切な配置は難しく、常時着用する衣服の後ろのフラップが袋の配置を難しくする小さすぎる開口部を作っていた。 ** 以前にも言ったように、消毒剤を散布するために袋をこねる必要があった。* アポロ7号の宇宙飛行士ウォルター・カニンガムのログの記録。** 後のアポロミッションでは、常時着用する衣服の構成がこの問題を解決するために修正された。」 1: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19760005603/downloads/19...

└

宇宙飛行士たちは、地球でミッションのシミュレーションをしなかったのかな？服を着て、食事をして、トイレも使ってみるとか。そうすれば、行く前にスーツの問題を解決できたんじゃない？食事もして、ちゃんと機能するか確認したり、食物不耐症がないか確かめたりしたはずだよね？

これを見た後、NASAのライブストリームにちょっと参加したんだけど、最初に聞こえたのは「成功した排出がありました。トイレは使用可能です」ってことだけだった。

ついにHNで便の話が出たね！

└

すごくいいね。名前も素晴らしい。

└

科学によると、デトリティボア（腐食性生物）はいつも磨かれた糞を好むらしい。=3

トイレは本当にめっちゃ重要だよ。脊髄の怪我があると、うまくいかないとその重要性がよくわかる。前のシステムの欠点の一つは、固形物と液体の排泄物を分けるのに、理想的には誰かが両方を分ける必要があったことらしい。どうやら、男性の宇宙飛行士は女性よりもずっと簡単に感じていたみたい。アーテミスのトイレは、両方同時に処理できるんだ。ただ、宇宙遊泳用の昔ながらの「最大吸収衣」はまだあると思うけどね。（CF https://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_Absorbency_Garment）

└

固体と液体の排泄物の分離、この発明は畜産業で役立つかもしれないね。

└

遠心分離機がその便と尿を分けるだろうね。

2001年宇宙の旅を見てて、ハイウッドがトイレの使い方を読むシーンがすごく笑えた。人間の基本的な機能がこんなに複雑になっちゃったっていうジョークだね。

└

ハイウッドの読み方、緊張感あって面白い！印象に残るシーンだね。

廃棄物処理の必要が減るのは、MRE（「出口を拒否する食事」とも呼ばれる）の安定した食事の混合された恩恵の一つだね。月に足を踏み入れたことがある人は、LEMから出たときにかなりの便秘だった可能性が高いって考えると、ちょっと冷静になるよね。

└

「低残渣食」の表現にはいつも笑っちゃう。

└

あれって2000カロリーくらいじゃない？絶対に医者に下剤を頼みたくなる気がする。まるで1マイルのトンネルに詰まった5マイルの貨物列車みたいな感じだろうね。

あれ、トイレ結構重そうだね。あの重さ、どれくらいあるんだろう？再突入の時にその余分な重さは意味があるのかな？それとも、クルーは帰る途中で全部エアロックから押し出しちゃうのかな？アルテミスのクルーモジュールがアポロのモジュールの2倍の重さがある理由が、60年の科学の進歩や材料工学、航空宇宙工学の発展を経ても理解できてきた。プラスチック袋は「使えた」けど、軽いからね。廃棄物を入れて処理するのに、プラスチック袋より軽いものはないだろう。一方で、あのトイレは過剰に作られてるみたいで、座面はどれだけ強くする必要があるんだろう？もしかしたら、宇宙飛行士をその後ろに配置して、最後の手段の熱シールドとして使うこともできるかも。この話を聞くと、宇宙開発競争の時にアメリカ人がゼロケルビンと真空で使えるスーパー宇宙ペンを作り、ロシア人は鉛筆を使った話を思い出す。