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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による「月面花粉症」に悩まされていた (2018)

概要

  • Apollo宇宙飛行士は月面のダストで健康被害を経験
  • 月のダストは鋭く、人体に有害な可能性
  • ESAなどがダストの毒性やリスクを研究中
  • ダストは装備や人体に深刻な影響を及ぼす可能性
  • 月面活動の持続性のため対策と利用法も検討

月面ダストの人体への影響とリスク

  • Apollo計画の宇宙飛行士全員が月面ダストによる「lunar hay fever」症状を経験

    • 喉の痛み、目のかゆみ、くしゃみや鼻づまりなどの症状
    • 症状は数日間続くことも
    • 宇宙船内でのダストの匂いは焦げた火薬のよう
  • 月面ダストの主成分はシリカ質で、地球の火山活動地域にも多い鉱物

    • 地球上の鉱夫も吸入で肺の炎症や損傷を受ける
    • 月面ダストは非常に鋭利で、宇宙服や装備の劣化を加速
  • 月の重力は地球の1/6で、微細なダストが長時間空中に浮遊

    • 髪の毛の50分の1の大きさの粒子が肺に長期間残留
    • 長期的な曝露で肺や脳細胞の破壊が確認されている
  • 月面ダストは風や水の侵食を受けないため鋭く尖った形状

    • 太陽からの放射線で静電気を帯びやすい
      • 強い帯電でダストが浮遊し、装備や人体への侵入リスク増大

ESAなどによる月面ダスト研究と対策

  • ESAは世界中の専門家と連携し月面ダストのリスク評価を実施

    • Kim Prisk(カリフォルニア大学、呼吸生理学者)など12名の科学者が研究参加

    • ドイツの火山地域から採取した模擬月面ダストを使用して実験

      • 模擬ダストは加工段階で鋭利さが損なわれる課題
    • Erin Tranfield(バイオロジスト、ダスト毒性専門家)が特殊なガラス状ダストの取り扱いを説明

  • 月面ダストの有効利用も研究対象

    • ダストを加熱しレンガを製造、宇宙飛行士のシェルター建設に活用
    • 土壌から酸素抽出し、月面ミッションの持続性を支援
      • Aidan Cowley(科学アドバイザー)が利点を解説
  • ESAはオランダの欧州宇宙技術研究センターでワークショップを開催

    • 宇宙飛行士Alexander GerstがAirway Monitoring実験を実施
      • 微小重力下での肺の健康状態をモニタリング
      • 月面長期滞在に向けた健康管理体制の構築

月面探査の今後と人類の課題

  • 月面ダストの健康リスクは今後の有人探査における重要課題
  • ダスト対策・健康管理・資源利用の三本柱で持続的な月面活動を目指す
  • さらなる研究と技術開発が人類の次なる宇宙進出の鍵

Hackerたちの意見

地球でも火山灰に関する似たような問題があるよね。
数年前に噴火してたファグラダルスフィヤルに行った時、流れた溶岩の近くに行ったんだけど、灰色で硫黄の匂いがする空気がすごく癒される感じだった。数時間以上は良くないかもしれないけど、その時は最高だったな。あの空気のある部屋があればいいのにってたまに思う。
その通りだけど、月には水の循環がないから、すべての砂埃が鋭くて、これからもずっとそうなんだよね。人間の粘膜に触れると刺激するし、肺や目、肌にも悪影響がある。ゴムのシールも劣化させちゃうし。
宇宙のアスベストで癌になった人はまだいるの?
生き残ってるのは4人だけで、みんな90代だから、かなり長い時間だよね。今の段階で癌になってる人がいても、寿命にはあまり影響しないんじゃないかな。
実際のアスベストでも、曝露の時間や強度が長くなるとリスクがかなり上がるよね。短時間の曝露で癌になるリスクはかなり低いと思うし、月に足を踏み入れたのがたった12人って考えると、誰も「月癌」にならなかったのも自然なことだよね。それでも、アスベストは短時間の曝露でも癌になる可能性があるから、> アスベスト曝露による健康リスクは、曝露が重くなり、長くなるほど増加することは明らかですが、研究者たちは短時間の曝露しか受けていない人にもアスベスト関連の病気を見つけています。一般的に、アスベスト関連の病気を発症する人は、曝露後長い間病気の兆候が現れません。アスベスト関連の症状が現れるまでには、10年から40年、あるいはそれ以上かかることがあります。
アスベスト(や繊維ガラス)が危険なのは、鋭さだけじゃなくて、長い形状のせいでマクロファージが取り込めないからなんだよね。月の塵も問題で、サイズは小さいけど、マクロファージに消化されず、肺に蓄積されると考えられてるんだ。繰り返し曝露されると、どんどん溜まっていくみたい。
月の塵は、> 粉のように細かいけど、ガラスのように鋭い って言われてるね。怖そうだけど、めっちゃ価値あるよね!
火星のレゴリスには有毒な過塩素酸塩が含まれてるんだって。人間がレゴリスやそれに触れたものに接触しないようにしないといけないね。車両にドッキングする宇宙服は必須みたい。
今日学んだこと。
そうそう、火星の地面は文字通り毒性があるから、火星コロニーのアイデアがあんまり魅力的じゃなくなるよね。金星の浮遊ステーションとほぼ同じくらい。少なくとも金星では正しい圧力があるし、1気圧の高度では温度もなんとかなるって聞いたことがある。ただ、酸性なのが厄介だけどね。過塩素酸塩よりは対処しやすいかも。
それに関しては素晴らしいPBSのスペースタイムがあるよ(もちろん)
もしこの事実に興味が湧いたら、ダニエル・スアレスの『デルタV』って本がこの事実に触れていて、火星のコロニーよりも小惑星採掘を探ることを正当化してるよ。
それか、エアロックでの効果的な除染も考えられるね。最近、スーツの生地の埃を減らす静電気反発装置のデモがあったし、くっつくのを助けるかもしれない。クリーンルームで使われるエアシャワーも、そんなに非現実的じゃないと思う。
塩素酸カルシウムはちょっと毒性があるけど、体に良くないだけで、地球の50倍のバックグラウンド放射線レベルの環境に住む方が心配かもね…それでも、試してみたいって人は結構いると思うよ。
> それには、人間がレゴリスやそれに触れたものに接触しないことが必要だね。実際、摂取しない限りはあまり心配しなくていいと思う。
個人的には、無酸素環境は人間にとって健康に良くないと思うな。地球ではとっくに中和されてるような反応性の物質がたくさんあるから。
これが新しい月面ローバーのデザインの大きな利点なんだよね。スーツが車両の外に置かれるから。レーザーや太陽光でのレゴリスの焼結に関する素晴らしい研究も進んでるし、最初に思ったのは、その材料が人間にとって安全かどうかだったな。
ずいぶん前に読んだ記事を思い出すんだけど、「宇宙飛行士たちが報告するには」月は使い古した火薬の匂いがするって言ってたし、宇宙の匂いは…オゾンだったかな。実際に彼らが報告していたのは、外出から戻った後のエアロックの匂いだったんだ。月には大気がないから、何十億年もの間、酸素に触れたことのない小惑星の衝突でたまった砂埃があるんだよね。その砂の中の多くの化学物質は酸化性で、初めて空気に触れるとすぐに火薬のように急速に酸化するんだ!宇宙の匂いの報告は宇宙遊泳から来ていて、エアロックが真空に初めてさらされたとき、エアロックの表面が反応してオゾンの香りを残すって説明されてたと思う。
私のUV殺菌ライトのせいで、部屋がオゾンの匂いで充満してるんだけど、全然火薬の匂いとは違うよね。オゾンの匂いを嗅いだのは、空で大規模な雷が起こったときだけだし。実際の黒色火薬かニトロセルロースのことを言ってたのかな?射撃場でアンティークライフルを持ってくる人がいるときに黒色火薬の匂いを嗅いだことがあるけど、それもオゾンとは全然違うよ。
確か、ISSの宇宙飛行士の中には、EVAから帰ってきた後に焼けた金属の匂いを感じたって言ってる人もいるよね。(他の人はオゾンの匂いを嗅ぐかもしれないけど、私は焼けた金属のことしか覚えてないな。)
アポロ11号が着陸したとき、月の塵サンプルを入れたLEMを再加圧したら火事になるんじゃないかって心配があったんだ。小さなテスト装置を使って、酸素の小さな流れを吹きかけて自動点火しないか確認したって聞いたよ。
火星の植民地化に関する問題で落ち込みたくなったら、『A City on Mars』をおすすめするよ。これは『Saturday Morning Breakfast Cereal』の漫画家と、実際に科学の博士号を持ってる奥さんが作ったものだよ。
>「火星の植民地化に関する問題を考えて落ち込むなら、私は逆の反応を持った。これは、私たちが解決しなければならない現実的な課題のセットを提示していると思ったし、火星に研究基地以上のものを建設する前に実験を行う必要がある。そうすることで、恒久的な月基地の価値が高まる。特に問題となるのは、低重力や無重力下での外傷治療、配管(アポロ計画のアルテミスIIが取り組み始めたこと)や哺乳類の繁殖だ。」
これは私の読書リストに入ってる。本の要約は読んだけど、あまり考えが変わるとは思えない。私は長期的には宇宙探査に賛成だけど、この本を読む前から、これは素朴なオタクたちが考えるよりずっと難しいという結論に達していた。やる価値はあると思うし、最終的には実現するだろうけど、時間がかかるだろうね。最近ずっと考えているのは、もし人類が本当に宇宙に移住したいと思うなら、月や火星、金星ではなく、宇宙そのものに移住するのが最も現実的な道だということ。宇宙では大きなリングを作って、それを回転させて1gの重力を得ることができる。1/6や1/3の重力が私たちにとって繁殖や繁栄に十分かはわからないけど、1gは確実にそうだ。環境は密閉されていて、出入りするものをコントロールできる。これが上手くなれば、人間にとって理想的な環境を作り出すこともできる。嫌なアスベストのようなレゴリスや過塩素酸塩など、望ましくないものが入ってくることはない。火星や月での生活に関する多くの合理的な中期提案では、ほとんどの時間を地下で過ごすことが求められている。それをするために行くのは無意味に思える。宇宙そのものに住む方がずっと快適かもしれない。そんなリングの内部は、ハリウッドの「ラグジュアリーホテル」のようなものとは全く違うけど、この短編映画は外部の宇宙環境との関係がどうなるかの感覚を与えてくれる:https://www.youtube.com/watch?v=iiPmgW21rwY 放射線は依然として問題だけど、ハードな宇宙真空のリングに対して機能するアイデアがある。ひとつは、リングの周りに大きな超伝導体を置いて、磁気圏を作ること。全体のハビタットが大きな電磁石になる。ほとんどの宇宙線や太陽粒子は帯電している。電力の要件は思ったほど大きくない。資源に関しては、小惑星の方が惑星よりも良いかもしれない。太陽系には、私たちが見た限り、原材料が非常に豊富な小惑星がたくさんあるし、これらの天体は重力が非常に低いため、実際に近づいて掘り出すことができる。宇宙都市に物資を戻すためのデルタVの要件は、文字通り「強く投げる」程度のスケールだ。その低い質量は、深く掘る必要がないことを意味し、重い元素はコアに沈んでいない。金やプラチナ、純粋なイリジウム、核分裂材料など、巨大な量のものが見つかるだろう。自由に移動できる宇宙ハビタットは、動き回ることができる。資源を集めてお互いに出会う、移動する町や都市ができるかもしれない。宇宙のスチームパンクスタイルの移動都市みたいな感じだ。政治的には、少なくとも地球上の政治の一部を置き去りにすることになる。人々が争う理由を見つけないとは思わないけど、土地を巡って争うという概念はほぼ消える。宇宙は「スペース」と呼ばれる理由がある。もしみんなの町が移動可能で、隣人が嫌なら全体の「ポッド」を動かせばいい。資源は非常に豊富に見える。特に貴重で希少な資源がほんの数か所にしかないと発見しない限り、資源競争はあまり見られないと思う。非常に長期的には、この道は実際の宇宙航行文明の進化につながり、単に別の惑星で地球上の政治を繰り返すことにはならない。星への世代船は、この進化の自然な結果になるだろう。数百年、数千年このようなことを続ければ、これらの移動都市のキャラバンがセンタウルスやタウ・セティに出発するというアイデアが想像できるようになり、完全な自殺ミッションではなくなる。これに比べると、火星に行くのは行き止まりだと思う。たとえそこに行って生き延び、繁栄したとしても、今度はまた惑星文明をやっているだけだ。私たちはまた土地を巡って争っている。真の進化的飛躍は何か違うことをすることであり、大きな飛躍をしない限り、宇宙の難しさは意味を成さないと思う。でも、少なくともいくつかの重要な技術、つまり、核融合、非常に良い自動製造、非常に良いロボティクスがないと、試みる意味がないという意見もある。核融合は、スケーラブルなエネルギーと移動性を可能にするための鍵だ。自動製造と非常に良いロボティクスは、おそらく自給自足の鍵だ。重要な技術が存在する前に「本当の宇宙時代」を始めようとするのは、鉛蓄電池でEV革命を始めたり、真空管でPC革命を始めたりするようなものかもしれない。技術的には試みることは可能だけど、うまくいくことはないだろう。
これがNASAがエレクトロダイナミックダストシールドのシステムを開発してる理由じゃないの?
>「月面探査で最も苛立たしい、制約のある側面の一つは、ほこりで、どんな素材にもくっついてしまうことだ。肌やスーツの素材、金属、何でも関係なく、くっついてしまう。その影響は、すべてのものに摩擦のような作用を及ぼす。 [...] ローバーの単純な機械装置は、EVAが進むにつれてほこりの影響を見せ始めた。3回目のEVAの中頃か終わりには、バッグのロックやローバーのパレットを保持するロックのような単純なものが、故障するだけでなく、まったく機能しなくなってしまった。実質的に凍りついてしまった。私たちはそれらをほこりを払ったり叩いたりして掃除しようとしたが、どうしようもなかった。鏡やカメラ、チェックリストに対するほこりの影響は驚異的だ。ほこりと共に生きなければならないが、宇宙船の外でも中でも常にほこりの問題と戦っている。宇宙船の中に入ると、どんなに自分を掃除しても、スーツを脱ぎ始めると手や顔にほこりがついていて、そこを歩いている。どんなに気をつけて掃除しても、ほこりは宇宙船の隅々や肌の毛穴にまで入り込んでしまう。」ユージン・サーナン、アポロ17号のデブリーフ[1] レゴリスのインタラクティブ顕微鏡。[2] 小さな壊れたガラスのようで、岩のように硬く、静電気で帯電した緩衝材のようにすべてにくっつく。古い技術メモと文書。[3][4]
「さらに、月には大気がなく、常に太陽からの放射線にさらされていて、土壌が静電気的に帯電してしまう。」- 磁場や電場を使って土を押しのけることができる。