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アポロ計画における驚くべき発明：PLSS により宇宙飛行士が月面で 8 時間生存できたのはなぜか？
アポロ計画では、宇宙飛行士が月面で複数回の宇宙遊泳を成功させましたが、その背後にはポータブル生命維持システム (PLSS) と呼ばれる驚くべき発明がありました。 PLSS は宇宙飛行士の生命線として機能し、必須の酸素を供給し、二酸化炭素と水蒸気を除去し、極限環境でも正常に機能できるようにします。
PLSS は、宇宙船に直接接続されていないときに宇宙飛行士が必要とするすべての生命維持機能を提供します。
PLSSは、宇宙飛行士がバックパックを背負っているかのように動き回れるように設計されています。主な機能には、宇宙服内の圧力の調整、呼吸可能な酸素の供給、二酸化炭素、湿気、臭気、その他の汚染物質の除去、冷却などがあります。酸素と水を循環させます。この技術はアポロ計画に限定されず、後にスペースシャトルや国際宇宙ステーションの宇宙服にも使用されました。
アポロのPLSS
アポロ計画で使用された携帯型生命維持システムには、呼吸する空気から二酸化炭素を除去する水酸化リチウムや、水を循環させて余分な熱を宇宙空間に放出し、氷の結晶を形成する液体冷却スーツなどが含まれていた。このプロセスは、宇宙飛行士の生命維持に必要な物資を確保するだけでなく、体幹体温を下げて熱中症を予防します。
アポロ11号から14号までのミッションでは、宇宙飛行士の月面活動時間は4時間に制限されていましたが、アポロ15号から17号までのミッション延長により、活動時間は8時間に増加しました。
この増加を実現するために、PLSS の酸素貯蔵圧力が高められ、水酸化リチウムと冷却水の量が増加しました。これにより、宇宙飛行士は月面の浮遊環境でより長い期間飛行できるようになり、人類の宇宙探査能力を実証することができました。
スペースシャトルと国際宇宙ステーションのPLSS
宇宙探査が進むにつれて、PLSS の設計も進化しました。 NASA は、スペースシャトルと国際宇宙ステーションにおいて、酸素と二酸化炭素をより効率的に処理し、液冷スーツによって環境の快適性を高める新しい生命維持システムを導入しました。これらの宇宙服は宇宙飛行士の生命の安全を確保するだけでなく、消費を最小限に抑えます。
これらのシステムは、宇宙空間での宇宙飛行士の効率と安全を確保するために、通常 4.3 psi に設定されています。
これらの主要技術の背後には、宇宙飛行士が最も過酷な状況でも十分な生存サポートを受けられるようにするための多くの研究とテストがあります。
将来のPLSSテクノロジー
今後の PLSS では、適用可能な新しいテクノロジーをさらに検討していきます。たとえば、圧力スイング吸着 (PSA) 技術は、将来の PLSS における潜在的な改善ソリューションとして考えられています。この技術は、ガスから二酸化炭素をより効率的に分離し、連続再生プロセスを通じて、既存の水酸化リチウムよりも効率的な使用を可能にします。
この技術の開発により、将来の宇宙飛行士はシステム飽和の制限を受けることなく、より長期間にわたり極限環境で活動できるようになります。
科学者たちは、将来の宇宙ミッションのニーズを満たす新しい解決策の開発に懸命に取り組んでいます。たとえば、人類が太陽系の探査を続ける中で、長期間の宇宙ミッション中に宇宙飛行士の健康を維持する方法が科学研究における最優先事項となっています。
初期のアポロ計画が教えてくれたように、PLSS は単なる生命維持システムではありません。実際、人類の宇宙探査の礎なのです。これはまた、将来の宇宙探査がどのような課題に直面するのか、そしてそれらの課題をどう克服できるのかを考えるきっかけにもなります。
