女性宇宙飛行士は6か月間軌道上に滞在する予定です。神舟13号ミッションのハイライトは何ですか?

神舟13号宇宙船は2021年10月16日早朝に打ち上げられ、翟志剛、王亜平、葉光復の3人の宇宙飛行士を天河コアモジュールに送り込んだ。神舟13号ミッションの違いは何ですか?女性宇宙飛行士が初めて宇宙船から出るときに注意すべきことは何ですか?

神舟13号宇宙船は2021年10月16日早朝、酒泉衛星発射センターから打ち上げられ、我が国の「天宮」宇宙ステーションの「天河」コアモジュールへの神舟13号有人飛行ミッションを遂行する3人の宇宙飛行士、翟志剛、王亜平、葉光復を送りました。

▲神舟13号有人ミッションに参加した宇宙飛行士の翟志剛さん（中央）、王亜平さん（右）、葉光復さん（左）（写真提供：新華網）

このミッションは神舟12号ミッションとは大きく異なります。例えば、神舟13号有人宇宙船は、自律的な高速ランデブー・ドッキング方式を使用して、宇宙ステーションに放射状にドッキングする初めての試みとなる。その時までに、中国の宇宙ステーションは、コアモジュール、2機の貨物宇宙船、1機の有人宇宙船を含む4機の宇宙船の複合運用を実現する。宇宙飛行士は初めて軌道上に6か月間滞在することになる。中国の女性宇宙飛行士が初めて中国の宇宙ステーションに入り、王亜平は宇宙船室を出る中国初の女性宇宙飛行士となり、神舟13号の乗組員には宇宙船室を出る中国初の男女宇宙飛行士が含まれる。神舟12号ミッションを基盤として、さらなる宇宙科学実験と技術試験が実施され、高いレベルの科学的成果が生み出される。ミッションを遂行する宇宙船やロケットは、発射場で緊急待機バックアップ状態から発射状態に直接切り替えられます。こうした違いは、私たちが直面する課題でもあります。中国の宇宙計画を応援しよう！

▲本日北京時間9時58分、宇宙飛行士の翟志剛、王亜平、葉光復が相次いで天河コアモジュールに入った。中国の宇宙ステーションには、2人目の飛行乗組員と初の女性宇宙飛行士も迎えられた。

このミッションの最大のハイライトは2つある。1つは、中国の宇宙ステーションが同国初の女性宇宙飛行士を迎え、船外活動を実施したことだ。もう一つは、神舟13号の乗組員が「天河」コアモジュールに連続して滞在した期間が神舟12号の乗組員の1倍長く、つまり6か月間宇宙で生活し、働いたことです。中国の宇宙飛行士がこれほど長期間宇宙に滞在するのは初めてだ。そこで多くの人が、男性宇宙飛行士と女性宇宙飛行士の選抜や訓練にはどのような違いがあるのか​​と疑問に思うでしょう。女性宇宙飛行士は宇宙でどんな利点があるのでしょうか?宇宙飛行士と宇宙船は、宇宙滞在を延長する際にどのような課題に直面するのでしょうか?

男性宇宙飛行士と女性宇宙飛行士の選抜と訓練は基本的に同じである

有人宇宙活動は困難な作業、複雑な技術、特殊な環境、高いリスクを特徴とするため、宇宙飛行士の身体的条件と精神的資質に高い要求が課せられ、そうでなければ宇宙ミッションを完了することは困難になります。女性宇宙飛行士も例外ではありません。そのため、男性宇宙飛行士と女性宇宙飛行士の選抜・訓練基準は基本的に同じであり、女性宇宙飛行士に対する特別な選抜・訓練基準は存在しません。ただ、女性宇宙飛行士を選ぶ際には追加の婦人科検診があり、妊婦は受診できない。

しかし、政治的、技術的、その他の要因の影響により、男性宇宙飛行士と女性宇宙飛行士の選考基準が異なる場合もあります。たとえば、ソビエト連邦における最初の女性宇宙飛行士の選抜では、男性宇宙飛行士の選抜基準が全面的に採用されませんでした。当時、男性宇宙飛行士は戦闘機パイロットから選ばれ、ソ連初の女性宇宙飛行士テレシコワはパラシュート降下者から選ばれた。これは、当時のソ連に女性戦闘機パイロットが少なかったこと、帰還カプセルが地上に帰還する前に宇宙飛行士がパラシュートで降下する必要があったこと、テレシコワの良好な政治観などの要因と関係があるかもしれない。

宇宙ステーションが誕生した後、宇宙飛行士が行う任務はますます複雑になり、彼らはさまざまな任務に分割されました。宇宙船を操縦する飛行専門家はいずれも戦闘機パイロットから選抜されるが、客室内外で宇宙船の保守・修理を行うミッション専門家は必ずしも選抜されない。

現在、世界における女性宇宙飛行士の数は宇宙飛行士総数のわずか10％を占めており、そのほとんどはミッションスペシャリストです。これは、生理学的および心理学的に男性と女性の間には確かに一定の違いがあるからです。たとえば、女性は脂肪が多く、ヘモグロビンが少なく、平均身長が低く、体重が軽く、有酸素運動能力が低いです。しかし、有人宇宙活動における女性宇宙飛行士の役割については、米国とソ連の見解が異なっていた。

例えば、米国は多数の有人宇宙活動を経て、女性でも宇宙ミッションを遂行できる能力があると考えています。彼らは、有人宇宙活動の特定の側面における問題を検討する際により敏感で、より思慮深く、より包括的であり、問​​題に対処する方法や手法により多くの注意を払い、より強力な言語表現力とコミュニケーション能力を持っています。

▲米国初の女性宇宙飛行士、サリー・リード（写真提供/NASA）

さらに、宇宙の無重力環境では、女性は男性よりもエストロゲンとマグネシウムの代謝が優れているため、体内の鉄分含有量と老廃物の生成も少なく、血栓症、鉄中毒、血管けいれん、心拍リズム障害などの問題が発生する可能性が低く、長期の有人宇宙飛行に適しています。

これらを踏まえると、ここ10年ほどで米国では女性宇宙飛行士が増えてきています。

しかし、ソ連・ロシアでは、女性は虚弱で体力も弱く、宇宙飛行の過酷な環境に耐え、宇宙遊泳などの重労働をこなすことは難しいと考えられていました。そのため、現在までにソ連/ロシアの女性宇宙飛行士はわずか 4 人しか宇宙に行っておらず、彼女たちが宇宙飛行で世界一になるという政治的な目的のために行ったことが主な理由です。

しかし、ロシアの女性宇宙飛行士に対する見方は変化しつつある。ロシア宇宙飛行士団には現在29人の宇宙飛行士がおり、そのうちの1人はキキナという女性である。彼女は2023年に女性の宇宙滞在の国内記録を破り、国際宇宙ステーションで188日間の任務に就くことが期待されている。元の記録はコンダコワが樹立したものだが、彼女はそれを2回、合計178日間達成した。現在、女性の宇宙連続滞在の世界記録は、アメリカの女性宇宙飛行士コッホさんの328日間である。女性の宇宙滞在累計の世界記録は、アメリカの女性宇宙飛行士ウィットソンが3回にわたって合計666日間滞在した記録である。

▲ロシアの女性宇宙飛行士アンナ・キキナは2023年に宇宙滞在女性の国内記録を破るかもしれない（写真提供/NASA）

私の国の女性宇宙飛行士の宇宙へのミッション

2010年、我が国初の女性宇宙飛行士2名が、結婚し妊娠していない輸送機パイロットの中から選ばれました。それには主に2つの理由があります。第一に、彼女たちの肉体的、精神的資質がより成熟していること。第二に、彼らは飛行機を操縦した経験が宇宙飛行士の選考基準を満たしており、より多くの経験を積んでいます。

既婚女性宇宙飛行士が宇宙に行く場合、傷を避けるために帝王切開ではなく自然分娩をすることが一般的に求められます。宇宙飛行中は低気圧に遭遇することがあり、このとき体内の圧力が高くなり、傷が開いてしまうからです。

▲中国初の女性宇宙飛行士リウ・ヤンさん（写真提供／NASA）

▲神舟13号有人ミッションに臨む王亜平氏（写真提供：新華網）

女性宇宙飛行士の王亜平が乗組員として選ばれたのは、次のような理由によるものと考えられます。

まず、神舟13号の乗組員は6か月間の長期滞在を行う最初の中国の宇宙船であるため、宇宙飛行士の生理と心理に大きな影響を与えることになります。研究と実践により、生理的構造と心理的品質の面から見ると、女性は宇宙環境に適応する能力がより持続し、孤独に耐える能力がより強く、心理的品質がより安定していることがわかっています。

第二に、女性宇宙飛行士は乗組員に活力をもたらすことができます。男性と女性が一緒に働くと、双方がスムーズに連携し、積極的に行動し、効率的に作業でき、ミスも少なくなります。これが「男女が一緒に働くと仕事が楽になる」というものです。

第三に、女性の宇宙旅行は医学研究の総合的な発展にも寄与します。有人宇宙飛行に女性が参加しなければ、宇宙生命科学の研究成果は不完全なものとなるでしょう。

4つ目に、女性宇宙飛行士の王亜平さんは一度宇宙に行ったことがあるので、経験が豊富です。

もちろん、女性宇宙飛行士の生理的特徴や生活上の必要性に応じて、特別な準備も必要です。例えば、宇宙船内で女性宇宙飛行士が使用する座席は、打ち上げ時と帰還時の重量超過や振動の影響を受けにくくなるようカスタマイズされている。女性宇宙飛行士が客室内で着用する宇宙服一式が開発され、特に女性の指は細いため、女性宇宙飛行士の手の形に合わせて特別に成形された女性専用の手袋も開発されました。尿と便の収集器の高さと相対的な位置も部分的に変更され、女性専用のアダプターが装備されています。女性宇宙飛行士のニーズを考慮して、チョコレート、お菓子、血液を増強する食品などを用意することができます。

先に宇宙に打ち上げられた天舟3号には、女性宇宙飛行士の王亜萍さんの体型に合わせた船外宇宙服や交換用の衣服、生理用品、化粧品などが届けられたことも注目される。

このことから、女性宇宙飛行士の王亜平氏がわが国初の女性宇宙遊泳ミッションを遂行し、中国初の女性宇宙遊泳が誕生し、女性宇宙遊泳の経験を探求する可能性があることがわかります。女性宇宙飛行士は小柄なので、宇宙船から出た後も体をコントロールしやすく、繊細な作業も柔軟に行えるなど、ある意味有利だ。アメリカの女性宇宙飛行士ホームズはかつて、男性宇宙飛行士ヴォスとともに8時間56分という世界最長の宇宙遊泳記録を樹立したことがある。

さらに、女性宇宙飛行士の王亜萍さんの体にぴったり合う船外宇宙服を貨物宇宙船で届けることも重要です。全体的な設計から見ると、女性専用船外宇宙服の性能は他の第2世代「飛天」船外宇宙服と同じですが、サイズは女性宇宙飛行士の王亜萍の体型に合わせて特別に設計されています。そのため、キャビンを離れるときにフィット感と柔軟性が向上し、身体の負担が軽減され、作業効率が向上します。海外で宇宙船から外に出る女性宇宙飛行士が少ない大きな理由の一つは、女性専用の船外活動用の宇宙服がないことだ。汎用船外宇宙服は一般的にサイズが大きいため、女性宇宙飛行士は着用できません。米国は、女性に適した船外宇宙服がないため、世界初の女性のみによる宇宙遊泳を延期した。

軌道上での長時間滞在の影響

今回、我が国の宇宙飛行士乗組員と神舟宇宙船は初めて6か月連続で軌道上に留まることになります。これは宇宙飛行士、宇宙ステーション、宇宙船にどのような影響を与えるでしょうか?

長期間宇宙に滞在した外国人宇宙飛行士の経験から、宇宙ステーションでの生活や作業が長くなればなるほど、宇宙環境が人々の身体的、精神的健康に与える影響が大きくなることがわかります。

例えば、生理学的な観点から見ると、宇宙での長期生活は宇宙飛行士の骨の脱灰や筋肉の萎縮をより深刻に引き起こします。微小重力環境の影響により、人体の荷重を支える骨にかかる圧力が急激に減少します。同時に、筋肉の動きが減少し、それに応じて骨への刺激が弱まり、骨への血液供給も減少します。これらは骨の脱灰を引き起こし、腎臓から排出され、重度の骨量減少につながります。そのため、宇宙飛行士は骨折しやすく、体液中のカルシウム含有量が増加し、それが腎臓結石や軟部組織の石灰化を引き起こします。

さらに、筋肉の動きが減少すると、宇宙飛行士の筋肉に不使用変化、つまり萎縮も起こります。飛行時間が長くなるほど、筋萎縮は深刻になります。そのため、地上に帰還した宇宙飛行士は、全身の力が入らなくなり、立ったり歩いたりすることが困難になることが多いのです。

この目的のために、現在採用されている対策には、まず運動を強化し、電動自転車、トレッドミル、プーラーなどのさまざまな器具を使用して、上肢と下肢の各部の運動を含め、1日2時間の運動を行うことが含まれます。 2つ目は、ペンギンスーツを頻繁に着ることです。この圧力スーツは、人々があらゆる活動を困難にします。 3番目に、下半身の負圧装置を使用して人体の体液を下方に流します。 4番目に、特別な薬を服用し、水分と塩分を補給し、栄養とビタミンの補給を強化します。 5番目は、筋肉を電気的に刺激し、「宇宙マッサージャー」を使用して宇宙飛行士の筋肉疲労回復と筋力トレーニングを支援することです。 6番目に、飛行前の適応訓練を実施する。第七に、宇宙飛行士は地上の船室から出るときには椅子に座って運ばれなければならず、互いに抱き合ってはならない。 8番目に、科学的な修復治療を実行します。

軌道上での滞在期間が長くなると、宇宙飛行士の心理にも大きな影響が出るだろう。例えば、ミール宇宙船の乗組員の一人は、宇宙で1年間生活し働いた後、性格が変化し、口論するようになった。

したがって、宇宙飛行士の訓練では、心理的な訓練が訓練プロセス全体にわたって行われます。心理トレーニングは、宇宙飛行士の優れた職業的人格と心理的資質を養い、宇宙での長期滞在のための良好な心理的基礎を築くことを目的としています。これには、メンタルヘルス教育が含まれます。リラクゼーショントレーニング;イメージトレーニング心理的適合性トレーニング小規模環境適応訓練等。イメージ訓練は、宇宙飛行士に特定の操作方法、プロセス、必須事項、緊急時の措置を想像させる訓練です。心理的適合性トレーニングの目的は、他者とコミュニケーションをとるスキルを習得し、対人関係を円滑にし、摩擦をなくす方法を学ぶことです。

▲神舟12号有人ミッションの宇宙飛行士、唐紅波さんは中国の真新しい宇宙ステーションでくつろいでいる。居住施設は「驚くほど豪華」だ。宇宙飛行士は、カプセルの外の景色を眺めるための「プライベート」窓まで備えた広々とした寝室の壁に、操作マニュアルやヘッドフォン、家族の写真を貼り付けていたようだ。 （写真提供：新華網）

宇宙飛行士の選抜においては、心理的な適合性が考慮すべき重要な要素となります。今回の神舟13号の乗組員には女性宇宙飛行士も含まれており、乗組員の心理的適応に一定の影響を与えることになるだろう。

宇宙飛行士は宇宙に行った後、心理的リラクゼーションシステムを使用したり、音楽を聴いたり、テレビを見たり、その他の方法で心理を調整したり、地上の心理学者や家族とコミュニケーションをとったりすることもできます。

現在、「国際宇宙ステーション」の長期探査チームも6か月ごとに交代しています。これには、宇宙環境が宇宙飛行士に与える身体的および心理的影響と、有人宇宙船の打ち上げコストの両方が考慮されています。今では比較的適切な時期であると認識されています。我が国の宇宙飛行士のクルーは、第2クルーから6ヶ月ごとに交代します。

著者：パン・ジーハオ（国家宇宙探査技術主任科学コミュニケーション専門家）

グラフィックエディター/陳勇傑 ニューメディアエディター/呂炳鑫

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |サイエンスプラスクライアント

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