「今回、中国の宇宙飛行士は宇宙で数種類の稲を植えるかもしれない」

7月24日午後の打ち上げ成功から25日の完璧なドッキングまで、文天実験モジュールの到着は、宇宙飛行士に広い軌道上の作業・生活空間を提供するだけでなく、中国の宇宙ステーションと国家宇宙実験室の建設における重要な前進を意味するものでもある。

7月25日午前3時頃、長征5号Bロケットで打ち上げに成功した中国の宇宙ステーションの文天実験モジュールは、軌道上での13時間の飛行を経て天河コアモジュールの組み立てに追いついた。

これまで、中国の宇宙飛行士が宇宙に入ると、「客室内で人を待つ」ことになり、宇宙船は軌道上で宇宙飛行士の到着を待っていた。文天モジュールの軌道へのドッキングは、中国の宇宙飛行士が宇宙で「人間待機室」を体験した初めての機会であり、彼らが待っていたのは質量20トンを超える巨大な客室であり、ドッキングの難しさは前例のないものとなった。

もう一つの緊張要因は宇宙船の太陽電池パネルから生じます。ウェンティアンモジュールの太陽電池パネルも、コアモジュールと同様に、我が国が独自に開発した柔軟な素材で作られています。宇宙ステーションの建設後に十分なエネルギー供給を確保するため、ウェンティアンモジュールの太陽電池パネルは完全に展開すると55メートルの長さになり、これは20階建てのビルの高さに相当します。

中国第五航空宇宙科学技術集団公司宇宙ステーションシステムGNCサブシステム副主任設計者、張軍氏：揺れるでしょう。ランデブーとドッキングには、比較的高い精度と安定性の指標が必要です。完全に展開されると振動が非常に大きくなり、インジケーターが破損します。そのため、軌道に入るときは、最初は半膨張状態にあり、その後、アセンブリを形成してから 2 回目の膨張状態になります。

文天と天河の協力が成功してから7時間後、3人の宇宙飛行士が文天実験モジュールに入った。

中国第五航天科学技術公司宇宙ステーションシステム技術実験サブシステム主任設計者、李哲氏：文天モジュールの長さは18メートル未満で、コアモジュールよりわずかに長い。コアモジュールとの組み合わせにより、活動空間が1つの大きなベイから2つの大きなベイに拡張されます。

外見から見ると、文天実験モジュールは天河コアモジュールとは明らかに異なります。ウェンティアンキャビンは、主に作業キャビン、エアロックキャビン、リソースキャビンの 3 つの部分に分かれています。宇宙飛行士の主な活動スペースは、円筒形の作業キャビンとその隣にあるエアロックキャビンです。宇宙最大の作業室は、その名の通り宇宙飛行士が作業する場所ですが、実は宇宙で2番目に休憩する場所でもあります。

中国第五航空科学技術研究所宇宙ステーションシステム技術実験サブシステム主任設計者、李哲氏：就寝エリアは3つありますが、垂直になっています。しかし、軌道上では水平や垂直の概念がないので、軌道上で宇宙飛行士が使用しても効果は同じです。コアキャビンの1対1のバックアップとなるサニタリーエリアもございます。

エアロックの機能は何ですか?これまで、神舟12号と神舟13号の飛行士は宇宙船から出る際に天河コアモジュールのノードモジュールから宇宙船に出入りしていたが、今後はこれが宇宙飛行士が宇宙ステーションに出入りする際の主要通路ではなくなる。ウェンティアン モジュールが起動すると、このエアロックがこの機能を引き継ぎます。

中国第五科学研究院宇宙ステーション総合研究実験室長の王偉氏：ノードモジュールは宇宙ステーションの中心となる部分なので、故障して密閉できなければ、宇宙ステーション全体の接続性が失われてしまいます。そのため、ウェンティアン実験モジュールには当初から専用の出口ハッチが設計されていました。ウェンティアンが接続されると、主にこの専用出口ハッチからキャビンから出ます。コアモジュールノードモジュールによって作られたハッチはバックアップとして機能します。

さまざまな機能の「バックアップ」を実装することは、航空宇宙工学においてシステムの安全性と信頼性を確保するための最も重要な手段です。文天モジュールの打ち上げは、宇宙飛行士の生活と仕事にさらなる支援とバックアップを提供するだけでなく、さらに重要なことは、天河コアモジュールと同様に、飛行制御、有人環境、エネルギー管理、情報管理などの面で完全な機能を備えていることです。コアモジュールが中国の宇宙ステーションの最も強力な頭脳だとすれば、ウェンティアン実験モジュールはいつでも引き継ぐことができる「バックアップ頭脳」である。

中国航空科学技術公司第五科学院宇宙ステーション総合研究実験室長の王偉氏：開発者らは、コアモジュールの単一モジュール飛行段階についてより懸念している。バックアップがなく、このモジュールが1つしかないからだ。現在、飛行性能は非常に良好です。 「ウェンティアン」が立ち上がった後は、コアモジュールのバックアップとして機能します。したがって、多少の障害があっても、より自信が持てるようになり、全体的な信頼性が高まります。

ウェンティアン実験モジュールの打ち上げの主な目的は科学実験です。実験室ではどのような研究が行われるのでしょうか？中国科学院宇宙応用工学技術センターで記者は、国家宇宙実験室でさまざまな実験を行う筐体の設計を視察した。

中国科学院宇宙応用工学技術センター応用開発センター長張偉氏：文天カプセルは実は初の本格的な実験室であり、生命生態学、バイオテクノロジー、ハイブリッド重力、グローブボックスの4つの科学実験室が含まれています。ウェンティアンカプセルの打ち上げが成功すれば、多数の科学実験をサポートできるようになります。

今回、ウェンティアン実験室キャビン内の4つの実験キャビネットでは、主に宇宙生命科学の研究が行われています。生命生態実験室では、まず2種類の植物が実験の対象となります。

中国科学院上海物理工学研究所の宇宙生命科学機器チーム責任者、張涛氏：科学的な目標は、微小重力条件下で種子が苗木、植物に成長し、最終的に開花して種子を結ぶようにすることです。宇宙には微小重力があり、放射線もあるかもしれないが、地上にはそのような要因がないので、成長周期、結実、さらには開花周期や種子形成も異なるだろう。プロセスの観点から見ると、それは科学研究にとって非常に価値があります。

今回宇宙に打ち上げられた米は、中国農業科学院が特別に育成した「小尾」という矮性米の品種だ。従来の米に比べて、その形状は宇宙ステーションでの栽培に適しています。

中国科学院院士、中国農業科学院作物科学研究所所長の銭謙氏：短いものでは20センチくらい、長いものでは30センチくらいです。もともとは、どこでも栽培できるように理論​​的な研究のために開発されました。私たちはそれが成功することを期待しています。宇宙に到達すると、根を張り、芽を出し始め、徐々にそのライフサイクル全体が実現されるでしょう。

実験結果がうまくいけば、宇宙ステーションで勤務する宇宙飛行士たちは、ときどき時間を割いて農作業をしたり、宇宙で数株の米を植えたりする必要が生じるかもしれない。

中国科学院宇宙応用工学技術センター研究員、蒼華星氏：宇宙の植物に関する法則を徹底的に研究すれば、宇宙での栽培や生育に適した食用作物をさらに栽培することができます。将来、月であろうと火星に移住するにしても、火星で食用作物を育てることは非常に有意義なことでしょう。

ウェンティアンキャビンでは、この生命生態実験キャビネット 1 台だけで 5 つの実験プラットフォームを提供でき、各プラットフォームには複数の実験対象を配置できます。

中国科学院宇宙応用工学技術センター研究員、Cang Huaixing氏：ゼブラフィッシュとウキクサという、非常に小さな生態系単位を構成する2つの生物について研究を行うことができます。肺細胞培養実験を行うプロジェクトもあります。上空からの放射線によって肺細胞が変化し、最終的に腫瘍細胞に進化する可能性があります。細胞レベルでは、これは癌を意味します。これを研究することも非常に有意義です。

生命科学専用の実験キャビネットに加えて、可変重力科学実験キャビネット、科学グローブボックス、低温保管キャビネットなど、宇宙に打ち上げられた特別な研究条件を提供する「公共」実験キャビネットもいくつかあり、宇宙科学実験のためのより詳細な実験条件を提供できます。

キャビン内の実験キャビネットに加えて、科学者がより開放的な宇宙環境で実験を実施できるように、キャビンの外にも多くの宇宙曝露プラットフォームがあります。現在、宇宙ステーション全体では、約1,000件の科学研究プロジェクトが継続的に計画され、実行されています。

中国有人宇宙計画の宇宙応用システム副主任設計者で、中国科学院宇宙応用工学技術センター統合技術センター所長の王克氏：「天宮1号に乗っていたとき、対象宇宙船には生命科学実験が搭載されており、その重量は数十キログラムに上りました。ミッション全体の重量は500キログラム未満で、その10分の1近くをたった1つの植物で占めていました。今宇宙ステーションに入れたらどうすればいいでしょうか？植物栽培ユニットを持ち上げるだけで、コストはわずか数キロです。当社の実験キャビネットは、照明、環境制御、データ処理のすべてを提供します。このキャビネットはフィールド実験室に相当し、1 つの実験キャビネットで数百の科学実験を継続的にサポートできます。

宇宙飛行士がこれらの作業を効率的に遂行できるように、中国の宇宙ステーションは地上にペイロード運用管理センターを建設した。宇宙実験を設計する科学者は、宇宙ステーションから送信されるビデオやその他の情報を通じて、機器のデバッグや操作の進行状況をリアルタイムで監視し、宇宙飛行士にオンラインでガイダンスを提供することができます。

中国科学院宇宙応用センター研究員郭麗麗氏：私たちはこれを遠隔科学、あるいは遠隔操作と呼んでいます。現在、これをより良く活用する方法は、中継衛星を介してアップリンクおよびダウンリンクのネットワーク通信プロセスを実現することです。実験の進行状況をリアルタイムで確認し、いくつかの現象を発見し、戦略、計画、またはパラメータを適時に調整して、より良い結果を得ることができます。

神舟14号の宇宙飛行士にとって、国家宇宙実験室を建設するという使命はまだ終わっていない。 3か月後には、2番目の実験モジュールである孟天実験モジュールも打ち上げられる予定です。孟天カプセルが設置されると、国家宇宙実験室の科学研究能力は再び大幅に強化されることになる。

中国科学院宇宙応用工学技術センター応用開発センター長張偉氏：宇宙初のマウスの誕生と宇宙生命の育成に期待しています。国のニーズに応えるため、数多くの新素材を準備していきたいと考えています。同時に、今後の宇宙天文観測を通じて、宇宙の起源や進化といった大きな問題に関して新たな発見や新たな法則の解明が期待されます。

神舟14号の乗組員が6月に出発したとき、この乗組員が最も重い任務を担う乗組員だと誰もが言っていたが、今やそれは本当のことのようだ。ランデブーとドッキングは今朝3時30分に完了し、宇宙飛行士たちは8時に一日の作業を開始しました。設定する条件や実行するテストが多数あります。客室内の貨物パッケージを開梱し、機器を設置する必要があります。仕事のスケジュールがいっぱいです。全ての準備が整うと、一連の宇宙実験と船外活動が直ちに実施される。

私たちの小さな友達「ウェンティアン」はここにいます。そして、数か月後には、私たちの小さな友達「メンティアン」も宇宙に行きます。我々は、3つのモジュールが合流し、中国の宇宙ステーションが基本的に完成する日を心待ちにしています。

出典: CCTVニュースクライアント