2023年6月に宇宙飛行士が3Dプリントされた火星シミュレーション居住地に正式に入ることが予想されている。

はじめに: 将来、火星で生活するということは、より高い放射線レベル、酸素不足、極地の氷床の下に埋もれた凍った水、そして華氏マイナス 220 度まで下がる寒さに耐えることを意味します。新たな地球外環境では全く異なる生活様式が求められるため、NASA は人類が火星に到着する前に（2033 年以降）、宇宙飛行士がまず火星での過酷な生活にどう適応できるかを研究したいと考えています。

2022年11月、NASAと3Dプリント建設大手のICONは、テキサス州ヒューストンにあるNASAジョンソン宇宙センターに、火星での生活や仕事をシミュレートする3Dプリントされた1,700平方フィートの居住施設「Mars Dune Alpha」の建設を完了した。このミッションは、NASA の宇宙飛行士の健康とパフォーマンスアナログ (CHAPEA) プログラムにおける 3 つのミッションのうちの最初のものです。 2023年4月、アンタークティックベアは、NASAが最初のミッションを2023年6月に開始する予定であると発表したことを知りました。その際、宇宙飛行士は訓練基準に合格する必要があるほか、ボランティアは3Dプリントされた火星シミュレーション居住区に入り、火星の生活環境を体験します。

3D プリントによる火星表面居住シミュレーション<br /> 「マーズ・デューン・アルファ」と名付けられたこの3Dプリント構造物は、現実的な火星の居住環境をシミュレートし、長期にわたる探査クラスの宇宙ミッションをサポートします。アルファ火星の砂丘での生活は、将来の火星表面の居住地に住む人々が経験すると予想されるものと似たものになるでしょう。 3D プリントされた居住区のレイアウトは、居住区内に生活エリアと作業エリアを別々に設けるように設計されています。

なぜ 3D プリントなのか?
将来の宇宙探査居住地は、積層造形法を使用して 3D プリントされる可能性があり、コストのかかる大量の建築資材を複数回の飛行で打ち上げる必要がなくなります。

宇宙飛行士のミッション:
3 人の乗組員が選抜され、1 年間のミッションで火星デューンアルファに居住します。各乗組員は 4 名と 2 名の交代乗組員で構成されます。シミュレーションミッションは、NASA の宇宙食糧システムを評価するとともに、将来の宇宙ミッションにおける身体的および行動的健康とパフォーマンスの結果を評価するための貴重な洞察と情報を提供します。火星砂丘アルファ居住区からの研究は、NASA によって、長期ミッション中に火星で生活する乗組員の健康とパフォーマンスをサポートするためのリスクとリソースのトレードオフを通知するために使用されます。

生息地の印刷統計:
●テクノロジー: ICON の次世代 Vulcan 建築システム ●サイズ: 1,700 平方フィート ●素材: コンクリート

Mars Dunes Alpha の機能は次のとおりです:
4つのプライベートクルーの居住区、専用ワークステーション、専用医療ステーション、共用ラウンジエリア、キッチンと食料栽培ステーション

乗組員の健康とパフォーマンスの探索アナログハビタットのサンドボックス部分には、VR 移動中に使用されるトレッドミルなどの機器が含まれています。

1年間に及ぶシミュレーション期間中、宇宙飛行士たちは、居住地外での模擬宇宙遊泳や「火星散歩」（一部仮想現実技術を使用）、ロボット操作、居住地の維持管理、個人衛生、運動、作物栽培など、さまざまなミッション活動を実施する。火星への旅を可能な限り現実的なものにするために、乗組員は資源の制限、孤立、機器の故障などの環境的ストレスにも直面することになる。 CHAPEAジョンソンの副プロジェクトマネージャー、レイナ・マクロード氏は、CHAPEAの乗組員のために現実的な環境と作業負荷を設定することで火星の生活をシミュレートしようとしたと語った。

火星の重力は地球の約3分の1であるため、これは宇宙飛行士がミッションを遂行する上で大きな課題となるでしょう。そのために、NASAは火星の風景を再現するために赤い砂で満たされた1,200平方フィートの「砂場」セクションを創設し、仮想現実の歩行のためのトレッドミルなどの設備も備えている。

△生息地サンドボックスの360度パノラマビュー。

シミュレーションされた生息地で実行されるタスクはすべて同じではなく、さまざまです。たとえば、宇宙遊泳の模擬実験では、宇宙飛行士は、興味のある岩石の位置を特定して特定し、居住区内の宇宙飛行士に固有の特徴を伝えてデータベースに入力し、記録用に写真を撮り、岩石から抽出されたサンプルを回収して居住区に持ち込んで分析するなど、フィールド地質学作業に重点を置きます。その他の期間中、作業員は建設活動をシミュレートして現場を評価します。一部の VR ウォークスルーには、実験パッケージの設定や、ソーラーパネルの機能を最適化するための粉塵除去手順の実行など、シミュレートされた科学およびメンテナンスアクティビティが含まれます。

△2023年夏、遠い惑星での生活を居住空間でシミュレートする初の1年間のシミュレーションミッションが始まる。

「我々は、宇宙飛行士が火星の表面で行うのと一致する、いくつかの異なるタイプの船外活動を検討しています」とマクラウド氏は説明した。「地質学の仕事や建設作業、そして探査です。CHAPEA では、地質学、建設、探査の 3 つの分野を検討しています」。模擬ウォークスルーに加え、宇宙飛行士は火星滞在中に探査能力を拡張するため、ロボット要素を遠隔操作する時間も過ごすことになる。

△乗組員の健康およびパフォーマンス探査シミュレーション居住区内には、模擬宇宙遊泳中に採取された岩石サンプルを分析するためのグローブボックスを備えた地質学ワークステーションがあります。

CHAPEAロボット操作中、宇宙飛行士はヘリコプターのようなドローンと移動ロボットの制御を担当することになる。宇宙飛行士は居住区内で2人1組で作業し、ドローンやロボットを操作して遠隔地を調査し、岩石サンプルを特定して回収し、地質情報を記録します。ロボット工学の要素は非常に興味深い活動であり、将来の火星宇宙飛行士が遠隔操作のドローンや探査機を使用して偵察範囲を拡大できるため、乗組員に多大な助けとなります。 ”

NASA は、アルテミス計画を通じて、長期的な科学と探査のために月への再訪を主導しています。この 3D プリントされた模擬居住施設を建設する最終的な目標は、NASA の地上の模擬火星居住施設を離れた最初の宇宙飛行士から得られる教訓が、NASA が月から火星までの探査における最も重要なステップの 1 つである、そこで乗組員が遭遇する可能性のある課題に対してより適切に備えるのに役立つことです。

2023年6月に宇宙飛行士が3Dプリントされた火星シミュレーション居住地に正式に入ることが予想されている。

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