COVID酸素不足によりNASAのロケット打ち上げが遅れている

病院がCOVID-19患者で満員になる中、NASAは今後の衛星打ち上げを延期すると発表した。飛行に必要な液体酸素は病院で必要とされており、医師らは危険な状態のCOVID-19患者の生命維持にこの重要な資源を使用している。

「医療用酸素は会員にとって最優先事項です」と、米国の業界団体である圧縮ガス協会の技術・規制問題担当副会長リチャード・クレイグ氏は言う。

酸素を輸送するために必要な資格を持つトラック運転手の不足が問題をさらに悪化させており、他のロケットの打ち上げも延期されるのではないかと懸念されている。

コロラド州で最近開かれた宇宙シンポジウムで、スペースXの社長グウィン・ショットウェルは、液体酸素を入手できる人は誰でも連絡するよう呼びかけた。「私たちは病院に必要な酸素を確実に供給するつもりですが、液体酸素の余剰がある人は私にメールを送ってください」と彼女は言った。

スペースXの創業者イーロン・マスク氏は、不足は「リスクではあるが、まだ制限要因ではない」とツイートした。同社は今年、26回以上のロケット打ち上げを計画している。

この遅延はなぜ問題になるのでしょうか?

打ち上げが早くても9月23日まで延期されたランドサット9号は、8日ごとに地球の画像を撮影し、陸上資源を監視して科学者に貴重な情報を提供するように設計されている。

打ち上げ前のブリーフィングで、ランドサット9号プロジェクトの科学者ジェフ・マセック氏はランドサットをスイスアーミーナイフに例えた。「1つの基本的な観測や測定から、さまざまな科学アプリケーションに情報を提供します」と同氏は語った。

[関連: ジェフ・ベゾスがNASAを訴える。その理由はこうだ。]

ペンシルベニア州立大学の工学設計、電気工学、航空宇宙工学の教授であるスヴェン・ビレン氏は、病院が重要である一方で、宇宙産業による酸素の需要も増えていると指摘した。「地球上の人道的危機や気候変動に重点を置くべきだと言う人々は、宇宙が何をもたらすかを十分に理解していないと思います」と同氏は言う。「これは、GPS信号やハリケーンを追跡できる気象衛星を通じて地球上の生活を向上させるシステムの一部なのです。」

ロケットにはなぜ酸素が必要なのでしょうか?

何かを燃やすと、それは酸化される。地球上で火を起こすと、空気から酸素を吸収することができる。しかし、大気圏に上がると、空気から吸収できる酸素はすぐにほとんど残らなくなる、とビレン氏は言う。つまり、ロケットが機能するには、独自の酸素、しかも大量の酸素が必要なのだ。

1920 年代、ロバート H. ゴダード博士は、初期の革新的なロケット エンジンのテストに液体酸素を使用していました。これは、今日でも最も一般的に使用されているロケット推進剤の 1 つです。また、今日では化学処理や溶鉱炉など、他の多くの産業でも使用されています。

ビレン氏は、この燃焼プロセスを YouTube 動画に例えました。YouTube 動画では、人々がグリルの点火をどんどん早くしようと試み、最終的に液体酸素を注ぐというアイデアを思いつきました。液体酸素を注ぐと反応が加速し、あっという間に全体が焦げてしまいます。「基本的に、ロケットで起こってほしいのはこれです」とビレン氏は言います。「ロケットを浮かせる推力を得るために必要な速度でロケット燃料が燃焼するように、酸素を十分速く供給しようとしているのです。」

液体酸素はどのように作られるのでしょうか?

業界ではLOXと呼ばれる液体酸素を製造するには、エンジニアが空気を極低温まで冷却します。次に、この液体を蒸留プロセスにかけ、窒素や空気中の他の成分から酸素を分離するために、このプロセスを複数回行うこともあります。

病院では、医師は患者に酸素を投与して、呼吸する酸素濃度を空気中に自然に存在する濃度より高くする。「患者は必ずしも 100% 純粋な酸素を必要としたり望んだりするわけではありません」とビレン氏は言う。

しかし、ロケットの観点からは、かなり純粋な酸素が求められます。なぜなら、ロケット燃料と混合する化学プロセスだからです。つまり、宇宙打ち上げに使用される酸素は、はるかに純粋でなければならないということです。

[関連: 小さな部品に関わる大きな危機、世界的なチップ不足を理解する]

医療現場では、酸素はほぼ例外なくガスとして使用されます。酸素が液化酸素として現場​​に到着する主な理由は、液化酸素の方がはるかに凝縮された状態で保管できるためです。

COVID-19パンデミック中の多くの業界と同様に、エア・リキード、プラクスエア、エアガスなどの液化酸素供給業者は、人々の現在のニーズに合わせて生産量を調整する必要があるかもしれない。「問題は、酸素を製造するための設備容量が現時点で限られていることです」とビレン氏は言う。「そして、特に医療の面から、酸素の利用者が増えています。」

次に何が起こるのでしょうか?

ビレン氏はこれを、人々が在宅勤務に移行し、工業用トイレットペーパーから小ロールへの需要が高まった2020年の大規模なトイレットペーパー不足に例える。「業界はすぐに対応を変えることはできませんが、しばらくして供給ラインを整理し、解決策を見つけました」と同氏は言う。

彼は、市場が酸素を最も必要とする人々のためにより多くの酸素を生産し始めることで、この問題が解決すると予想している。「これは一時的な不具合に過ぎません」と彼は言い、本当に必要なら、政府は防衛生産法を使って航空製品会社にスペースXのような会社よりも病院に酸素を届けることを優先するよう指示できると付け加えた。