宇宙に行く新しい方法

アラン・ユースタス氏が今年 10 月、ニューメキシコ州の砂漠から宇宙へと打ち上げられたとき、それは静かなシューという音と、ハーネスのわずかな揺れとともに起こった。グーグルの 57 歳のコンピューター科学者は、260 ポンドの与圧宇宙服を着て、ドライクリーニング袋ほどの薄さのポリエチレン製風船から一人でぶら下がっていた。風船が着実に空中に上昇するにつれ、内部の小さなヘリウムの泡が膨張し始め、1 マイルごとに風船の形が変わっていった。最初は、クラゲのように、だらりと楕円形で空に向かってうねっていた。次に、柔らかく球根状の涙滴型になった。そして最後に、ユースタス氏が目的地である地球の表面から 25 マイル上空に近づくと、風船は完全に硬く丸くなり、フットボール スタジアムほどの大きさのきらめく物体になった。彼の上には宇宙の暗闇が広がっており、彼の下には、人類を長い間この高みへと惹きつけてきたもの、つまり、魂を揺さぶる地球の曲率の眺めがあった。

ユースタスの飛行は、宇宙時代の幕開け以来ロケットの燃え盛る轟音と同義である宇宙旅行とは正反対のものに思われた。有料の顧客を宇宙の果てまで運ぶために競争している最初の民間企業、ヴァージン・ギャラクティック、エックスコール・エアロスペース、ブルー・オリジンは、宇宙飛行士が体験するようなスリル満点の旅を約束している。しかし、ゆっくりと穏やかさを売りにする別の宇宙競争が形になりつつある。一握りの新興企業が、巨大な気球の下で成層圏への観光旅行を開拓しようと急いでいる。「気球は離陸するための美しいメカニズムです」とユースタスは言う。「完璧なバランスが取れていて、完全に静かで、上昇中に振動はありません。」高度に達すると、乗客は風に漂い、加圧カプセルの快適さから外を眺める。数時間後、翼の形をしたパラフォイルの下を滑空して地球に戻る。

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ある企業にとって、ユースタスのストラテックスミッションは原理の証明であり、成層圏気球旅行の「ワンマン版」だったとタバー・マッカラム氏は言う。彼とパートナーのジェーン・ポインター氏はパラゴン・スペース・デベロップメント・コーポレーションを率い、ユースタスの飛行計画を管理し、生命維持装置を製作した。その後、夫婦はアリゾナ州ツーソンでワールド・ビュー・エクスペリエンス社​​を設立し、1人7万5000ドルで10万フィート（19マイル）まで客を運ぶ初の企業となることを目指している。初飛行は2017年までに実施されると見込んでいる。

バルセロナのゼロ2インフィニティと中国の新興企業スペースビジョンも、今後数年以内に乗客を空輸することを計画している。両社はそれぞれ約12万5000ドルと8万ドルでチケットを販売している。料金は高額だが、ヴァージン・ギャラクティックの弾道宇宙飛行機の座席料金25万ドルや、ブローカーのスペース・アドベンチャーズが国際宇宙ステーションへの1週間の旅に請求する5000万ドルに比べれば大したことはない。

総合的に見て、気球はより包括的な宇宙旅行の形を提供できる可能性がある。「非常にゆっくりとした穏やかな飛行で、ゆっくりとした穏やかな帰還で、何時間もそこにいられる」とマッカラム氏は言う。離着陸の重力がないので、飛行に伴う健康上の制限は最小限だ。乗り物酔いも問題にならないだろう。カップルは宇宙の近くで結婚式を挙げたり、祖父母の誕生日を祝ったりできるかもしれない。ワールド ビューは、将来の飛行の座席を確保するためにすでに 7,500 ドルの保証金を徴収している。「家族が申し込んでカプセル全体を購入したこともあります」とマッカラム氏は言う。「両親と子供を連れて行くこともできます。家族全員が宇宙にいるというのは、Facebook の最高のステータス アップデートになるでしょう。」

スケールド・コンポジッツが民間宇宙飛行のための1000万ドルのアンサリXプライズを獲得する2年前の2002年、ゼロ2インフィニティの創設者ホセ・マリアーノ・ロペス＝ウディアレスは大学院で「宇宙観光の将来的発展における気球の役割」と題する論文を執筆した。その中で彼は、成層圏気球飛行が年間100億ドル規模の産業になる可能性があると計算した。ロペス＝ウディアレスは、観光客をそのような高度に送るのに必要な技術の多く、つまり気球、ヘリウム燃料、加圧カプセルは十分に実証されていると指摘した。また、比較的安価で入手も容易だ。

対照的に、ロケットの飛行は費用がかかり、困難でもある。昨年秋、ヴァージン ギャラクティック社のスペースシップツーがモハーベ砂漠上空で爆発し、テストパイロットが死亡したとき、人々はそのことをはっきりと思い知らされた。「ロケットに点火すると、1万通りのことが起きる可能性があるが、そのうち良いことは1つだけだ」と、最近ゼロ2インフィニティの顧問に就任した元NASA宇宙飛行士のマイケル ロペス アレグリア氏は言う。気球の場合、「それほど速く飛ばないし、それほど高く飛ばないし、システムにそれほど多くのエネルギーを投入しない」と彼は言う。

ヴァージン ギャラクティックは、宇宙への入り口と広く考えられている高度62マイルを少し超えた高度33万フィート近くまで飛行する計画だが、気球は高度10万フィートを少し超える程度で到達する。この差は、見た目ほど大きくない。「その高度では、大気の99パーセントが足元にある」と、元スペースシャトルの機長で現在はワールド ビューの飛行運用部長を務めるマーク ケリーは言う。「基本的には真空状態。宇宙の暗闇の中にいる」。ケリーは、気球の方がリスクが少ないというロペス アレグリアの意見に同意する。「人々をその有利な地点まで運ぶ際の複雑さを取り除けば、少なくとも理論的には、はるかに安全に運ぶことができる」

気球の単純な性質は、長い間人々の心を惹きつけてきました。実際、気球は最初の宇宙開発競争の原動力となりました。1931年、オーギュスト・ピカールとポール・キプファーは、加圧カプセルに入った気球で成層圏まで運ばれました。この偉業は、1931年8月の『ポピュラーサイエンス』誌で「フィクションを超える冒険」と評されました。当時、私たちは次のように書きました。「17時間後、死亡したと思われたが、彼らは高度52,000フィート（約10マイル）以上から無事に帰還し、あらゆる航空機高度記録を破った。」1950年代を通じて、新たな記録が樹立され、破られ続けました。そして1960年には、アメリカ空軍のジョー・キッティンガー大尉が102,800フィートまで上昇しました。彼の記録は、2012年10月にオーストリアのスカイダイバー、フェリックス・バウムガルトナーが128,100フィートまで上昇するまで、52年間破られませんでした。ユースタスは2年後にバウムガルトナーの記録を超え、標高135,890フィートに到達した。

ユースタスは、キッティンガーやバウムガートナーがそうであったように、成層圏でしばらく浮遊し、彼が「素晴らしい」と呼ぶ景色を眺めた。今思い出すように、「光が大気のさまざまな層を拡散する様子を見るのは美しい」。そしてユースタスは気球を放ち、宇宙服だけを身にまとって地球に落下した。彼の体は時速 822 マイルに達し、音速を超えたが、大気が厚くなり、パラシュートが開いて降下速度を緩めた。気球を使った新しい形の観光を成功させるには、企業は顧客を上空だけでなく下空にも連れていく方法を考え出さなければならないだろう。

成層圏への気球飛行は、打ち上げ、高度での快適な巡航、そして地球への帰還という3つの段階に分かれる。最初の段階は簡単なはずだ。ワールド・ビューは、商業飛行では、直径400フィート以上の気球を使用する予定だ。これはユースタスを運んだ気球と同じサイズだ（9,000ポンドの観光カプセルを牽引することになるが、気球はそれほど高く上昇する必要はない）。ストラテックス・ミッションのおかげで、ワールド・ビューのチームは気球の打ち上げを練習している。

Zero2Infinityは、成層圏観光と商用衛星配送システムという2つの異なる事業の試験として無人気球を打ち上げている。同社はまた、両方の用途に応用する計画のドーナツ型の機体も設計している。観光客を運ぶバージョンはBloonと呼ばれ、パイロット2人と乗客4人を乗せられる大きさになる。同社はこれまでにその半分の大きさの試作機を製作し、小型のヒューマノイドロボットを近宇宙に送るのに使用した（「昔なら犬か猿だったでしょう」とロペス＝ウディアレスは言う）。カメラとセンサーを搭載したロボットは、Zero2Infinityのエンジニアが乗客の体験を理解するのに役立った。ロボットが外壁を取り囲む窓から外を見ると、反射で景色が台無しになった。その結果、窓の位置が変わる可能性が高いとロペス＝ウディアレスは言う。

ワールド ビューは、両側に展望窓を備えた長方形のカプセルを構想している。小型のウィネベーゴほどの大きさで、乗客 6 名、パイロット 1 名、乗務員 1 名が座れる。離陸と着陸の際にはシートベルトを締める必要があるが、ほとんどの飛行時間は、そよ風に吹かれて湖面を滑走する小舟のような、気ままな帆走となる。高度 10 万フィートでは風速が時速 130 マイルに達することもあるが、その高速さは体感できない。唯一の基準点である地球がほとんど動いていないように見えるからだ。カプセルにはバーとトイレが設けられ、乗務員はバーテンダーとツアー ガイドを兼ねるとマッカラム氏は言う。

マッカラム氏とロペス＝ウルディアレス氏は、気球旅行では飛行中ずっとシャツの袖をまくったままの環境を提供するべきだという点で一致している。「目標は訓練も宇宙服も不要にすることです」とマッカラム氏は言う。「これは民間航空機の飛行と非常に似ており、ブリーフィングを受けてすぐに出発します」。しかし、加圧カプセルの外は危険な環境だ。露出すればほぼ即死だ。そのため、緊急事態が発生した場合に快適さと安全性のバランスをどう取るか、各社は決めなければならないだろう。

マッカラム氏によると、カプセルにはバーとバスルームが設けられ、乗組員はバーテンダーとツアーガイドを兼ねる予定だという。

「少なくともパイロットは宇宙服を着用すべきだ」と、バウムガートナーを成層圏に運んだ加圧カプセルを製造した航空宇宙企業セージ・チェシャーのアート・トンプソンは言う。「機体に問題があった場合、パイロットが制御できるようにしたい」。トンプソンによると、最も賢い戦略は、観光客にも宇宙服を着るように説得することかもしれない。もちろん、宇宙服を着るには訓練が必要で、宇宙飛行士のように見えることは、高度10万フィートでカクテルをすすったり、子供の手を握ったりできるほど魅力的ではないかもしれない。現時点では、企業は問題が検知された場合にカプセルを着陸させる能力に頼っているだけのように思われ、不格好な衣服や自由落下のスキルは必要ない。

旅の第三段階である帰還は最も困難を伴う。そのためワールド ビュー社は現在、カプセルを地球に運ぶパラフォイルの改良に注力している。「滑走路まで飛行し、所定の場所に静かに着陸できるだけの十分な航続距離を確保したい」とマッカラム氏は言う。「10万フィートから着陸するという試みは、これまで一度も行われたことがない」。その高度の空気は非常に薄いため、可能かどうか疑問視する声も多かった。しかし同社はこれまでに、無人パラフォイルを10万フィートから3回飛行させており、そのたびに積載量は約100ポンド。今夏はこれを10倍に増やし、米国南西部で1,000ポンドの積載量でGPS誘導システムをテストする予定だ。 「すべてが順調に進めば、今年末までには9,000ポンドのカプセルとそれに見合った大型パラフォイルを搭載した本格的な飛行が可能になるだろう」とマッカラム氏は言う。

今年も予定されている Zero2Infinity の今後の飛行の焦点の 1 つは、カプセルからライブ ビデオを送信する高速テレメトリ リンクのテストです。同社の別の部門は、従来の航空機の救助システムとして機能する可能性のある巨大なパラフォイルの開発に注力しています。観光用カプセルに最終的に使用されるものよりはるかに大きいものですが、この技術を 2 つの用途に使用できることで、開発が加速され、リスクとコストが削減されると、ロペス ウルディアレス氏は言います。

観光旅行中、パラフォイルは少なくとも部分的にパイロットによって操縦されるため、両社は有人テスト飛行を行う必要がある。テストパイロットの一部は、おそらく元NASA宇宙飛行士になるだろう。ケリー氏は、自分のようにスペースシャトルを操縦したことがある人は、ゼロからのスタートではないと語る。シャトルも無動力で降下するグライダーだった。パラフォイルやカプセルと同様、生み出せる揚力に対して大きな抗力に遭遇した。訓練のため、ケリー氏はこの夏、飛行機から飛び降りて小型パラフォイルの操縦を学ぶことに時間を費やす予定だ。ワールドビューのパイロットチームを編成する責任者ではあるが、初期の有人テスト飛行の少なくとも一部は自分で完了し、成層圏への初の商業飛行でパイロットを務める予定だ。

ケリー氏は、ワールド ビューのビジョンのシンプルさ (少なくともロケット飛行と比較すると) が、このプロジェクトに惹かれた理由だと語る。潜在的な観光客も、同じ理由で、同じ見返りを期待して引き寄せられるだろう。初めて宇宙に行く前、ケリー氏は最も素晴らしいことは無重力状態で浮遊することだと確信していた。「そうではありませんでした」と、今は語る。「最大の収穫は、自分の目で惑星を見ることです。宇宙にただ浮かんでいる丸い球体です。」

人生最高のライド

宇宙旅行では、チケットの値段や冒険の好みに応じて、さまざまな体験ができます。ここでは 2 つを紹介します。

成層圏気球

1. 夜明けの数時間前にカプセルに乗り込みます。成層圏まで運ぶ巨大なポリエチレン気球が上空にそびえ立っています。座席を選びますが、どの席でも構いません。どの席も回転して 360 度の眺めが楽しめます。元宇宙飛行士のパイロットによる 5 分間の説明の後、宇宙船は上昇を始めます。

2. 上昇はゆっくりと安定しており、平均時速約 11 マイルです。ほとんど感じません。気球内のヘリウムが膨張するにつれて、気球の形状は細長い涙型から張り詰めた丸い形に変わります。1 時間半後、気球は 100,000 フィートに到達します。自由に歩き回ったり、トイレに行ったり、カクテルを飲んだりできます。

3. 機体はこの高度で漂う。機体の動きは穏やかで、パイロットはそれを「セーリング」と呼んでいる。彼らは星座や惑星を指差す。やがて日の出が始まり、19 マイル下にあるグランドキャニオンの曲がりくねった傷跡を照らし出す。パイロットは、いわゆるオーバービュー効果、つまり地球を見下ろすときに感じる視点の感情的変化を初めて体験したと語る。あなたは携帯電話を取り出して、成層圏からの自撮り写真を撮影する。

4. 2 時間後、パイロットは気球からヘリウムを排出して降下を開始します。次に気球を解放し、カプセルを 100 フィート幅のパラセイルに吊り下げます。気球は方向を定めて滑空を開始します。風は気球を数百マイル押し上げ、パラフォイルは帰還時にその距離のほとんどを担います。パイロットの注意は飛行に集中します。これは彼が訓練してきた旅の一部です。その感覚は、完全に無音の小型飛行機に乗っているのと似ています。急降下には 1 時間もかからず、離陸から 4 ～ 5 時間後に飛行場に到着します。

ロケット推進飛行機

1. あなたは、離陸まであと数秒の Lynx 弾道宇宙飛行機の助手席にしっかりと座っています。健康診断に合格し、2 日間の訓練を終えて、重力加速度に対処するための浅い呼吸などのコツを学びました。機内は加圧されていますが、予備として圧力服を着用しています。航空管制官がヘルメットの無線を通じて話します。「離陸許可。3、2、1。点火。」

2. 飛行機の尾部にある 4 つのロケット ブースターが点火し、宇宙船は滑走路から轟音をあげて飛び立つ。60 秒後には超音速に達するが、コックピット内からはそれがよく分からない。分かっているのは、自分が高速で飛行しているということだけだ。リンクスの機首が上がり、75 度の角度で大気圏を猛スピードで上昇するにつれ、機体は後ろに傾く。高度計が 330,000 フィートに向かってカチカチと音を立て、地球の表面が消えていく。

3. すると突然、そこにいるのはパイロットのあなたと宇宙の暗闇だけになります。重力はもはや腕を引っ張る感じはなく、地球の曲率をはるかに超えて見渡すことができます。無重力状態です。パイロットはあなたを軌道から外さないようにブースターを調整しますが、このときこそあなたが景色を楽しむときです。

4. 約 5 分後、下降が始まります。重力が戻ってきて、以前よりも強くなります。再突入は迅速かつ強力です。最大時には、重力の 4 倍の圧力を感じます。リンクスが大気圏をつかむにつれて力は弱まり、すぐに巡航高度に達します。宇宙船は今では民間航空機のような感じになり、着陸装置が下がり、最終進入を行います。30 分間の飛行の後、出発地点に戻って着陸します。

この記事はもともと、2015 年 8 月号の『Popular Science』に「Wish You Were Here」というタイトルで掲載されました。