宇宙学校の試練と苦悩

宇宙に人を送る際には、常に欠点を率直に評価する必要があり、初期の頃は欠点のない人を見つけることが課題でした。最初は戦闘機のパイロットでした。危機的状況でも冷静で、身体的に完璧で、管制センターの指示を疑うことなく実行する人です。その後、宇宙が軍事目的以上のものであることが明らかになると、宇宙機関は科学者の飛行訓練を開始し、それ以外はまともな研究者を戦闘機やプールに送り込み、視力、循環器系、性格に欠点がないか容赦なく検査しました。

今、新たなカテゴリーの宇宙旅行者が成層圏のさらに先へと向かっている。宇宙旅行に挑戦するためだけに少なくとも2年間訓練する戦闘パイロットや天体物理学者ではなく、機内持ち込み手荷物、iPad、乗り物酔いを抱えた私たち一般人だ。一般市民、一般人。

本稿執筆時点で、ヴァージン・ギャラクティック社のスペースシップツーはマッハ1の初テスト飛行をすでに成功させており、今年後半に宇宙へ打ち上げられる際には出資者のリチャード・ブランソン氏が搭乗する予定だ。一方、エックスコール・リンクスのプロトタイプは今年初めにテストが予定されており、その後すぐに乗客を乗せた弾道飛行を行う予定だと同社は述べている。また、スペースX社は最近、独自の旅客宇宙船の開発を開始した。

これまで、最後のフロンティアである宇宙は、私たちのほとんどにとって、手の届かない不思議な魅力を持つ空間として、ほとんど抽象的な存在でした。しかし今や、手の届くところにあります。宇宙の民主化が到来したのです。

もちろん、注意点もある。チケットは安くはない。ヴァージン ギャラクティックや XCOR の座席は 95,000 ドルから 250,000 ドルかかるため、非常に裕福な人や熱心な人しか利用できない。そして、飛行の問題もある。広報担当者によると、「ヴァージン ギャラクティックは、当初の評価とトレーニングに基づき、ほとんどの人が飛行できると予想しています」とのことだ。しかし、宇宙旅行には驚くほどの体力が必要だ。私はそのことを身をもって知った。

ペンシルベニア州南東部のうだるような夏の日、私は米国で唯一の民間運営の宇宙飛行訓練施設である国立航空宇宙訓練研究センター（ナスター）の入り口に足を踏み入れた。ショッピングモールやオフィスビルに囲まれた倉庫のような、かなり地味な施設だが、ここは宇宙飛行士を目指す人々が地球を離れずに打ち上げと再突入という二重の試練に耐えられる数少ない場所の 1 つである。

ナスター センターは、軍、民間、民間パイロットの訓練を行っており、親会社で国内最大手のシミュレーター製造会社であるエンバイロメンタル テクトニクス コーポレーション (ETC) のショールームとして機能している。同盟国の空軍がフライト シミュレーターの購入を希望する場合、ETC は担当者をここに招いて、彼らを説得する。そして、民間宇宙産業において、同社は自社のサービスの新たな市場を見つけた。

建物に入ると、壁一面に著名な訪問者のギャラリーが並んでいるのが目に入る。その中にはバズ・オルドリンやリチャード・ブランソンもいる。廊下の先には射出座席シミュレーターと低圧室がある。そして、巨大な遠心分離機があり、今日はこれに吐き出さないように頑張るつもりだ。

ロビーで、持参した特注の青と赤のフライトスーツに身を包んだ、浮かれた希望に満ちた4人と握手した。彼らは、米国ロケットアカデミー（USRA）の最初の飛行候補者たちだ。USRAは、NASAの宇宙飛行士が耐えなければならない厳しい2年間の訓練を省略できる、宇宙飛行士資格を持つ一般人、いわゆる市民宇宙飛行士という新しいカテゴリーを作ろうとしている非営利団体だ。2014年のXCOR Lynx飛行のチケットを持っているこの4人は、地球を離れる最初の市民宇宙飛行士の一人となる。彼らは、ここナスターセンターにいることで、この新しいクラスの宇宙飛行士の訓練プロトコルを確立し、いつか搭乗券に付随する一連のテストを定義することに貢献したいと考えている。

Gy航空機や宇宙船内で横方向の G 力を長時間経験することは極めて稀です。横方向の G 力が発生するのは、フラットスピンまたは T 字型衝突の場合のみです。Gy により臓器が動いたり、外れたりすることもあります。

飛行の力

Gxこれは典型的な、唇が剥がれるほどの G 力です。恐ろしく見えますが、最も耐えられるものです。1950 年代に、米国空軍のジョン・スタップ大佐は、人間が 45 Gx 以上でも生き残れることを実証しました。

Gz航空機がループを実行すると、垂直方向の G 力が発生します。G 力が強すぎて頭部から血液が失われると、トンネル視野や意識喪失を引き起こします。

「これは、市民宇宙飛行士養成プログラムのベータ/アルファテストです」と、マイクロソフトでのキャリアを経て USRA を設立し、現在はグループを率いているエド・ライトは言う。「私たちは、単なる宇宙旅行者ではなく、宇宙オペレーターになりたいという人材を育成する予定です。」 まるでフライトヘルメットをかぶるために作られたかのような完璧な丸い頭を持つ 50 代前半のライトは、このテストを何ヶ月も計画してきた。彼は民間宇宙運動を信じている。そして、それが新しいタイプの市民科学のプラットフォームになり得ると考えている。 USRA の 4 人のメンバーは、宇宙での貴重な数分間に、オンラインで提出された数十のプロジェクトから選んだいくつかの実験を行う予定だ。これは科学研究のより低いレベルでのもので、NASA のバースには適さないかもしれないが、軌道上での最短時間でも恩恵を受ける可能性がある。しかし、そのためには、まず健全な心身で宇宙に到達しなければならない。

ロビーの脇にある教室で、私たちは2時間ほどの講義を受けた。シンガポール空軍の元航空医官、スウィー・ウェン・ファンが、ニュートン物理学と人体生理学の基礎をやさしく教えてくれた。私たちの体はほとんどが水で、循環器系がそれを機能させていると説明してくれた。それから、ニュートンの発見、つまり静止と速度、加速、等力と反対力は、そのシステムをひどく混乱させる可能性があると話が移った。たとえば、重力加速度によってパイロットの頭から血液が引き出されて足元に溜まると、脳への酸素の流れが乱れる。その結果、重力加速度による意識喪失、つまりG-LOC（重力加速度による意識喪失）が起こる。スウィーによると、目が後ろに転がり、体がけいれんし、パイロットは意識を失う。夢を見ることもあるという。危険信号には、トンネル視野や一時的な失明などがある。午後の私たちの仕事は、「重力加速度による緊張に対抗する」ことでG-LOCに抵抗することだ。スウィー氏によると、足、お尻、心臓の下のその他の主要な筋肉を緊張させ、素早く深く呼吸することで、遠心分離機が私たちを一定の6Gで回転させているときでも、血液を頭に押し戻し、気絶せずに済むという。

正午までに、これは私にとって非常に悪い方向に進むだろうと分かった。私は、自分が昔から酔いやすい家系の出身であることを教官にもクラスメートにも話していなかった。私の祖父は、インドへ向かう途中、USS ユナイテッド ステイツの船腹から吐き出した。私の父は、幼い頃、私が彼の膝に寝かされているときに、酔い止め袋に吐いたという話をよくする。私は船、車、飛行機に乗っているときに具合が悪くなったことがあるが、今日、遠心分離機で具合が悪くなることは間違いない。

私たちは、少なくとも直径 50 フィートの円弧を描く巨大な回転機械を見渡せる観察室に集まりました。機械は、まるで巨人がフルスイングしているハンマーのように、信じられないほど速く動きます。しかし、30 フィートも離れていないこの部屋では、振動はまったく感じません。遠心分離カプセル内の映像を放送するモニターが壁に並んでいます。革張りのソファと複数のスクリーンがあり、この場所はスポーツ バーのように見えますが、常連客全員がフライト スーツを着ているバーです。

今日体験するG力は2つあります。1つ目はZ軸に沿ったもので、上下に動きます。これはGzと呼ばれます。Gz力は脳から血液を送り出すため、G-LOCを引き起こします。2つ目の力はGxで、胸から背中にかけて広がります。Gxにより顔が上と後ろに剥がれ、肺に圧迫感を与えます。しかし、Gxは我慢できないほどの厄介なものです（10Gxまでは怪我を負い始めます）が、Gzは戦闘機のパイロットが心配し、抵抗する訓練をするものです。私たちは、それぞれ約10秒間の4つのテストに耐えます。2.2と3.5Gz、および3と6Gxです。小さい方の数値は、宇宙に到達するのに必要な時間の約半分です。大きい方は、弾道発射中に宇宙飛行士が遭遇する最大値です。スウィーはまず我々の戦力を半分にしてテストするだろう。撤退するチャンスを与えるためだろう。

私は最初の学生がシートベルトを締めるのを見守った。商業パイロットのリチャードは50代後半に見え、物心ついたころから宇宙飛行士になりたいと思っていた。彼はテストにまったく動じない。より重いGxランの終わりに、彼は腕で力に逆らって楽しそうに腕立て伏せの真似をして、拍手とハイタッチを受けながら観測室に戻る。

リチャードの働きぶりに勇気づけられた。何しろ、私の方が彼より若いのだ。しかし、私と年齢が近いように見える大学の理科講師フィルが遠心分離機に入る番になった。テストが進むにつれ、モニター越しにフィルが吐き気を訴えているのが聞こえた。次は私の番で、不安で席から立ち上がる。遠心分離機に近づくと、フィルはよろよろと階段を降り、しばらくふらふらと立っている。彼の生え際が汗で輪になっているのがわかる。「大丈夫」と彼は弱々しく言い、私の横を通り過ぎて空中に話しかける。私は彼の肩を軽くたたいて、階段を上る。

今日では、民間宇宙飛行の性質と軌道は十分に理解されています。たとえば、ヴァージン ギャラクティックの場合、ホワイトナイトツーと呼ばれる運搬機が、6 人の乗客を乗せたスペースシップツーを高度 50,000 フィートまで運びます。スペースシップツーが切り離されると、ハイブリッド ロケット モーターが点火し、機体は 8 秒で超音速まで加速し、徐々に垂直上昇状態になり、約 70 秒間の燃焼中に最大速度マッハ 3.5 に達します。宇宙の境界である高度 328,000 フィートで、スペースシップツーは数分間浮遊した後、尾部を上向きに回転させて地球の重力に逆らって落下し、乗客に地球の美しい景色を楽しませてくれます (短時間、約 6 G にさらされます)。高度 70,000 フィートで尾部が通常の位置に戻り、機体は地球に向かってさらに 25 分間滑空します。総飛行時間は、搭乗から降機まで約 2 時間です。

彼の生え際が汗で汚れているのがわかる。「大丈夫だよ」彼は私を通り過ぎて空中に弱々しく言った。

しかし、ヴァージンとエックスコールが宇宙に乗客を送るための信頼できる手段の開発に数十億ドルを費やしている一方で、同様に複雑な問題が数多く残されている。その第一は、誰が飛行を許可されるかを決めることだ。これに関して、NASA は非常に厳格なガイドラインを設けている。視力矯正が 20/20 であること、座位血圧が 140/90 未満であること、身長が 5 フィート 2 インチから 6 フィート 3 インチであること。これは水中生存テストやスキューバダイビングの認定を受ける前の条件である。宇宙飛行に関する連邦航空局の規制によると、民間宇宙企業は 18 歳未満の人にチケットを販売できない。しかし、それが唯一のガイドラインである。

今のところ、宇宙旅行に挑戦するかどうかは、乗客に委ねられている。ナスター センターのシミュレーターは、その決断を手助けしてくれる。シミュレーターで 10 分間耐えられないなら、家の 2 つ目の住宅ローンを再検討した方がいいかもしれない。ヴァージン社はすでに、将来の乗客に遠心分離機で回転することを推奨しており、民間の宇宙旅行者にサービスを提供する新しいタイプの宇宙装備業者は、この種のトレーニング セッションをすべての顧客に義務付けるかどうかを検討している。

企業が次に取り組まなければならない問題は、高度 328,000 フィートに到達した乗客をどうするかだ。乗客は立ち上がって浮遊できるのか？ 医療上の緊急事態が発生した場合はどうなるのか？ あるいはトイレに行きたくなった場合は？ 宇宙旅行をシミュレートする設備を備えた世界でも数少ない施設の 1 つである Nastar Center は、こうした疑問を調査する貴重な機会を提供している。「訓練に当センターを利用している企業は、当センターが何を調べているかを尋ねてきます」と Nastar Center の宇宙訓練および研究担当ディレクターのブリエンナ・ヘンウッドは言う。「彼らはどうすべきか考えようとしているのです。」

こうした大まかな概要を除けば、民間宇宙飛行の詳細は未だ解決には程遠い。航空業界が、座席の背もたれやトレーテーブルなど、すべての人に有効なプロトコルを確立するのに何年もかかったことを考えてみよう。しかも、それは地球の大気圏内の話だ。無重力環境では、嘔吐は吐き戻した食べ物のかけらが鼻腔に浮かんでくる危険を意味する。地球から 62 マイル上空で、ラミネート加工された安全情報カードがそれに役立つだろうか?

遠心分離機の中で、私は操縦席に座り、何もない湾曲した壁の前に座る。その壁には偽の地平線と計器が映し出されている。遠心分離機の回転は、シミュレーションで示された地平線が内耳にあると内耳を騙すように設計されているが、私の内耳はほとんどの人よりも懐疑的で、自分では見えないものを受け入れようとしない。ドアが閉まる前に、私は自分が死んでいると悟った。

座席の片側にエアシックネスバッグが置いてあるのを見つけたので、取り出して、バッグの先端がどこにあるか確認した。そして、バッグをスリーブの中に押し戻そうとしたが、うまくいかず、バッグは床に落ちてしまった。もっと重要な心配事がある。

「準備はいいかい？」とスウィーがコックピットのスピーカーから聞く。彼はコントロールルームからシミュレーションを監視している。「はい」と私は元気よく答える。遠心分離機が「アイドル」回転を始める。わずか 1.4 G で、平坦でまっすぐな飛行をシミュレートする。目の前のスクリーンには水平な地平線が映し出され、山々が眼下を通り過ぎていく。私の内耳は何かがおかしいと感じている。私が実際に円を描いて動いていることを感知し、カプセルの外側のどこかにある本当の地平線だとわかっているものを探そうと、私の目を左に向け続ける。目の前に映し出された偽の平坦な地平線に集中し続けるのに苦労する。「ちょっとめまいがする」と私はかすかに言う。「わかった、準備ができるまで休んで」とスウィーが答える。

結局、私は一日中回転し続けられることに気づいた。「状況は良くならない」と私は言った。「さあ、行こう。」

最初の操作は、おそらく 45 度の右方向への急旋回です。体を傾けると、内耳が複数の信号を送り始めます。前方に倒れています、と表示されます。さらに右方向、と表示されます。また、叫んでください、と表示されます。目がどこを見ればいいのか分からず、パニックになり始めたとき、地平線が再び水平になり、前庭信号の新たな衝突が加わりました。4 つのテストのうち 1 つが終了しましたが、すでに気分が悪くなっています。

「今度は同じことを3.5Gzでやります」とスウィーは言います。「筋肉を締めて、断続的に呼吸することを忘れないでください」と彼は付け加えます。「3、2、1、1」

そして今、状況は悪化しています。カーブはずっと急で、すべてがおかしいです。またもや目はどこを見たらいいのかわかりませんが、それは問題ではありません。なぜなら目は見る能力を失い始めているからです。赤い静脈の模様が視界の端に現れます。私は筋肉を締めて血液を心臓より上に押し上げようとし、癇癪を起こす子供のように息を切らしていますが、視界の中心は狭くなっています。わあ、本当にトンネルみたいだ、と思います。もうすぐ、何も見えなくなります。

その後、カプセルは水平になるために横に回転し、矛盾した不快な信号がまた鳴り響きます。Gz は終わりです。

吐き気とめまいがしますが、この時点で私の脳はパニックと死の考えでいっぱいで、目の前に映し出されたこの偽りの地平線を現実の地平線として受け入れることを選択し、私は安堵しながらその静けさに集中します。

「Gxの準備はいい？」とスウィーが尋ねます。「ああ、神様」と私は言います。彼は私に少しの間息を整えさせ、そしてその時が来ました。

3、2、1、ドカン。どういうわけか、私は同時に下へも上へも動いている。そして、明らかにまっすぐに上へ突き進んでいる。その感覚は、口の周りの皮膚が目に向かって押し上げられ、そこに留まるような、驚くほどの圧迫感を伴っている。10秒が経過し、水平になる感覚は、まるで家から顔から落ちたかのようだった。

さて、今朝最後のテスト。6Gxフル。今回、このテストに耐えるか、頭を撃つかのどちらかを選ばされたら、私は後者を選ぶだろう。腕を上げることができればの話だが。喉仏が気道に落ちて反対側に触れているのがわかる。呼吸が苦しい。文字通り押しつぶされそうで、止めたい。水平になっても、内耳は完全に反抗し、目はカプセルに釘付け。昼食に食べたパストラミの酸っぱい匂いが漂ってくるようだ。そのときドアが開き、優しく助け出された。

吐かなかった。それだけは言える。でも、フライトスーツのファスナーを腰まで下ろし、濡れたTシャツのままソファに倒れ込んで、なんとか耐えなければならなかった。誰かがコーラを持ってきてくれた。そして、静かに参加して観察するためにこのプログラムに来た私は、注目の的になった。部屋いっぱいの人たちから、私よりも時間とお金と勇気があるだけでなく、私がひどい乗り物酔いとしか言​​いようのないものに奇跡的に抵抗力がある人たちから、30分間、同情的な拍手を受けた。

私はソファーに座りながら、他の受験生たちが順番に試験を受けるのを見守った。USRA のメンバーであるモーリーンという女性は、興奮のあまり遠心分離機にほとんど突っ込みそうになった。彼女は試験を平然と乗り切ったが、一つだけ例外があった。「ちょっと、私が回転しているときに、エアシックネス バッグが顔に当たったのよ！」と遠心分離機から出ながら彼女は言った。私は顔色が悪く汗ばんだ手を上げて、半ば本気で謝り、目を閉じた。

Gz と Gx のテストがウォーミングアップだとしたら、その日のメインイベントは、SpaceShipTwo での旅行の完全なシミュレーションです。Swee は、予想される G 力の半分だけの下で試運転を行い、その後、最大 G での最終テストを行うと言っています。

私がシートベルトを締めると、彼はアドバイスをくれた。「頭を回さないでください」と彼は言った。私はヘッドレストに背を押し当て、動かないようにした。こうすると、遠心分離機と私の頭の動きが内耳に不一致な信号を発生させなくなるので、大きな違いが生まれる。

カプセルは傾き、上下に揺れながら、模擬輸送機から離脱する。私は椅子に座ったまま後ろに倒れそうになる。吐き気はないが、恐怖を感じる。模擬映像では地球がどれだけ遠く、どれだけ速く落ちていくかが示されており、必死に抑えているパニックがさらに深まるばかりだ。

無重力状態になる遠地点では、すべてが静まり返り、惑星の曲線がゆっくりと回転する光景が目に飛び込んでくる。「今見ているのは何？」と私が尋ねると、「ロサンゼルスだよ」とスウィーが答える。そして「宇宙船」が回転するにつれ、視界の一番上にサンフランシスコ湾岸地域が見えることに気付いた。ロボットの声が再突入シーケンスまでのカウントダウンを告げる中、私はオークランドにいる妻が裏庭で娘を追いかけ回している姿を想像する。宇宙遊泳中の宇宙飛行士は、星、宇宙、あらゆるものとの陶酔的な親近感をしばしば報告しており、その結果、宇宙船への再突入を危険なほど躊躇するようになる。私はそれとは正反対の衝動に駆られている。故郷から信じられないほど遠く離れているという感覚と、瞬時に故郷へ運ばれたいという圧倒的な欲求だ。

遠心分離機は、轟音と震えを伴う再突入シーケンスをシミュレートし始める。打ち上げほど激しくはないが、同じくらい恐ろしい。そしてついに高度 50,000 フィートで水平飛行となり、シミュレーションは終了する。「完全なシミュレーションの準備はいいですか?」とスウィーが尋ねる。私は少し考えなければならない。めまいがして、怖くて、すっかり疲れきっている。なんとか乗り切りたいが、クラスメートが高額な料金を払って使用した遠心分離機で吐きたくない。「いやだ」とスウィーに言う。そして、私は市民宇宙飛行士としての資格を失ってしまった。

帰りの飛行機がフィラデルフィア空港の滑走路を爆走する中、私は Gx を計算している自分に気づきました (2 つ以上はダメだと決めていました)。機体が上昇し、次に右に傾くと、Gz が混ざり合うのを感じました。血液が足元にゆっくりと流れていくのを感じましたが、それが脳から血液を奪うには十分ではないことはわかっていました。

最も重要なのは、突然、自分の体がそれらすべてに対して脆弱であることを補ってくれるテクノロジーの繭に気づいたことです。今、私の頭の一番の関心事は、客室の与圧です。10,000 フィートというのは、携帯用電子機器の使用が許可される高度というだけではありません。乗客が酸素補給を必要とし始める高度でもあります。巡航高度 32,000 フィートでは、客室内の酸素混合ガスなしでは、搭乗者は 15 秒以上機能できません。それ以上になると、意識を失い、死んでしまいます。

それでも私は、周囲のシステムが私を生かしてくれると確信して、後ろにもたれながら映画を観ている。結局のところ、私より前に何百万人もの人々が飛行機に乗って旅してきたのだ。

民間宇宙旅行への信頼を確立するには、それだけの人数が必要だろうか。最初に行くのは数百万人か。数十万人か。数千人か。どうやら、地上から見るよりも62マイル近くで星を見るために、吐き気やそれ以上の危険を冒すボランティアの人数が、必要な数に達するのは不可能に思える。確かに、ライト氏とそのグループは、宇宙を直接体験したいという生涯にわたる願望と、私には到底及ばない身体能力に支えられ、ひるむことはない。彼らの成功を祈る。成功すれば、彼らは適切な資質を持つことの意味を再定義し、その過程で新たな市民宇宙科学の先駆者となるだろう。しかし、彼らの居場所は星々にあるかもしれないが、私の居場所はここ地球上であることを私は学んだ。

ジェイコブ・ワードはポピュラーサイエンス誌の元編集長です。Twitter で@jacobwardをフォローしてください。